О бурении нефтяных скважин в Азербайджане было известно еще в 8 в. Немецкий путешественник и исследователь природы Е.Кемпфер в 1683 г. писал о скважинах, пробуренных в Балаханах, Бинагадах и Сураханах, стенки которых укреплялись камнем и деревом. Первая нефтяная скважина в мире была пробурена механическим способом в 1847 г. на площади Биби-Эйбат. В 1871 г. в Балаханах, пробуренная механическим способом нефтяная скважина глубиной 64 м дала фонтан. В 1873 г. при бурении начали использовать паровые машины. В 1884 г. был предложен метод штангового ударного бурения, впоследствии (1893) этот метод бы назван “Бакинским методом бурения” и распространился во многих странах. В 1901 г. на территории завода Кокорева в Сураханах была пробурена газовая скважина. Добываемый с глубины 207 м газ использовался в котельных системах завода. В 1901–11 гг. на нефтяных промыслах вместо паровых машин стали использовать электродвигатели.
Модернизированная полупогружная плавучая буровая установка “Истиглал” (“Шельф-5”).
В 1911 г. в Азербайджане (Сураханы) впервые был применен роторно-вращательный способ бурения. Начиная с 1920 г., роторный способ бурения усовершенствовался и широко распространялся. В 1922 г. впервые в мире был создан одноступенчатый редукторный забойный двигатель и в 1924 г. применен на Сураханском промысле. В 1920–32 гг. в бурении были разработаны экономичные двухколонные скважинные конструкции, цементы для крепления скважин глубиной до 2000 м, технологии крепления, теоретические основы выноса выбуренной породы с забоя буровым раствором и т.д. В Азербайджане начались теоретические и практические разработки научных основ технологических режимов в процессе бурения.
В 1928 г. впервые был создан и испытан в Бинагадах прибор, измеряющий отклонение в вертикальных скважинах, и впоследствии широко применяемый. Созданный в 1929–30 гг. в результате научно-исследовательской работы “индикатор веса” упростил регулирование режима бурения. Создание и применение безредукторных с осевыми валами турбобуров позволило бурить наклонные скважины. Первая наклонная скважина была пробурена роторным способом в 1933 г. на острове Пираллахи. Развитию техники и технологии турбинного бурения способствовало создание нового, более усовершенствованного (многоступенчатого) турбобура. С этой целью был решен ряд технологических проблем и очень быстро были заложены научные основы бурения.
Самоподъемная буровая установка “Гуртулуш”.
Были изучены условия работы бурильного инструмента в процессе бурения роторным способом. В 30–40-х гг. 20 в., впервые были заложены основы методики расчетов бурильных и обсадных колонн, и разработаны аналитические и графические методы. В 1941 г. в Баку на месторождении Биби-Эйбат впервые в мире была пробурена турбинным методом наклонная скважина (максимальное отклонение 22°). Были проведены и научно обоснованы сравнительные исследования турбинного и роторного бурения, созданы инструменты и приборы, используемые при наклонном бурении, разработаны технологии бурения наклонных скважин. Принципы бурения скважин с большим отклонением забойными двигателями были разработаны академиком Гулузаде Мамедпаша и др. В тот же период был создан способ электробурения, который впервые был использован при бурении на площади Гала в Баку в 1940 г. После второй мировой войны чл.-кор р. Сабитом Оруджевым и другими был предложен метод бурения нескольких скважин с одного основания, что позволило, намного уменьшив площадь земли, более эффективно использовать приэстакадные площадки. В настоящее время на морских месторождениях бурится до 30-ти скважин с одного основания. На нефтегазовых месторождениях Азербайджана была научно обоснована и разработана технология бурения роторно-турбинным способом глубоких и сверхглубоких скважин в сложных геологических условиях. В 1954 г. впервые был создан уникальный стенд для проведения испытаний турбобуров. Для решения технологических проблем, связанных с увеличением глубин бурящихся скважин были разработаны гидродинамические основы бурения нефтяных и газовых скважин. Акад. А.Мирзаджанзаде была создана основополагающая теория гидродинамики движения буровых растворов в стволе скважины. Была изучена природа прихватов бурильного инструмента и обсадных колонн, в связи, с чем были разработаны технические и технологические методы по предотвращению и ликвидации аварий.
Глубокие скважины (свыше 3500 м) пробурены: в Азербайджане в 1938 г., в 1941 г. самая глубокая скважина в Европе (3904 м) на площади Бина-Говсаны, а 1953–55 гг. скважина на площади Зиря (4350 м) была введена в эксплуатацию. Глубина нефтяных скважин в 1962 г. - 5044 м, а в 1968 г. была доведена до глубины 6522 м (площадь Хара-Зиря-море). С 1960 г. в Азербайджане при бурении глубоких и сверхглубоких скважин были испытаны и применены алмазные долота и в дальнейшем усовершенствована технология бурения этими долотами. В 1964 г. впервые на море была пробурена наклонная скважина с отклонением 1150 м (забой 3391 м).
Было определено, что отклонение при бурении скважин с использованием различных типов шарошечных долот имеет закономерность. Разработали основы технологии бурения скважин с малым диаметром в сложных условиях (Азербайджанский Государственный Научно-Исследовательский Проектный институт Нефтяной Промышленности - АзНИПИ нефть; в настоящем Азербайджанский Государственный Научно-Исследовательский Проектный институт Нефтяной и Газовой Промышленности – АзГНИПИ нефть газ). Была разработана математическая модель бурения наклонных скважин, методика их расчета и оперативного управления технологическими процессами, также методика бурения кустовых наклонных нефтяных, газовых и газо-конденсатных скважин. Была создана методика расчета профиля наклонных скважин, создающая возможность снижения доминимума сил сопротивления возникающих вовремя спуско подъемных операций, был предложен новый метод бурения наклонных скважин с применением направляемого отклонителя, также подготовлены и претворены в жизнь проекты бурения наклонных скважин с большим отклонением.
Плавучая буровая установка “Деде Горгуд”.
Были проведены комплексные исследования относительно сохранения прочности пород стенок скважин при бурении в сложных условиях на акватории Каспийского моря. Были разработаны химические методы укрепления стенок скважин и их сохранение в процессе бурения и изучены факторы их обеспечивающие. Были разработаны правила борьбы с поглощением промывочной жидкости и возникновением грифонов, методика определения глубины спуска кондуктора и первой промежуточной колонны; против поглощения бурового раствора были изучены свойства наполнителей, условия их работы и способность закупоривания пор; были изучены воздействие некоторых глин, химических реагентов, давления, температурных перепадов, смазочных масел на прихват бурильного инструмента. Была разработана и освоена новая технология подготовки ствола скважины перед спуском обсадной колонны.
Путем изучения выбуренных пород была создана методика определения и прогнозирования аномально высоких пластовых давлений (Аз НИ ПИ нефть). Разработанные азербайджанскими ученными в области бурения технические приспособления (элементы компоновки низа бурильной колонны, промежуточные и вращающиеся опоры, стабилизаторы, бурильные замки, обратные клапаны и др.) широко использовались на предприятиях министерств Нефтяной промышленности, Газовой промышленности и Геологии. В результате проведенных научных исследований при бурении нефтяных и газовых скважин была произведена оценка параметров давления гидроразрыва пласта, прогнозирована и обеспечена прочность пород стенок скважины в процессе бурения; предотвращены поглощения, определены глубины спуска промежуточных колонн, спроектирована компоновка низа бурильной колонны для бурения глубоких скважин в сложных условиях и др.
В создании научных основ бурения нефтяных скважин, в развитии техники и технологии, в применении на производстве научных и технических достижений были отмечены заслуги Сафтара Гулиева, Азада Мирзаджанзаде, Мамедпаши Кулизаде, Сабита Оруджева, Ейуба Тагиева, Насруллы Бабаева, Сеидрзы Миркерим оглы, Агасафы Мовсумова, Мамедджавада Гасымзаде, Гурбана Аббасова, Юсифа Сафарова, Махмуда Саламова, Джалала Мамедова, Субхи Магеррамова, Панаха Назарова и др.
Для поднятия эффективности бурения поисково-разведочных скважин на море стал вопрос создания плавучих буровых установок. В 1958 г. была сдана в эксплуатацию построенная по проекту института “ГИПРОМОР НЕФТЕГАЗ” первая самоподъемная буровая установка. Эта установка использовалась для бурения на море поисково-разведочных скважин глубиной 850 м при глубине воды 7 м. В 1966–70 гг. были спроектированы (“ГИПРОМОР НЕФТЕАЗ”) и построены первые домкратные самоподъемные) буровые установки (“Абшерон”, “Азербайджан”). С помощью этих установок на море при глубине воды 15–20 м пробурили поисково-разведочные скважины глубиной 1800–3000 м. С 1975 г. для бурения на море разведочных скважин до глубины 6000 м при глубине воды до 70 м, были сданы в эксплуатацию самоподъемная буровая установка “Баку” и в последствии 4 установки типа “Баку”.
Для качественного цементирования нефтяных и газовых скважин в 1975 г. академиком А.Мирзаджанзаде были определены пределы поднятия высоты цемента. Для уменьшения потери гидравлического давления при турбулентном режиме движения буровых растворов в элементах циркуляционной системе (гидромониторные долота, буровые замки и др.) были найдены эффективные добавки - высокомолекулярные полимеры и определены их приемлемые пропорции. Изучение влияния различных нефтяных добавок, приводящих к турбулентности промывочных жидкостей, позволило определить наиболее целесообразные смеси. Использование методов математической диагностики в процессе бурения скважин, дало возможность прогнозировать переход газопроявлений в открытые нефтегазовые фонтаны, разработать и испытать (на основе ЕНМ) автоматизированную информационно-поисковую систему для их предотвращения. Для проведения поисково-разведочных работ на акватории Каспия глубиной более 100 м, в 1974–80 гг. была спроектирована и построена первая полупогружная плавучая буровая установка “Шельф-1” (1980). При помощи ППБУ “Шельф-1” была пробурена скважина глубиной 6000 м при толще воды 200 м.
Полупогружная плавучая буровая установка имени Гейдара Алиева “Лидер”.
На Каспии работали 5 установок такого типа (“Шельф- 1”, “Шельф-2” “Шельф-3”, “Каспморнефть”, “Шельф-5”). Для бурения разведочных скважин в трудных морских условиях установки оборудовались таким специальным оборудованием как системы позиционирования, подводного бурения, водолазного комплекса и т.д. С открытием в 1979 г. в азербайджанском секторе Каспия месторождения “Гюнешли”, возникла необходимость постройки гидротехнических сооружений, в том числе глубоководных морских стационарных платформ для дальнейшей эксплуатации месторождения при глубине воды до 100 м. ППБУ “Каспморнефть” в 1981 г. на Каспии пробурила скв. №9 на месторождении “Гюнешли”, а в 1983 г. 3 скважины, расположенные на площади “Умид” на глубине 50–60 м. Пробуренная самоподъемной буровой установкой “Азербайджан” скв. №4 достигла глубины 6715 м.
В 1985 г. были пробурены первые скважины и открыто месторождение “Чираг” (“Шельф-2”), в 1987 г. месторождение “Азери” (“Шельф-1”) и месторождение “Кяпаз” (“Шельф-3”). Фактические глубины этих скважин были от 2930 до 3730 м при глубинах воды 94–123 м. В связи с претворением в жизнь новой нефтяной стратегии для проведения разведочных работ на Каспийском море на площадях глубиной свыше 200 м, в короткие сроки (1996–98 гг.), согласно международным стандартам были модернизированы полупогружные плавучие буровые установки “Деде Горгуд” (“Каспморнефть”) и “Истиглал” (“Шельф-5”), что позволило пробурить скважину глубиной 7620 м, на глубинах воды от 475 до 700 м. Для расширения поисково-разведочных работ в азербайджанском секторе Каспийского моря, были введены в действие еще самоподъемная установка “Гуртулуш” и самоподъемная установка имени Гейдара Алиева “Лидер” (способные бурить скважины до глубины 9140 м, при глубине воды 110 м и 1000
Разведочная скважина общей глубиной 7087 м на площади “Зафар–Машал” с глубиной воды 740 м, была пробурена (2004) установкой “Лидер”. Оборудованием, установленным иностранными фирмами на платформе “Чираг–1” была пробурена наклонная скважина А–19, глубиной 7442, с отклонением 6300 м.
Таким образом, использование в области бурения технических средств, отвечающих мировым стандартам (новых эффективных буровых систем и регулирующие их параметры оборудование, новые цементные растворы, высоконадежные контрольно-измерительные приборы и их автоматизация, технологии зарезки боковых стволов в скважинах свыше 5000 м и т.д.) создало основу возрождения нефтяной промышленности Азербайджана в 21 в.
Халеддин Татлыев , Гасан Меджидов, Фируз Зейналов
