Riktningsborrning: fördelar och nackdelar

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Under de senaste åren har byggandet kommit ur en utdragen kris, antalet hus under uppförande, industrikomplex, vägar och andra infrastrukturanläggningar ökar. Följaktligen blir högteknologiska ingenjörstekniker mer och mer efterfrågade för att minska tids- och arbetskostnaderna.

Allmän information

Dessa inkluderar riktningsborrning. Det är känt att brunnar är både vertikala (standard) och lutande. Dessutom är avvikelsen från vertikal/horisontell som krävs för detta liten: endast 2 grader för standardborrning, mer än 6 grader för djupborrning (artesiska brunnar, olje- eller gasproduktion).

Det är naturligt att förekomsten av denna avvikelse inte bara kan bero på konstgjorda utan också helt naturliga orsaker. De är indelade i flera grupper (geologiska, tekniska, tekniska). Om du känner till alla dessa faktorer ordentligt kan du kontrollera positionen med hög noggrannhet.brunnar i rymden.

Följaktligen förstås artificiell avvikelse som varje "krökning" av brunnskanalen, som ursprungligen var tänkt. Det är viktigt att förstå att riktningsborrning innebär strikt kontroll av borrens rörelseriktning under hela arbetet.

Funktioner för att borra olje- och gaskällor

Särskilt många svårigheter orsakas av sådant arbete inom olje- och gasindustrin. Där måste lutande borrning utföras med speciella styrprofiler. Det är också viktigt att komma ihåg att den övre gropen alltid (!) görs strikt vertikal, och avvikelsen börjar vid de nedre horisonterna, i den planerade azimuten.

Särskilt ofta används lutande borrning inte i utvecklingen av fyndigheter, utan endast i deras prospektering. Det är mycket billigare att leta efter "markeringar" genom att göra ett tillräckligt långt lutande hål än att omedelbart försöka borra berget till tillräckligt djup vertik alt.

Hur går riktningsborrning till i allmänhet? Tekniken är relativt enkel: först stansas huvudgropen, sedan, med hjälp av böjningsanordningar, förs en sned eller horisontellt riktad borr till rätt plats, med vilken en extra axel redan görs. För att korrekt upprätthålla den riktning som projektet har satt, är det nödvändigt att använda "markörer", de är också beacons. I många fall används speciella kameror för att visualisera borrningsprocessen.

Viktiga anteckningar

NeedDet bör noteras att i vissa fall tvingas sådana brunnar av egenskaperna hos geologiska bergarter. Så ibland är det billigare att borra en grop över platsen för någon form av fast magmatisk bergart än att stansa den.

Observera att riktad borrning innebär penetration av strikt horisontella hål. Alla brunnar som erhålls med denna metod är uppdelade i enkla och multilaterala brunnar. I det senare fallet avgår flera lager från huvudstammen. En liknande borrmetod inom olje- och gasindustrin används ofta i följande fall:

• Vid öppning av olje- eller gasförande formationer som ligger mellan parallella förkastningar.
• Om det skulle visa sig att den utvecklade reservoaren plötsligt ändrar riktning.
• I fallet när olje- eller gasförande horisonter ligger under s altkupoler (på grund av svårigheterna med att borra genom de senare).
• När det är nödvändigt att kringgå kollapszoner i gruvor.
• Avvikad (särskilt horisontell) borrning är oumbärlig om den produktiva formationen ligger under någon form av reservoar eller på havsbotten, under bostadsområden eller fristående byggnader.
• På borrställningar och plattformar som ligger direkt till sjöss används i 90 % av fallen denna metod för gropborrning.
• Dessutom är riktningsborrning oumbärlig om du behöver utföra en multilateral brunn i ett område med mycket oländig terräng (raviner, kullar, etc.).

En liknande metod är oumbärlig omAv någon anledning (kollaps, förskjutning av tektoniskt berg) flyttade gruvans axel åt sidan, och därför fanns det ett behov av att kringgå problemområdet. Detta görs även om det är nödvändigt att ta ett kärnprov från huvudborrhålet, eftersom det är omöjligt att göra detta på andra sätt.

Riktningsborrning används även när man snabbt behöver släcka en brunn som har fattat eld av någon anledning, samt i de fall den nedre delen av gropen behöver byggas ut av driftsskäl. På liknande sätt utökas dräneringsytan i gamla brunnar när det krävs för att öka produktionsvolymerna.

Detta praktiseras när man först vet att fyndigheten inte tillhör kategorin rika, men det krävs att man "mjölker" den snabbt. Sedan används "kluster"-borrning, med flera och flera uttag från huvudgropen av sidoborrningar. Om i det här fallet att använda standardmetoder, kommer avkastningen från fältet att vara låg, och brunnen kommer snabbt att tömmas.

Metoden för riktad borrning bryter primära gropar genom kolpastor, eftersom de i denna situation först måste befrias från eventuella gasfickor. Om detta inte görs finns det stor sannolikhet för antändning och till och med explosion redan under driften av brunnen.

Downhole-motorer (turboborrar, ibland elektriska borrar, skruvmotorer) används för att bryta igenom hålet. Borrmetod – roterande.

Huvudmetoder

Den huvudsakliga metoden (både här och utomlands) är dynamisk användning av terrängegenskaper. Och detta är förståeligt, eftersom platta slätter och stäpper är långt ifrån överallt.

I regel tas typiska spår (profiler) som ett prov, som byggs i förväg, och matematiska modelleringsmetoder används för detta. Det är viktigt att notera att den "typiska" metoden endast kan tillämpas (!) på redan utvecklade fält, vars alla egenskaper länge har varit kända. Det speciella med denna metod är att de inte försöker kontrollera terrängens krökning, utan anpassar sig till den. Tyvärr, men samtidigt manifesteras en betydande nackdel, uttryckt i en märkbar ökning av kostnaden för borrning.

I designprofilen är platser med maximal krökningsgrad nödvändigtvis markerade, eftersom utan dessa data är det inte tillrådligt att rita ett färdigt projekt. Design i detta fall är en utbildad riktborrningsingenjörs ansvar.

Ändra layouten på borriggen för att korrigera brunnens krök

Det vanligaste sättet när det gäller att styra hålets böj direkt under stansningen. Metoden är bra eftersom man inte behöver använda specialutrustning. Dess nackdel ligger i den allvarliga begränsningen av accelererade borrlägen.

Användning av konstgjorda omledare

För denna typ av arbete används böjda subs, excentriska nipplar, kilar och andra avlänkningsanordningar. Alla enheter väljs individuellt, beroende på den specifika situationen och typen av terräng.

Sort av gran

En viktig metod för riktningsborrning är paddrillning. Samtidigt ligger början av alla gropar vid en punkt, och ändsektionerna är där lagren av de upptäckta avlagringarna går.

Metoden är bra genom att den gör det möjligt för dig att avsevärt minska mängden installationsarbete på platsen, avsevärt minska antalet nödvändiga kommunikationslinjer, inklusive vägar till områden där arbete utförs, och behovet av vatten matnings- och strömförsörjningsledningar reduceras. Denna typ av borrning testades först i Sovjetunionen, närmare bestämt i Azerbajdzjan, under installationsarbetet på Artem Island.

De största nackdelarna inkluderar vikten av att förhindra korsning av minmynningar. Dessutom är det nödvändigt att bevara groparna som redan arbetar vid tidpunkten för den sekundära borrningen, eftersom detta krävs av brandsäkerhetsreglerna. Slutligen, en stor nackdel med klustergropar är komplexiteten i deras efterföljande underhåll och reparation, och under marina förhållanden kan det vara extremt svårt att eliminera genombrott.

I vilka förhållanden används klusterborrning?

Så när används klusterriktad horisontell borrning? Anledningarna till dess användning är indelade i följande grupper:

• Technogenic - borrning under byggnader, inklusive bostäder, andra tekniska strukturer.
• Teknologisk - när det är troligt att utvecklingen av en standardbrunn kommer att störa driften av befintliga gropar. Buskmetoden är inte så "traumatisk" i detta avseende.
• Geologisk –när mineraler ligger i ojämna lager, på olika horisonter. I det här fallet är riktborriggar det enda alternativet när du behöver etablera produktion på kortast möjliga tid utan att spendera fenomenala summor pengar på det.
• Orografisk - den vanligaste gruppen av orsaker, inklusive behovet av att öppna ett fält som ligger under ytan av havet, sjön, i fallet med oländig terräng, såväl som när man lägger gropar från basen av offshoreplattformar, samt överfarter.
• Climatic. Under de senaste åren har det i många regioner i Fjärran Norden funnits en stadig trend mot upptining av permafrost, vilket är anledningen till att specialister helt enkelt tvingas tillgripa klusterborrmetoden. Andra metoder är fyllda med kollaps av brunnslumen.

Observera att den maximala effekten från driften av klusterbrunnar observeras i sumpiga, ofta översvämmade områden. Det är viktigt att notera att vid lutande borrning under vattenytans yta är det extremt viktigt att ha erfaren personal som kan använda navigationsutrustning på rätt sätt, utan vilken det blir omöjligt att bryta igenom ett hål under sådana specifika förhållanden.

Därför måste lediga platser för riktningsborrning nödvändigtvis inkludera sökandet efter tekniskt kunnig, utbildad personal.

Viktiga egenskaper hos metoden

Volumetriska buskar ser ut som pyramider eller kottar, vars storlek, som du förstår, beror på storleken och"oskärpa" av det utvecklade fältet. Följaktligen bestäms antalet stansade hål av tekniska möjligheter. Det är mycket viktigt att förstå att fastställandet av buskens storlek bör behandlas så ansvarsfullt som möjligt, eftersom området för det alienerade territoriet beror på denna indikator.

Detta är särskilt viktigt när man utvecklar gropar inom bebyggelsens gränser. En viktig roll i driften av en färdig brunn spelas av platsen för brunnshuvudena. Det är inte förvånande att riktad borrning av gasledningar har blivit den huvudsakliga metoden som används i praktiken under de senaste 15-20 åren.

Positiva effekter av klusterborrning

I allmänhet minskar denna metod avsevärt kostnaderna för att organisera utvinning av mineraler eller byggande av industrianläggningar, bidrar till volymen av automatisering av alla produktionsoperationer och processer. Ännu viktigare är att detta tillvägagångssätt bidrar till att skydda miljön genom att minimera påverkan på naturen.

Faktum är att när man utför klusterborrning blir det fullt möjligt att samla upp borravfall helt, vilket förhindrar att det kommer in i grundvattnet och minskar också sannolikheten för en minskning av nivån på det senare. Detta ses ofta med konventionell borrning eftersom det förstör akviferer.

En dyna innehåller minst två brunnar. Som regel övar oljemän i vårt land att gruppera gropar på 18-24 stycken, men i vissa fall överstiger deras antalför 30. Detta är dock långt ifrån ett rekord, eftersom det i utländsk praxis finns fall då 60 "groddar" kunde avvika från en gruva. I synnerhet borrade det ökända BP-företaget på en liten bulkö 60 × 60 m … 68 gropar på en gång. Detta gjorde det möjligt att dramatiskt öka mängden olja som tas emot från ett fält.

Så borrning av riktade och horisontella brunnar i den moderna ekonomin är extremt efterfrågad just på grund av bevarandet av materiella och finansiella resurser.

Flerhålsborrningstyp

För närvarande, på grund av utarmningen av många gamla fyndigheter, är det enda tillförlitliga sättet att erhålla mineraler att använda avancerade gruvmetoder, som inkluderar multilateral borrning. Samtidigt tas flera nya "groddar" bort från huvudgropen på ett visst djup på en gång. På grund av detta ökar brunnens område i den produktiva horisonten avsevärt, och volymen av gruvdrift ökar. Dessutom är det samtidigt möjligt att minska borrvolymerna i de övre, improduktiva horisonterna.

På vårt lands territorium borrades den första brunnen av denna typ 1953, i Bashkiria. Men gropen, som gick direkt in i formationens tjocklek, kunde göras först i slutet av 50-talet. Det hände i Samara-regionen. Det avslöjades omedelbart att den dagliga avkastningen för sådana brunnar är cirka 40 % högre än för kärnor tillverkade med den vertikala standardmetoden.

Det var då som riktningsborrning började utvecklas i vårt land. Utbildning för dettaspecialitet infördes i alla tekniska institut i landet.

Om den multilaterala metoden används ökar den totala längden av hålet i reservoaren avsevärt, dränerings- och filtreringszonen ökar. Detta bidrar inte bara till att öka avkastningen från brunnen, utan förbättrar också kvaliteten på produkten som erhålls under dess drift. Den här typen av gropar är indelade i följande varianter:

• Blutad, grenad typ.
• Horisontellt grenad.
• Radial pits.

I det senare fallet används riktningsborrning (horisontell riktningsborrning) i svår terräng och ojämn koncentration av arbetshorisonter. Denna metod gör det möjligt (samtidigt som kostnaderna minimeras) att maximera volymen av gruvdrift.

Karakteristika för flerhålshål

Som du kanske kan gissa består snett förgrenade gropar av gruvans huvudschakt och de underordnade processerna som sträcker sig från dem, belägna i olika plan. Den egentliga horisontellt riktade typen är en variant av den nyss beskrivna typen. Den enda skillnaden är att "groddarna" avgår från huvudstammen i ett strikt horisontellt plan, i en vinkel på 90 grader.

Följaktligen, för radiella gropar, går huvudaxeln också strikt vertik alt, och de ytterligare - längs omkretsen, det vill säga i radiell riktning. Under de senaste åren har grenade brunnar ansetts vara en mycket lovande riktning för borrning, eftersom deras användning i industriell skala tillåter att lösa många problem,som härrör från utvecklingen av underjordiska resurser:

• Maximum effektiv utveckling av oljefält med ojämna horisonter. I det här fallet är vertikal borrning inte ekonomiskt genomförbar, eftersom den slutliga kostnaden är för hög.
• Riktningsborrning kan avsevärt minska antalet brunnar som används. Detta leder till en minskning av kostnaderna för arbetet och minimerar även påverkan på miljön.
• Vid utvinning av mycket trögflytande olja, som pumpas ut på extremt stora djup.
• Samma metod används när det är nödvändigt att bygga en geotermisk station som använder energin från underjordiskt varmvatten.

Därmed är riktad brunnsborrning en teknik som används allmänt i dagens olje- och gas- och byggindustrier.