Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Корабль для стимуляции скважин Bigorange XVIII в ремонте в Фредериксхавне, Дания

Стимуляция скважины - это вмешательство, выполняемое на нефтяной или газовой скважине для увеличения добычи за счет улучшения потока углеводородов из пласта в ствол скважины . Это может быть выполнено с использованием конструкции стимулятора скважины или с использованием прибрежных судов / буровых судов, также известных как « суда для стимуляции скважин ». [1] [2]

Очистка формации [ править ]

Ассортимент бурового раствора, закачиваемого в скважину во время бурения и заканчивания, часто может вызывать повреждение окружающего пласта, попадая в породу коллектора и блокируя поровые каналы (каналы в породе, через которые текут пластовые жидкости). Точно так же действие перфорации может иметь аналогичный эффект, выбрасывая обломки в каналы перфорации. Обе эти ситуации уменьшают проницаемость в призабойной зоне скважины и, таким образом, уменьшают поток флюидов в ствол скважины.

Простым и безопасным решением является закачка разбавленных кислотных смесей с поверхности в скважину для растворения вредного материала. [3] [4] После растворения проницаемость должна быть восстановлена, и пластовые флюиды будут течь в ствол скважины, очищая то, что осталось от повреждающего материала. После первоначального завершения обычно используется минимальное количество муравьиной кислоты для очистки грязи и повреждений кожи. В этой ситуации процесс условно называют «стимуляцией скважины». Часто группы с особыми интересами, которые выступают против добычи нефти и газа, называют этот процесс «кислотной обработкой», которая на самом деле представляет собой использование кислот в больших объемах и под высоким давлением для стимулирования добычи нефти.

В более серьезных случаях откачки с поверхности недостаточно, поскольку она не нацелена на какое-либо конкретное место в скважине и снижает шансы того, что химическое вещество сохранит свою эффективность, когда попадет туда. В этих случаях необходимо обнаружить химическое вещество непосредственно в его мишени с помощью гибкой трубы . ГНКТ спускается в скважину с помощью струйного инструмента на конце. Когда инструмент попадает в цель, химикат перекачивается по трубе и выстреливается прямо на поврежденный участок. Это может быть более эффективным, чем перекачка с поверхности, хотя намного дороже, а точность зависит от знания места повреждения.

Расширение перфорационных туннелей и трещин [ править ]

При заканчивании обсаженного ствола перфорация предназначена для создания отверстия в стальной обсадной колонне, чтобы можно было производить добычу из коллектора. Отверстия обычно образованы формованными взрывчатыми веществами, которые перфорируют обсадную колонну и создают трещину в породе коллектора на небольшом расстоянии. Во многих случаях туннели, создаваемые перфорационными перфораторами, не обеспечивают достаточной площади поверхности, и становится желательным создать большую площадь в контакте со стволом скважины.

В некоторых случаях требуется большая площадь, если пласт имеет низкую проницаемость. В других случаях повреждение, вызванное операциями бурения и заканчивания, может быть настолько серьезным, что перфорационный туннель не сможет эффективно проникнуть через поврежденный объем вблизи ствола скважины. Это означает, что способность жидкости течь в существующие перфорационные туннели слишком ограничена. Одним из способов достижения большей стимуляции является проведение гидроразрыва пласта через перфорационные отверстия.

Если проницаемость по своей природе низкая, то по мере того, как жидкость вытекает из непосредственной области, замещающая жидкость может не течь в пустоту достаточно быстро, чтобы восполнить пустоту, и поэтому давление падает. В этом случае скважина не может иметь дебит, достаточный для обеспечения рентабельности добычи. В этом случае расширение трещины гидроразрыва в глубину коллектора позволит достичь более высоких дебитов.

Стимуляция порохом может быть очень экономичным способом устранения повреждений в околоствольной зоне. Топливо - это маловзрывчатый материал, который очень быстро выделяет большое количество газа в скважине. Давление газа нарастает в стволе скважины, увеличивая напряжение в породе до тех пор, пока оно не станет больше, чем давление разрушения формации. Длина трещины и характер трещины сильно зависят от типа используемого инструмента для стимуляции порохом.

Гидравлический разрыв [ править ]

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Гидравлический разрыв» [ править ]
Схематическое изображение гидроразрыва сланцевого газа
Гидроразрыв
Буровая установка на сланцевый газ недалеко от Альварадо, штат Техас
По стране
  • Канада
  • Новая Зеландия
  • Южная Африка
  • Украина
  • Великобритания
  • Соединенные Штаты
Воздействие на окружающую среду
  • Добавки
  • Соединенные Штаты
Регулирование
  • Исключения в США
Технология
  • Проппанты
  • Использование радиоактивности
Политика
  • 2012-14 румынские протесты
  • Движение против гидроразрыва
  • FrackNation
  • Frack Off
  • Gasland
  • v
  • т
  • е


Гидравлический разрыв пласта , также называемый Fracking, fracing, hydrofracking, гидроразрыва, frac'ing и гидроразрыва, представляет собой метод стимуляции и с участием растрескивание скальных образований с помощью жидкости под давлением. Процесс включает закачку под высоким давлением «жидкости для гидроразрыва» (в основном воды, содержащей песок или другие расклинивающие агенты, взвешенные с помощью загустителей ) в ствол скважины для создания трещин в глубоких пластах горных пород, через которые проходят природный газ , нефть и рассол будет течь более свободно. При снятии гидравлического давления со скважины мелкие крупинкиРасклинивающие наполнители для гидроразрыва пласта (песок или оксид алюминия ) удерживают трещины открытыми. [5]

Гидравлический разрыв пласта начался как эксперимент в 1947 году, а первое коммерчески успешное применение последовало в 1950 году. По состоянию на 2012 год во всем мире было выполнено 2,5 миллиона «операций по ГРП» на нефтяных и газовых скважинах, более миллиона из них - в США [6]. [7] Такая обработка обычно необходима для достижения адекватного расхода в скважинах сланцевого газа , плотного газа , нефти и газа из угольных пластов . [8] Некоторые трещины гидроразрыва могут образовываться естественным образом в определенных жилах или дамбах . [9] Бурение и гидроразрыв пласта сделали Соединенные Штаты крупным экспортером сырой нефти по состоянию на 2019 год.[10], но утечка метана , мощного парникового газа , резко увеличилась. [11] Увеличение добычи нефти и газа в результате десятилетнего бума гидроразрыва пласта привело к снижению цен для потребителей, при этом доля доходов домашних хозяйств, идущих на расходы на энергию, стала почти рекордно низкой. [12] [13]

Гидравлический разрыв очень противоречивый. [14] Ее сторонники выступают экономические выгоды от более широко доступных углеводородов , [15] [16] , а также замена угля с природным газом , который горит более аккуратно и излучает меньше двуокиси углерода (СО 2 ). [17] [18] Противники гидроразрыва утверждают, что они перевешиваются воздействием на окружающую среду , которое включает загрязнение грунтовых и поверхностных вод , шум и загрязнение воздуха , а также запускземлетрясения , а также связанные с ними опасности для здоровья населения и окружающей среды. [19] [20] Исследования показали, что это влияет на здоровье человека, [21] [22] включая подтверждение химических, физических и психосоциальных опасностей, таких как беременность и исходы родов, мигренозные головные боли, хронический риносинусит , сильная усталость, обострения астмы и т. Д. психологический стресс. [23] Загрязнение подземных вод было задокументировано. [24] Во избежание дальнейшего негативного воздействия необходимо соблюдение правил и процедур безопасности. [25]

Существует значительная неопределенность в отношении масштабов утечки метана, связанной с гидравлическим разрывом пласта, и даже есть некоторые свидетельства того, что утечка может свести на нет преимущества выбросов парниковых газов от природного газа по сравнению с другими ископаемыми видами топлива. Например, в отчете Фонда защиты окружающей среды (EDF) подчеркивается эта проблема, с акцентом на уровень утечки в Пенсильвании, в ходе обширных испытаний и анализа было обнаружено, что он составляет примерно 10%, или более чем в пять раз превышает указанные цифры. [26] Эта скорость утечки считается типичной для индустрии гидроразрыва пласта в США в целом. EDF недавно объявила о запуске спутника для дальнейшего определения местоположения и измерения выбросов метана . [27]

Повышение сейсмической активности после гидроразрыва вдоль спящих или ранее неизвестных разломов иногда вызвано глубокой закачкой обратного потока гидроразрыва пласта (побочный продукт скважин с гидроразрывом пласта) [28] и добываемого пластового соляного раствора (побочный продукт как трещиноватых, так и неразрушенных). нефтяные и газовые скважины). [29] По этим причинам гидроразрыв пласта находится под международным контролем, ограничен в некоторых странах и полностью запрещен в других. [30] [31] [32] Европейский Союз разрабатывает правила, разрешающие контролируемое применение гидроразрыва пласта. [33]

Подъем колодца [ править ]

Некоторые методы стимуляции не обязательно означают изменение проницаемости за пределами ствола скважины. Иногда они включают облегчение протекания флюидов по уже вошедшему стволу скважины. Газлифт иногда считается формой стимуляции, особенно когда он используется только для пуска скважины и отключения во время работы в установившемся режиме. Однако чаще подъем в качестве стимуляции относится к попыткам поднять тяжелые жидкости, которые накопились на дне, либо через поступление воды из пласта, либо через химические вещества, закачанные с поверхности, такие как ингибиторы отложений и метанол (ингибитор гидратов). Эти жидкости располагаются на дне скважины и могут действовать как вес, сдерживающий поток пластовых флюидов, по существу действуя для глушения скважины.. Их можно удалить путем циркуляции азота с помощью гибкой трубы .

Сосуды для стимуляции скважин [ править ]

В последнее время из-за временного характера интенсификации притока скважин для интенсификации притока глубоководных скважин стали использовать специализированные буровые суда, известные как «суда для интенсификации притока скважин». [34] [35] Офшорные компании, такие как Norshore и Schlumberger, управляют флотом таких специализированных судов. [1] Эти суда, также известные как «Многоцелевые буровые суда», заменяют обычную буровую установку , что приводит к значительной экономии затрат. [36] Некоторые WSV, такие как " Норшор Атлантик"«способны выполнять несколько задач, включая работу без райзера на мелководье и средней воде, бурение полных нефтяных скважин и выполнение полного подводного вывода из эксплуатации (P&A). Они также могут выполнять предварительное бурение верхних секций ствола скважины на глубокой воде. и операции по ремонту скважин с стояками для ремонта скважин. [37] [38]

См. Также [ править ]

  • Хорошо вмешательство
  • Ну убей
  • Масляный резервуар

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Типы оффшорных операционных единиц» . www.norshore.com . Норшор . Проверено 25 сентября 2017 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  2. ^ «Морские суда - наш флот» . www.slb.com . Schlumberger . Проверено 25 сентября 2017 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  3. ^ "Как хорошо подкисление работает, чтобы стимулировать производство?" . www.rigzone.com . Проверено 30 июня 2020 .
  4. ^ Леонг, Ван Хонг; Бен Махмуд, Хишам (01.03.2019). «Предварительный отбор и характеристика подходящих кислот для кислотной обработки матрицы песчаника: всесторонний обзор» . Журнал технологии разведки и добычи нефти . 9 (1): 753–778. DOI : 10.1007 / s13202-018-0496-6 . ISSN 2190-0566 . 
  5. ^ Гандосси, Лука; Фон Эсторфф, Ульрик (2015). Обзор гидравлического разрыва пласта и других технологий воздействия на пласт для добычи сланцевого газа - Обновление 2015 г. (PDF) . Отчеты о научно-технических исследованиях (Отчет). Объединенный исследовательский центр в Европейской комиссии ; Бюро публикаций Европейского Союза. DOI : 10.2790 / 379646 . ISBN  978-92-79-53894-0. ISSN  1831-9424 . Дата обращения 31 мая 2016 .
  6. ^ Кинг, Джордж E (2012), Гидравлический разрыв 101 (PDF) , Общество инженеров-нефтяников, SPE 152596 - через Геологическую службу Канзаса
  7. ^ Персонал. «Штатные карты ГРП в США» . Fractracker.org . Проверено 19 октября 2013 года .
  8. ^ Charlez, Филипп А. (1997). Механика горных пород: нефтяные приложения . Париж: Издания Technip. п. 239. ISBN. 9782710805861. Проверено 14 мая 2012 года .
  9. Перейти ↑ Blundell D. (2005). Процессы тектонизма, магматизма и минерализации: Уроки Европы . Обзоры рудной геологии . 27 . п. 340. DOI : 10.1016 / j.oregeorev.2005.07.003 . ISBN 9780444522337.
  10. ↑ Клиффорд Краусс (3 февраля 2019 г.). «Техасское нефтяное месторождение« Монстр », сделавшее США звездой мирового рынка» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 сентября 2019 года . Ажиотаж сланцевого бурения в Перми позволил Соединенным Штатам не только сократить импорт сырой нефти, но даже стать крупным [...] экспортером. Новые технологии бурения и гидроразрыва пласта помогли обеспечить безубыточную цену.
  11. ^ Umair Ирфан (13 сентября 2019). «Лучший аргумент за и против запрета на гидроразрыв» . Vox (сайт) . Проверено 21 сентября 2019 года . На протяжении большей части бума гидроразрыва экономика США росла, а выбросы сокращались. Одно исследование показало, что с 2005 по 2012 год в результате гидроразрыва было создано 725 000 рабочих мест. Во многом это связано с использованием природного газа, вытесняющего уголь при производстве электроэнергии.
  12. ↑ Ребекка Эллиотт; Луис Сантьяго (17 декабря 2019 г.). «Десятилетие, в котором гидроразрыв пласта потряс нефтяной мир» . Wall Street Journal . Проверено 20 декабря 2019 . Технологии гидроразрыва пласта спровоцировали исторический бум добычи в США в течение десятилетия, который привел к снижению потребительских цен, поддержал национальную экономику и изменил геополитику.
  13. ^ "2019 Устойчивая энергетика в Америке Factbook" (PDF) . Bloomberg New Energy Finance . Проверено 28 апреля 2020 года .
  14. ^ Урбина, Ян. «Бурение вниз» . Нью-Йорк Таймс .
  15. ↑ IEA (29 мая 2012 г.). Золотые правила золотого века газа. Специальный отчет "Перспективы мировой энергетики" по нетрадиционному газу (PDF) . ОЭСР . С. 18–27.
  16. ^ Хиллард Хантингтон и др. EMF 26: Измените правила игры? Отчет о выбросах и последствиях для рынка новых поставок природного газа . Стэндфордский Университет. Форум по моделированию энергетики, 2013.
  17. ^ "Что такое гидроразрыв и почему это вызывает споры?" . BBC News . 15 октября 2018.
  18. ^ «Базовый план затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: Битуминозный уголь и природный газ для электричества» (PDF) . Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL), Министерство энергетики США . Ноября 2010 . Проверено 15 августа 2019 .
  19. ^ Браун, Валери Дж. (Февраль 2007 г.). «Промышленные вопросы: как поставить газ» . Перспективы гигиены окружающей среды . 115 (2): A76. DOI : 10.1289 / ehp.115-A76 . PMC 1817691 . PMID 17384744 .  
  20. ↑ VJ Brown (февраль 2014 г.). «Радионуклиды в сточных водах гидроразрыва: управление токсичной смесью» . Перспективы гигиены окружающей среды . 122 (2): A50 – A55. DOI : 10.1289 / ehp.122-A50 . PMC 3915249 . PMID 24486733 .  
  21. ^ Бамбер, AM; Hasanali, SH; Наир, А.С.; Уоткинс, С.М.; Vigil, DI; Ван Дайк, М. McMullin, TS; Ричардсон, К. (15 июня 2019 г.). «Систематический обзор эпидемиологической литературы по оценке результатов для здоровья населения, проживающего вблизи нефтегазовых предприятий: качество исследования и будущие рекомендации» . Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения . 16 (12): 2123. DOI : 10,3390 / ijerph16122123 . PMC 6616936 . PMID 31208070 .  
  22. ^ Райт, R; Muma, RD (май 2018 г.). «Результаты крупномасштабного гидроразрыва пласта и здоровье человека: обзор объема работ» . Журнал профессиональной и экологической медицины . 60 (5): 424–429. DOI : 10,1097 / JOM.0000000000001278 . PMID 29370009 . S2CID 13653132 . Проверено 25 ноября 2019 года .  
  23. ^ Горски, Ирена; Шварц, Брайан С. (25 февраля 2019 г.). «Проблемы окружающей среды, связанные с разработкой нетрадиционного природного газа» . Оксфордская исследовательская энциклопедия глобального общественного здравоохранения . DOI : 10.1093 / acrefore / 9780190632366.013.44 . ISBN 9780190632366. Проверено 20 февраля 2020 года .
  24. ^ Fischetti, Марк (20 августа 2013). «Загрязнение подземных вод может положить конец буму газового гидроразрыва» . Scientific American . 309 (3).
  25. ^ Коста, D; Иисус, Дж; Бранко, Д; Данко, А; Fiúza, A (июнь 2017 г.). «Обширный обзор воздействия сланцевого газа на окружающую среду из научной литературы (2010-2015)» . Международная ассоциация экологических наук и исследований загрязнения . 24 (17): 14579–14594. DOI : 10.1007 / s11356-017-8970-0 . PMID 28452035 . S2CID 36554832 .  
  26. ^ «Данные о выбросах нефти и газа в Пенсильвании: основные моменты и анализ» . edf.org . Фонд защиты окружающей среды . Проверено 2 мая 2018 .
  27. ^ «EDF объявляет о спутниковой миссии по обнаружению и измерению выбросов метана» . edf.org . Фонд защиты окружающей среды . Проверено 2 мая 2018 .
  28. ^ Ким, Вон-Янг «Вынужденная сейсмичность, связанная с закачкой жидкости в глубокую скважину в Янгстауне, штат Огайо» , Журнал геофизических исследований - Твердая Земля.
  29. ^ Геологическая служба США, Пластовая вода, обзор , по состоянию на 8 ноября 2014 г.
  30. ^ Джаред Metzker (7 августа 2013). «Правительство энергетической отрасли обвиняется в пресечении опасностей, связанных с гидроразрывом» . Интер пресс-служба . Проверено 28 декабря 2013 года .
  31. ↑ Патель, Тара (31 марта 2011 г.). «Французская общественность говорит « Le Fracking »нет » . Bloomberg Businessweek . Проверено 22 февраля 2012 года .
  32. ↑ Патель, Тара (4 октября 2011 г.). «Франция сохранит запрет на гидроразрыв для защиты окружающей среды, - говорит Саркози» . Bloomberg Businessweek . Проверено 22 февраля 2012 года .
  33. ^ «Рекомендация Комиссии по минимальным принципам разведки и добычи углеводородов (например, сланцевого газа) с использованием гидроразрыва пласта большого объема (2014/70 / EU)» . Официальный журнал Европейского Союза . 22 января 2014 . Проверено 13 марта 2014 .
  34. ^ "Суда для интенсификации притока морских скважин становятся больше и эффективнее" . www.offshore-mag.com . 1 июня 2000 . Проверено 30 июня 2020 .
  35. ^ «Осмотр судна Stim отражает меняющиеся рыночные условия» . www.offshore-mag.com . 1 июля 2019 . Проверено 30 июня 2020 .
  36. ^ "Морские названия Норшора" Норшор Атлантик "на верфи Батама" . Оффшорная энергетика сегодня. 28 февраля 2014 . Проверено 25 сентября 2017 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  37. ^ "Спецификации Норшорской Атлантики" (PDF) . www.norshore.com . Норшор . Проверено 25 сентября 2017 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  38. ^ "О судах для моделирования скважин" . www.bakerhughes.com . Бейкер Хьюз . Проверено 25 сентября 2017 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)