Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с горизонтального бурения )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Работает горизонтально-направленное бурение
Структурная карта, созданная программным обеспечением контурной карты для залежи газа и нефти глубиной 8 500 футов (2600 м) на месторождении Эрат, округ Вермилион , Эрат, штат Луизиана . Зазор слева направо в верхней части контурной карты указывает линию разлома . Эта линия разлома находится между синими / зелеными контурными линиями и пурпурными / красными / желтыми контурными линиями. Тонкая красная круглая контурная линия в центре карты указывает верхнюю часть нефтяного резервуара. Поскольку газ плавает над нефтью, тонкая красная контурная линия отмечает зону контакта газа и масла. Для нацеливания на газовые и нефтяные залежи будет использоваться направленное бурение .

Направленное бурение (или наклонное бурение ) - это практика бурения невертикальных стволов . Его можно разделить на четыре основные группы: направленное бурение на нефтяных месторождениях, направленное бурение на коммунальных объектах (горизонтально-направленное бурение), направленное бурение и поверхность в пласте (SIS), которая горизонтально пересекает вертикальный ствол скважины для извлечения метана из угольных пластов .

История [ править ]

Многие предпосылки позволили этому набору технологий стать продуктивным. Вероятно, первым требованием было осознание того, что нефтяные скважины или водяные скважины не обязательно должны быть вертикальными. [ оригинальное исследование? ] Осознание этого происходило довольно медленно и не привлекало внимание нефтяной промышленности до конца 1920-х годов, когда было несколько судебных исков, в которых утверждалось, что скважины, пробуренные с буровой установки на одном участке, пересекли границу и вскрыли пласт на соседнем участке. . [ необходима цитата ]Первоначально были приняты косвенные доказательства, такие как изменения в добыче на других скважинах, но такие случаи послужили стимулом для разработки инструментов малого диаметра, способных обследовать скважины во время бурения. Установки горизонтально-направленного бурения развиваются в направлении крупномасштабного, микроминиатюризации, механической автоматизации, работы с твердыми пластами, контролируемого бурения с ориентацией на превышение длины и глубины. [1]

Измерение наклона ствола скважины (его отклонения от вертикали) сравнительно простое, требуется только маятник. Однако измерение азимута (направления относительно географической сетки, в которой ствол скважины проходил от вертикали) было более трудным. При определенных обстоятельствах могут использоваться магнитные поля, но на них влияют металлоконструкции, используемые внутри стволов скважин, а также металлоконструкции, используемые в буровом оборудовании. Следующим шагом вперед была модификация небольших гироскопических компасов компанией Sperry Corporation , которая производила аналогичные компасы для авиационной навигации. Сперри сделал это по контракту с Sun Oil (которая участвовала в судебном процессе, как описано выше) и дочерней компанией "Был образован Sperry Sun », бренд, который существует и по сей день, [ когда? ] [ Требуется разъяснение ] поглощен компанией Halliburton . В любой заданной точке ствола скважины измеряются три компонента, чтобы определить его положение: глубина точки вдоль ствола скважины. ход ствола скважины (измеренная глубина), наклон в точке и магнитный азимут в точке. Эти три компонента вместе называются "съемкой". Необходима серия последовательных съемок для отслеживания продвижения и местоположения ствол скважины.

Предыдущий опыт роторного бурения позволил установить несколько принципов конфигурации бурового оборудования в забое скважины («компоновка низа бурильной колонны» или «КНБК»), которое будет склонно к «бурению криволинейной скважины» (т.е. начальные случайные отклонения от вертикали будут увеличиваться. ). Контр-опыт также дал первым бурильщикам наклонно-направленного бурения («DD») принципы проектирования КНБК и практики бурения, которые помогли приблизить кривую скважину к вертикали. [ необходима цитата ]

В 1934 году Х. Джон Истман и Роман У. Hines из Лонг - Бич, штат Калифорния , стал пионерами в наклонно - направленного бурения , когда они и Джордж Failing из Энид, штат Оклахома , сохранили Conroe, Техас , нефтяное месторождение . Неудача недавно запатентовала переносную буровую тележку. Он основал свою компанию в 1931 году, соединив буровую установку с грузовиком и коробкой отбора мощности. Нововведение позволило быстро пробурить серию наклонных скважин. Эта способность быстро пробурить несколько разгрузочных скважин и сбросить огромное давление газа имела решающее значение для тушения пожара Конро. [2] В мае 1934 г., Popular Science MonthlyВ статье говорилось, что «лишь горстка людей в мире обладает странной способностью делать долото, вращаясь на милю под землей на конце стальной бурильной трубы, змеиться по кривой или огибать ногу. угол, чтобы достичь желаемой цели ". Eastman отклонитель, Inc., станет крупнейшей направленной компанией в мире в 1973 г. [ править ]

В совокупности эти геодезические инструменты и конструкции КНБК сделали возможным направленное бурение, но это воспринималось как загадочное. Следующее крупное достижение произошло в 1970-х годах, когда стали обычным явлением забойные буровые двигатели (также известные как забойные двигатели , приводимые в действие гидравлической силой бурового раствора, циркулирующего по бурильной колонне). Это позволяло буровому долоту продолжать вращаться на режущей кромке на дне скважины, в то время как большая часть бурильной трубы оставалась неподвижной. Кусок изогнутой трубы («изогнутый переводник») между неподвижной бурильной трубой и верхней частью двигателя позволил изменить направление ствола скважины без необходимости вытаскивать всю бурильную трубу и устанавливать другой клин-отклонитель. Наряду с разработкой средств измерения при бурении (с использованием гидроимпульсной телеметрии, сетевая или проводная трубная или электромагнитная (ЭМ) телеметрия, которая позволяет инструментам в стволе скважины отправлять данные о направленности обратно на поверхность, не мешая буровым работам), наклонно-направленное бурение стало проще.

Некоторые профили нельзя легко просверлить во время вращения бурильной трубы. Для направленного бурения с помощью забойного двигателя необходимо время от времени останавливать вращение бурильной трубы и «продвигать» трубу по каналу, когда двигатель пересекает криволинейную траекторию. «Сползание» может быть затруднено в некоторых пластах, и оно почти всегда медленнее и, следовательно, дороже, чем бурение при вращении трубы, поэтому желательна возможность управлять долотом при вращении бурильной трубы. Несколько компаний разработали инструменты, позволяющие управлять направлением вращения при вращении. Эти инструменты называются роторными управляемыми системами (RSS). Технология RSS сделала возможным доступ и управление направлением в ранее недоступных или неконтролируемых формациях.

Преимущества [ править ]

Скважины бурятся наклонно-направленно для нескольких целей:

  • Увеличение длины открытого участка пласта за счет бурения пласта под углом
  • Бурение пласта там, где вертикальный доступ затруднен или невозможен. Например, месторождение нефти под городом, под озером или под труднодоступным пластом.
  • Группирование большего количества устьев скважин в одном месте на поверхности может позволить уменьшить количество перемещений буровой установки, уменьшить возмущение площади поверхности, а также упростить и удешевить завершение и добычу скважин. Например, на нефтяной платформе или на морской платформе 40 или более скважин могут быть сгруппированы вместе. Скважины будут выходить веером с платформы в резервуар (и) ниже. Эта концепция применяется к наземным скважинам, позволяя достигать нескольких участков недр с одной площадки, что снижает затраты.
  • Бурение вдоль нижней стороны разлома, ограничивающего коллектор, позволяет завершить формирование нескольких продуктивных песков в самых высоких стратиграфических точках.
  • Бурение « разгрузочной скважины » для сброса давления из скважины, добывающей без ограничения (« выброс »). В этом сценарии может быть пробурена еще одна скважина, начиная с безопасного расстояния от выброса, но пересекая проблемный ствол скважины. Затем тяжелая жидкость (глушитель) закачивается в ствол разгрузочной скважины для подавления высокого давления в исходном стволе скважины, вызывающего выброс.

Большинству бурильщиков наклонно-направленного бурения дается голубой путь, по которому они должны следовать, который заранее определен инженерами и геологами до начала бурения. Когда наклонно-направленный бурильщик начинает процесс бурения, с помощью скважинного прибора проводятся периодические исследования для получения данных исследования (наклона и азимута) ствола скважины. [3] Эти снимки обычно делаются с интервалом от 10 до 150 метров (30–500 футов), при этом 30 метров (90 футов) обычно во время активных изменений угла или направления, а расстояние 60–100 метров (200–300 футов). ) является типичным при "бурении вперед" (без активных изменений угла и направления). Во время критических изменений угла и направления, особенно при использовании забойного двигателя, инструмент измерения во время бурения ) (MWD) будет добавлен кбурильная колонна для обеспечения постоянно обновляемых измерений, которые могут использоваться для корректировок (почти) в реальном времени.

Эти данные показывают, следует ли скважина по запланированной траектории и вызывает ли ориентация буровой компоновки отклонение скважины от запланированного. Корректировки регулярно вносятся с помощью таких простых методов, как регулировка скорости вращения или веса бурильной колонны (вес на забое) и жесткости, а также более сложных и трудоемких методов, таких как установка забойного двигателя. Такие изображения или исследования строятся и хранятся как инженерные и юридические записи, описывающие траекторию ствола скважины. Снимки, сделанные во время бурения, обычно подтверждаются более поздней съемкой всей скважины, как правило, с использованием устройства «многокадровая камера».

Многокадровая камера продвигает пленку через определенные промежутки времени, так что, поместив инструмент камеры в герметичный трубчатый корпус внутри буровой колонны (вниз, чуть выше бурового долота), а затем извлекая бурильную колонну через определенные промежутки времени, скважина может полностью обследованы с регулярными интервалами глубин (обычно примерно каждые 30 метров (90 футов), типичная длина 2 или 3 стыков бурильных труб, известная как опора, так как большинство буровых установок «отталкивают» трубу, извлеченную из скважины на такие приращения, известные как «стойки»).

Бурение до целей, удаленных от поверхности земли, требует тщательного планирования и проектирования. Текущие держатели рекордов управляют скважинами на расстоянии более 10 км (6,2 мили) от поверхности при истинной вертикальной глубине (TVD) всего 1,600–2,600 м (5,200–8,500 футов). [4]

Эта форма бурения также может снизить экологические издержки и уменьшить образование рубцов на ландшафте. Раньше приходилось снимать большие участки ландшафта с поверхности. Это больше не требуется при наклонно-направленном бурении.

Недостатки [ править ]

Счетная палата правительства: изображение горизонтального бурения, используемого для пересечения участков земли с разными владельцами

До появления современных забойных двигателей и более совершенных инструментов для измерения угла наклона и азимута ствола скважины, наклонно-направленное и горизонтальное бурение было намного медленнее, чем вертикальное бурение из-за необходимости регулярно останавливаться и проводить трудоемкие исследования, а также из-за более медленного прогресса в бурении. само бурение (меньшая скорость проходки). Эти недостатки со временем уменьшились, поскольку забойные двигатели стали более эффективными и стали возможны полунепрерывные исследования.

Остается разница в эксплуатационных расходах: для скважин с наклоном менее 40 градусов инструменты для выполнения регулировок или ремонтных работ можно опустить под действием силы тяжести на тросе в скважину. Для более высоких наклонов необходимо использовать более дорогое оборудование для проталкивания инструментов в скважину.

Еще одним недостатком скважин с большим наклоном было то, что предотвращение поступления песка в скважину было менее надежным и требовало больших усилий. Опять же, этот недостаток уменьшился, так что при условии, что борьба с пескопроявлением спланирована должным образом, ее можно надежно проводить.

Кража нефти [ править ]

В 1990 году Ирак обвинил Кувейт в краже иракской нефти с помощью наклонного бурения. [5] Организация Объединенных Наций перекроила границу после войны в Персидском заливе 1991 года , положившей конец семимесячной оккупации Ираком Кувейта. В рамках реконструкции 11 новых нефтяных скважин были размещены среди существующих 600. Некоторые фермы и старая военно-морская база, которые раньше находились на иракской стороне, стали частью Кувейта. [6]

В середине двадцатого века на огромном нефтяном месторождении Восточного Техаса произошел скандал, связанный с наклонным бурением . [7]

Новые технологии [ править ]

В период с 1985 по 1993 год Лаборатория гражданского строительства ВМС (NCEL) (ныне Центр инженерных услуг военно-морского флота (NFESC)) в Порт-Хенеме, Калифорния, разработала технологии управляемого горизонтального бурения. [8] Эти технологии могут достигать высоты 10 000–15 000 футов (3000–4500 м) и могут достигать 25 000 футов (7500 м) при использовании в благоприятных условиях. [9]

См. Также [ править ]

  • Обследование отклонений
  • Геонавигация
  • Гидроразрыв
  • Каротаж при бурении
  • Измерение при бурении
  • Грязевой мотор
  • Mudlogger
  • Роторная управляемая система
  • Бестраншейная технология

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Тенденции развития горизонтально-направленного бурения» . DC Твердый контроль . 6 июня 2013 г. Архивировано из оригинала 8 июля 2013 года .
  2. ^ "Технология и" Кратер Конро " " . Американское историческое общество нефти и газа . Проверено 23 сентября 2014 года .
  3. ^ «Глоссарий терминов геоуправления» . Проверено 5 сентября 2010 года .
  4. ^ "Maersk бурит самую длинную скважину на Аль-Шадине" . The Gulf Times . 21 мая 2008. Архивировано из оригинала 14 февраля 2012 года . Проверено 5 марта 2012 года .
  5. ^ «Как кризис в Персидском заливе начался и закончился (Кризис в Персидском заливе и внешняя политика Японии)» . Министерство иностранных дел Японии . Проверено 28 января 2014 .
  6. ^ «Ирак вновь откроет посольство в Кувейте» . ABC Inc. 4 сентября 2005 Архивировано из оригинала 2 -го января 2014 года . Проверено 5 марта 2012 года .
  7. ^ Julia Cauble Smith (12 июня 2010). "Восточно-Техасское нефтяное месторождение" . Справочник Техаса онлайн . Историческая ассоциация штата Техас . Проверено 23 сентября 2014 года .
  8. ^ Отчет о полевых испытаниях системы горизонтального бурения (HDS) - 91 финансовый год
  9. ^ Отчет по теории операций системы горизонтального бурения (HDS)

Внешние ссылки [ править ]

  • "Наклонные нефтяные скважины, новые чудеса" Научно-популярный журнал , май 1934 г., ранняя статья о технологии бурения.
  • "Технологии и кратер Конро" Американское историческое общество нефти и газа
  • Короткое видео, объясняющее горизонтальное бурение для добычи газа из сланца. ( Американский институт нефти )
  • Видео о горизонтальном бурении сланцев можно посмотреть здесь .
  • «Механический крот протыкает кривые колодцы». Popular Science , июнь 1942 г., стр. 94–95.
  • Незаметные мастера нефтяной отрасли 21 июля 2012 г. The Economist