Găurire direcțională: avantaje și dezavantaje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În ultimii ani, construcția iese dintr-o criză prelungită, numărul de case în construcție, complexe industriale, drumuri și alte facilități de infrastructură este în creștere. În consecință, tehnicile de inginerie de în altă tehnologie devin din ce în ce mai solicitate pentru a reduce timpul și costurile cu forța de muncă.

Informații generale

Acestea includ găurirea direcțională. Se știe că puțurile sunt atât verticale (standard) cât și înclinate. Mai mult, abaterea de la verticala/orizontală necesară pentru aceasta este mică: doar 2 grade pentru foraj standard, mai mult de 6 grade pentru foraj adânc (fântâni arteziene, producție de petrol sau gaze).

Este firesc ca prezența acestei abateri să se datoreze nu numai unor motive artificiale, ci și complet naturale. Ele sunt împărțite în mai multe grupe (geologice, tehnice, tehnologice). Dacă cunoașteți în detaliu toți acești factori, puteți controla poziția cu mare precizie.puțuri în spațiu.

În consecință, deviația artificială este înțeleasă ca orice „curbură” a canalului puțului, care a fost conceput inițial. Este important să înțelegeți că forarea direcțională implică un control strict al direcției de mișcare a burghiului pe parcursul lucrării.

Caracteristici ale forării puțurilor de petrol și gaze

În special multe dificultăți sunt cauzate de o astfel de muncă în aspectul industriei de petrol și gaze. Acolo, găurirea înclinată trebuie efectuată folosind profile de ghidare speciale. De asemenea, este important de reținut că groapa superioară este întotdeauna (!) făcută strict verticală, iar abaterea începe la orizonturile inferioare, în azimutul planificat.

În special, forajul înclinat este folosit nu în dezvoltarea zăcămintelor, ci doar în explorarea acestora. Este mult mai ieftin să verificați „marcatoare” făcând o gaură înclinată suficient de lungă decât să încercați imediat să forați roca la o adâncime suficientă pe verticală.

Cum se face găurirea direcțională în general? Tehnologia este relativ simplă: mai întâi, groapa principală este perforată, apoi, cu ajutorul dispozitivelor de îndoire, se aduce la locul potrivit un burghiu oblic sau direcționat orizontal, cu care se face deja un arbore suplimentar. Pentru a menține cu acuratețe direcția stabilită de proiect, este necesar să folosiți „markere”, acestea fiind și faruri. În multe cazuri, camere speciale sunt folosite pentru a vizualiza procesul de forare.

Note importante

NevoieTrebuie remarcat faptul că, în unele cazuri, astfel de puțuri sunt forțate de caracteristicile rocilor geologice. Deci, uneori este mai ieftin să forați o groapă peste locația unui fel de rocă magmatică solidă decât să o perforați.

De asemenea, rețineți că forarea direcțională implică pătrunderea unor găuri strict orizontale. Toate sondele obținute prin această metodă sunt împărțite în godeuri unice și multilaterale. În acest din urmă caz, mai multe straturi pleacă de la trunchiul principal. O metodă similară de foraj în industria petrolului și gazelor este utilizată pe scară largă în următoarele cazuri:

• La deschiderea formațiunilor purtătoare de petrol sau gaze care se află între falii paralele.
• Dacă s-ar dovedi că rezervorul dezvoltat își schimbă brusc direcția.
• În cazul în care orizonturile purtătoare de petrol sau gaze se află sub cupole de sare (din cauza dificultăților de forare prin acestea din urmă).
• Când este necesar să ocoliți zonele de colaps din mine.
• Forajul deviat (în special pe orizontală) este indispensabil dacă formațiunea productivă se află sub un fel de rezervor sau pe fundul mării, sub zone rezidențiale sau clădiri decomandate.
• Pe rafturile și platformele de foraj situate direct pe mare, în 90% din cazuri se utilizează această metodă de forare a gropii.
• În plus, forarea direcțională este indispensabilă dacă trebuie să efectuați o sondă multilaterală într-o zonă cu un teren foarte accidentat (râpe, dealuri etc.).

O metodă similară este indispensabilă dacăDin anumite motive (prăbușire, deplasarea rocii tectonice), puțul minei s-a deplasat în lateral și, prin urmare, a fost nevoie să ocoliți zona cu probleme. Acest lucru se face și dacă este necesar să se preleveze o probă de miez din forajul principal, deoarece este imposibil să se facă acest lucru în alte moduri.

De asemenea, forarea direcțională este utilizată atunci când trebuie să stingi rapid o sondă care a luat foc dintr-un motiv oarecare, precum și în cazurile în care partea inferioară a gropii trebuie extinsă din motive operaționale. În mod similar, suprafața de drenaj este mărită în puțurile vechi atunci când este necesară creșterea volumelor de producție.

Acest lucru se practică atunci când se știe inițial că depozitul nu aparține categoriei bogaților, dar se cere să îl „mulge” rapid. Apoi se folosește forajul „cluster”, cu retragere multiplă și multiplă din groapa principală a celor laterale. Dacă în acest caz să folosiți metode standard, atunci randamentul din câmp va fi scăzut, iar puțul se va epuiza rapid.

Metoda de foraj direcționat sparge gropile primare prin paste de cărbune, deoarece în această situație trebuie mai întâi eliberate de eventualele pungi de gaz. Dacă acest lucru nu se face, există o probabilitate mare de aprindere și chiar de explozie deja în timpul funcționării sondei.

Motoare de fund (turboforghie, ocazional burghie electrice, motoare cu șuruburi) sunt folosite pentru a sparge gaura. Metoda de găurire - rotativă.

Metode principale

Metoda principală (atât aici, cât și în străinătate) este utilizarea dinamică a caracteristicilor terenului. Și acest lucru este de înțeles, deoarece în mod ideal câmpiile și stepele plane sunt departe de a fi peste tot.

De regulă, sunt luate ca eșantion urme tipice (profile), care sunt construite în prealabil, iar pentru aceasta sunt utilizate metode de modelare matematică. Este important de reținut că metoda „tipică” poate fi aplicată (!) numai în domeniile deja dezvoltate, ale căror caracteristici sunt cunoscute de mult timp. Particularitatea acestei metode este că nu încearcă să controleze curbura terenului, ci se adaptează la aceasta. Din păcate, dar în același timp, se manifestă un dezavantaj semnificativ, exprimat într-o creștere vizibilă a costului forajului.

În profilul de proiectare, locurile cu gradul maxim de curbură sunt neapărat marcate, deoarece fără aceste date nu este recomandabil să se întocmească un proiect finit. Proiectarea în acest caz este responsabilitatea unui inginer de foraj direcțional instruit.

Schimbarea aspectului instalației de foraj pentru a corecta îndoirea sondei

Cea mai obișnuită modalitate atunci când vine vorba de controlul îndoirii găurii direct în timpul perforarii acesteia. Metoda este bună pentru că nu trebuie să folosiți echipamente speciale. Dezavantajul său constă în limitarea severă a modurilor de forare accelerată.

Utilizarea deviatoarelor artificiale

Pentru acest tip de lucru, se folosesc sub-uri îndoite, nipluri excentrice, pene și alte dispozitive de deviere. Toate dispozitivele sunt selectate individual, în funcție de situația specifică și tipul de teren.

Soi de molid

O metodă importantă de găurire direcțională este găurirea cu tampon. În același timp, începutul tuturor gropilor este situat într-un punct, iar secțiunile de capăt sunt acolo unde se îndreaptă straturile depozitelor descoperite.

Metoda este bună prin faptul că vă permite să reduceți semnificativ cantitatea de lucrări de instalare pe șantier, să reduceți semnificativ numărul de linii de comunicație necesare, inclusiv drumurile către zonele în care se lucrează și nevoia de apă liniile de alimentare și alimentare sunt reduse. Acest tip de foraj a fost testat pentru prima dată în URSS, mai precis, în Azerbaidjan, în timpul lucrărilor de instalare pe insula Artem.

Principalele dezavantaje includ importanța prevenirii traversării gurilor minei. În plus, este necesar să se păstreze gropile care funcționează deja până la momentul forării secundare, deoarece acest lucru este impus de regulile de siguranță la incendiu. În cele din urmă, un dezavantaj uriaș al gropilor de grup este complexitatea întreținerii și reparațiilor lor ulterioare, iar în condiții marine poate fi extrem de dificil să eliminați descoperirile.

În ce condiții se utilizează forarea în cluster?

Deci, când se utilizează forarea orizontală direcțională în cluster? Motivele utilizării sale sunt împărțite în următoarele grupuri:

• Tehnogen - foraj sub clădiri, inclusiv rezidențiale, alte structuri tehnice.
• Tehnologic - atunci când este probabil ca dezvoltarea unui puț standard să perturbe funcționarea carierelor existente. Metoda tufișului nu este atât de „traumatică” în acest sens.
• Geologice –când mineralele se află în straturi neuniforme, pe orizonturi diferite. În acest caz, instalațiile de foraj direcționale sunt singura opțiune atunci când trebuie să stabiliți producția în cel mai scurt timp posibil, fără a cheltui sume fenomenale de bani pe ea.
• Orografic - cel mai frecvent grup de motive, inclusiv necesitatea deschiderii unui câmp situat sub suprafața mării, lacului, în cazul terenurilor accidentate, precum și la așezarea gropilor de la baza platformelor offshore., precum și pasajele supraterane.
• Climatic. În ultimii ani, în multe regiuni ale Nordului Îndepărtat, a existat o tendință constantă spre dezghețarea permafrostului, motiv pentru care specialiștii sunt pur și simplu nevoiți să recurgă la metoda forajului în cluster. Alte metode sunt pline de prăbușirea lumenului puțului.

Rețineți că efectul maxim al exploatării puțurilor în grup se observă în zonele mlăștinoase, adesea inundate. Este important de reținut că, atunci când forați înclinat sub suprafața corpurilor de apă, este extrem de important să aveți personal cu experiență, capabil să utilizeze în mod corespunzător echipamente de navigație, fără de care devine imposibil să spargeți o gaură în astfel de condiții specifice..

Astfel, posturile vacante de foraj direcțional trebuie să includă în mod necesar căutarea de personal cu cunoștințe tehnice și educate.

Caracteristici importante ale metodei

Tufele volumetrice arată ca niște piramide sau conuri, a căror dimensiune, după cum puteți înțelege, depinde de dimensiunea și„încețoșarea” câmpului dezvoltat. În consecință, numărul de găuri perforate este determinat de capacitățile tehnice. Este foarte important să înțelegeți că determinarea dimensiunii tufișului trebuie tratată cât mai responsabil posibil, deoarece zona teritoriului înstrăinat depinde de acest indicator.

Acest lucru este deosebit de important atunci când se dezvoltă gropi în limitele așezării. Un rol important în exploatarea unui puț finit îl joacă locația capetelor de sondă. Nu este surprinzător că forarea direcționată a conductelor de gaz a devenit principala metodă utilizată pe scară largă în practică în ultimii 15-20 de ani.

Efecte pozitive ale forării în cluster

În general, această metodă reduce semnificativ costurile de organizare a extracției mineralelor sau construcției de instalații industriale, contribuie la volumul de automatizare a tuturor operațiunilor și proceselor de producție. Mai important, această abordare contribuie la protecția mediului prin reducerea la minimum a impactului asupra naturii.

Faptul este că atunci când se efectuează foraje în cluster, devine destul de posibilă colectarea completă a deșeurilor de foraj, împiedicându-le să pătrundă în apele subterane și, de asemenea, reduce probabilitatea unei scăderi a nivelului acestora din urmă. Acest lucru este adesea observat la forajul convențional, deoarece distruge acviferele.

Un tampon conține cel puțin două godeuri. De regulă, petroliștii din țara noastră practică gruparea gropilor de 18-24 de bucăți, dar în unele cazuri numărul acestora depășeștepentru 30. Cu toate acestea, acesta este departe de a fi un record, deoarece în practica străină există cazuri în care 60 de „germeni” ar putea pleca dintr-o mină. În special, faimoasa companie BP a forat pe o insulă mică în vrac de 60 × 60 m … 68 de gropi deodată. Acest lucru a făcut posibilă creșterea dramatică a cantității de petrol primite dintr-un câmp.

Așadar, forarea puțurilor direcționale și orizontale în economia modernă este extrem de solicitată tocmai din cauza conservării resurselor materiale și financiare.

Tip de foraj cu mai multe gauri

În prezent, din cauza epuizării multor zăcăminte vechi, singura modalitate sigură de a obține minerale este utilizarea unor metode avansate de exploatare, care includ forajul multilateral. În același timp, mai multe „germeni” noi sunt îndepărtați dintr-o dată din groapa principală la o anumită adâncime. Din această cauză, aria puțului în orizontul productiv crește semnificativ, iar volumul exploatării miniere crește. În plus, în același timp, este posibilă reducerea volumelor de foraj în orizonturile superioare, neproductive.

Pe teritoriul țării noastre, primul puț de acest tip a fost forat în 1953, în Bașkiria. Dar groapa, care a trecut direct în grosimea formațiunii, a putut fi făcută abia la sfârșitul anilor 50. S-a întâmplat în regiunea Samara. S-a dezvăluit imediat că randamentul zilnic al unor astfel de puțuri este cu aproximativ 40% mai mare decât cel al miezurilor realizate prin metoda standard, verticală.

Atunci a început să se dezvolte forajele direcționale în țara noastră. Antrenament pentru astaspecialitatea a fost introdusă în toate institutele tehnice ale țării.

Dacă se folosește metoda multilaterală, lungimea totală a găurii din rezervor crește semnificativ, crește zona de drenaj și filtrare. Acest lucru contribuie nu numai la creșterea randamentului din puț, ci și la îmbunătățirea calității produsului obținut în timpul funcționării acestuia. Acest tip de gropi sunt împărțite în următoarele soiuri:

• Tip înclinat, ramificat.
• Ramificat orizontal.
• gropi radiale.

În acest din urmă caz, forarea direcțională (forajul direcțional orizontal) este utilizată în teren dificil și concentrare neuniformă a orizontului de lucru. Această metodă permite (în timp ce minimizează costurile) să maximizeze volumul de minerit.

Caracteristicile găurilor cu mai multe orificii

După cum ați putea ghici, gropile ramificate oblic constau din puțul principal al minei și din procesele copil care se extind din acestea, situate în planuri diferite. Tipul direcționat orizontal propriu-zis este o variație a tipului tocmai descris. Singura diferență este că „germeni” pleacă de la trunchiul principal într-un plan strict orizontal, la un unghi de 90 de grade.

În consecință, pentru gropile radiale, arborele principal merge și strict pe verticală, iar cele suplimentare - de-a lungul circumferinței, adică în direcția radială. În ultimii ani, puțurile ramificate au fost considerate o direcție foarte promițătoare de foraj, deoarece utilizarea lor la scară industrială permite rezolvarea multor probleme,rezultate din dezvoltarea resurselor subterane:

• Dezvoltarea eficientă maximă a câmpurilor petroliere cu orizonturi neuniforme. În acest caz, forarea verticală nu este fezabilă din punct de vedere economic, deoarece costul final este prea mare.
• Forajul direcțional poate reduce semnificativ numărul de puțuri utilizate. Acest lucru duce la o reducere a costului muncii și, de asemenea, minimizează impactul asupra mediului.
• La extragerea uleiurilor de uleiuri foarte vâscoase, care sunt pompate la adâncimi extrem de mari.
• Aceeași metodă este folosită atunci când este necesară construirea unei stații geotermale care utilizează energia apei calde subterane.

Astfel, forarea direcțională a puțurilor este o tehnică utilizată pe scară largă în industria de petrol și gaze și în industria construcțiilor de astăzi.