Бағытты бұрғылау: артықшылықтары мен кемшіліктері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Соңғы жылдары құрылыс ұзаққа созылған дағдарыстан шығуда, салынып жатқан үйлер, өнеркәсіптік кешендер, жолдар және басқа да инфрақұрылым нысандарының саны артып келеді. Тиісінше, уақыт пен еңбек шығындарын азайту үшін жоғары технологиялық инженерлік әдістер барған сайын сұранысқа ие болып келеді.

Жалпы ақпарат

Оларға бағытталған бұрғылау кіреді. Ұңғымалар тік (стандартты) және көлбеу болатыны белгілі. Оның үстіне бұл үшін талап етілетін тік/көлденеңнен ауытқу шамалы: стандартты бұрғылау үшін небәрі 2 градус, терең бұрғылау үшін 6 градустан жоғары (артезиан ұңғымалары, мұнай немесе газ өндіру).

Бұл ауытқудың болуы тек жасанды ғана емес, сонымен қатар толық табиғи себептерге байланысты болуы заңды. Олар бірнеше топқа (геологиялық, техникалық, технологиялық) бөлінеді. Егер сіз осы факторлардың барлығын жақсы білсеңіз, позицияны жоғары дәлдікпен басқара аласыз.ғарыштағы ұңғымалар.

Сәйкесінше, жасанды ауытқу деп бастапқыда ойластырылған ұңғыма арнасының кез келген «қисықтығы» түсініледі. Бағытты бұрғылау жұмыс барысында бұрғылау қозғалысының бағытын қатаң бақылауды білдіретінін түсіну маңызды.

Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау ерекшеліктері

Әсіресе, мұнай-газ саласындағы осындай жұмыстар көптеген қиындықтар туғызуда. Онда көлбеу бұрғылау арнайы бағыттаушы профильдер арқылы жүзеге асырылуы керек. Сондай-ақ, жоғарғы шұңқыр әрқашан (!) қатаң тік етіп жасалатынын және ауытқу төменгі горизонттардан, жоспарланған азимутта басталатынын есте ұстаған жөн.

Әсіресе, көлбеу бұрғылау кен орындарын игеруде емес, оларды барлауда ғана қолданылады. Жеткілікті ұзын көлбеу саңылау жасау арқылы «маркерлердің» бар-жоғын тексеру тау жынысын тігінен жеткілікті тереңдікке дереу бұрғылауға тырысқаннан әлдеқайда арзанырақ.

Бағытталған бұрғылау жалпы қалай орындалады? Технология салыстырмалы түрде қарапайым: біріншіден, негізгі шұңқыр тесіледі, содан кейін иілу құрылғыларының көмегімен қиғаш немесе көлденең бағытталған бұрғы дұрыс жерге жеткізіледі, оның көмегімен қосымша білік жасалып жатыр. Жобамен белгіленген бағытты дәл сақтау үшін «маркерлерді» пайдалану қажет, олар да маяк. Көптеген жағдайларда бұрғылау процесін визуализациялау үшін арнайы камералар пайдаланылады.

Маңызды ескертпелер

КерекАйта кету керек, кейбір жағдайларда мұндай ұңғымалар геологиялық тау жыныстарының ерекшеліктерімен мәжбүр болады. Сондықтан кейде қатты магмалық тау жыныстарының орналасқан жеріне шұңқырды бұрғылау оны тесуден гөрі арзанырақ болады.

Сонымен қатар бағытты бұрғылау қатаң көлденең тесіктердің енуін білдіретінін ескеріңіз. Бұл әдіспен алынған барлық ұңғымалар бір және көп қырлы ұңғымаларға бөлінеді. Соңғы жағдайда негізгі магистральдан бірнеше қабаттар кетеді. Мұнай-газ өнеркәсібіндегі ұқсас бұрғылау әдісі келесі жағдайларда кеңінен қолданылады:

• Параллель ақаулар арасында жатқан мұнай немесе газ бар қабаттарды ашқанда.
• Егер игерілген су қоймасы бағытын күрт өзгертетіні белгілі болса.
• Мұнай немесе газ горизонттары тұзды күмбездердің астында жатқан жағдайда (соңғысын бұрғылау қиындығына байланысты).
• Шахталардағы құлау аймақтарын айналып өту қажет болғанда.
• Егер өнімді қабат қандай да бір су қоймасының астында немесе теңіз түбінде, тұрғын үйлердің немесе жеке ғимараттардың астында болса, ауытқымалы (әсіресе көлденең) бұрғылау өте қажет.
• Тікелей теңізде орналасқан бұрғылау тіректерінде және платформаларында 90% жағдайда бұл карьерді бұрғылау әдісі қолданылады.
• Сонымен қатар, рельефі өте ойлы-қырлы аймақта (сайлар, қыраттар және т.б.) көпжақты ұңғыма жүргізу қажет болса, бағытты бұрғылау өте қажет.

Ұқсас әдіс қажет болсаБелгілі бір себептермен (тектоникалық жыныстың опырылуы, жылжуы) шахтаның оқпанының бүйіріне ығысқандығы, сондықтан проблемалық аумақты айналып өту қажеттілігі туындады. Бұл негізгі ұңғымадан керн үлгісін алу қажет болған жағдайда да жасалады, өйткені мұны басқа жолмен жасау мүмкін емес.

Сонымен қатар, бағытты бұрғылау белгілі бір себептермен өртенген ұңғыманы тез сөндіру қажет болғанда, сондай-ақ пайдалану себептері бойынша карьердің төменгі бөлігін кеңейту қажет болған жағдайларда қолданылады. Дәл осылай, өндіру көлемін ұлғайту қажет болғанда, ескі ұңғымаларда дренаж беті ұлғаяды.

Бұл депозиттің байлар санатына жатпайтыны бастапқыда белгілі болғанымен, оны тез арада «сау» талап етілетін кезде қолданылады. Содан кейін «кластерлік» бұрғылау қолданылады, бүйірліктердің негізгі шұңқырынан бірнеше және бірнеше рет шығарылады. Егер бұл жағдайда стандартты әдістер қолданылса, онда кен орнының қайтарымы төмен болады, ал ұңғыма тез таусылады.

Бағытталған бұрғылау әдісі көмір пасталары арқылы бастапқы шұңқырларды бұзады, өйткені бұл жағдайда олар алдымен ықтимал газ қалталарынан босатылуы керек. Бұл жасалмаса, ұңғыманы пайдалану кезінде тұтану және тіпті жарылыс ықтималдығы жоғары.

Тесіктен өту үшін ұңғыма қозғалтқыштары (турбобұрғылар, кейде электрлі бұрғылар, бұрандалы қозғалтқыштар) қолданылады. Бұрғылау әдісі - айналмалы.

Негізгі әдістер

Негізгі әдіс (осы жерде де, шетелде де) жер бедерінің ерекшеліктерін динамикалық пайдалану болып табылады. Бұл түсінікті, өйткені тегіс жазықтар мен далалар барлық жерде бола бермейді.

Ереже бойынша үлгі ретінде алдын ала құрастырылған типтік іздер (профильдер) алынады және бұл үшін математикалық модельдеу әдістері қолданылады. «Типтік» әдісті барлық ерекшеліктері бұрыннан белгілі болған қазірдің өзінде дамыған өрістерге ғана қолдануға болатынын (!) атап өту маңызды. Бұл әдістің ерекшелігі жер бедерінің қисаюын бақылауға тырыспайды, соған бейімделеді. Өкінішке орай, бірақ сонымен бірге бұрғылау құнының айтарлықтай өсуімен көрінетін елеулі кемшілік көрінеді.

Дизайн профилінде максималды қисықтық дәрежесі бар жерлер міндетті түрде белгіленеді, өйткені бұл деректерсіз дайын жобаны жасау ұсынылмайды. Бұл жағдайда жобалауға білікті бұрғылау инженері жауапты.

Ұңғыманың иілуін түзету үшін бұрғылау қондырғысының схемасын өзгерту

Тесіктің иілуін тесу кезінде тікелей басқарудың ең кең таралған тәсілі. Әдіс жақсы, өйткені арнайы жабдықты пайдаланудың қажеті жоқ. Оның кемшілігі жеделдетілген бұрғылау режимдерінің қатаң шектелуінде.

Жасанды бағыттағыштарды пайдалану

Бұл жұмыс түрі үшін иілген астыңғы бөліктер, эксцентрлік ниппельдер, сыналар және басқа бұрылғыш құрылғылар қолданылады. Барлық құрылғылар нақты жағдайға және рельеф түріне байланысты жеке таңдалады.

Шырша сорты

Бағытты бұрғылаудың маңызды әдісі - төсемді бұрғылау. Бұл ретте барлық шұңқырлардың басы бір нүктеде орналасады, ал соңғы бөліктер табылған кен орындарының қабаттары баратын жер болып табылады.

Әдіс алаңдағы монтаждау жұмыстарының көлемін айтарлықтай азайтуға, қажетті байланыс желілерін, соның ішінде жұмыс жүргізіліп жатқан аумақтарға баратын жолдарды және су қажеттілігін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік беретіндігімен жақсы. қоректендіру және қоректендіру желілері қысқарады. Бұрғылаудың бұл түрі алғаш рет КСРО-да, дәлірек айтқанда, Әзірбайжанда Артем аралында монтаждау жұмыстары кезінде сыналған.

Негізгі кемшіліктерге шахтаның ауыздарын кесіп өтудің алдын алу маңыздылығы жатады. Сонымен қатар, қайталама бұрғылау кезінде жұмыс істеп тұрған шұңқырларды сақтау қажет, өйткені бұл өрт қауіпсіздігі ережелерімен талап етіледі. Ақырында, кластерлік шұңқырлардың үлкен кемшілігі оларға кейінгі техникалық қызмет көрсету мен жөндеудің күрделілігі болып табылады, ал теңіз жағдайында серпілістерді жою өте қиын болуы мүмкін.

Кластерлі бұрғылау қандай жағдайларда қолданылады?

Сонымен кластерлік бағыттағы көлденең бұрғылау қашан қолданылады? Оны қолдану себептері келесі топтарға бөлінеді:

• Техногендік - ғимараттарды, соның ішінде тұрғын үйлерді, басқа да техникалық құрылымдарды бұрғылау.
• Технологиялық – стандартты ұңғыманы игеру қолданыстағы карьерлердің жұмысын бұзуы ықтимал болғанда. Буш әдісі осыған байланысты соншалықты «жарақат» емес.
• Геологиялық –минералдар біркелкі емес қабаттарда, әртүрлі горизонттарда жатқанда. Бұл жағдайда бағытталған бұрғылау қондырғылары өндірісті мүмкіндігінше қысқа мерзімде оған керемет ақша жұмсамай-ақ орнату қажет болған кезде ғана мүмкін болады.
• Орографиялық – себептердің ең көп тараған тобы, оның ішінде теңіз, көл бетінің астында орналасқан кен орнын ашу қажет, ойлы-қырлы жер жағдайында, сондай-ақ теңіз платформаларының түбінен шұңқырларды төсеу кезінде., сонымен қатар эстакадалар.
• Климаттық. Соңғы жылдары Қиыр Солтүстіктің көптеген аймақтарында мәңгілік мұзды ерітудің тұрақты үрдісі байқалды, сондықтан мамандар кластерлік бұрғылау әдісіне жүгінуге мәжбүр. Басқа әдістер ұңғыма люменінің бұзылуына толы.

Кластерлік ұңғымаларды пайдаланудың максималды әсері батпақты, жиі су басқан жерлерде байқалатынын ескеріңіз. Су объектілерінің астындағы көлбеу бұрғылау кезінде навигациялық жабдықты дұрыс пайдалана алатын тәжірибелі персоналдың болуы өте маңызды, онсыз мұндай ерекше жағдайларда тесікті бұзып өту мүмкін болмайтынын ескерген жөн.

Осылайша, бұрғылау бағыты бойынша бос орындар міндетті түрде техникалық білімді, білімді кадрларды іздеуді қамтуы керек.

Әдістің маңызды мүмкіндіктері

Көлемді бұталар пирамидаларға немесе конустарға ұқсайды, олардың өлшемі, сіз түсінесіз, өлшеміне жәнеигерілген кен орнының «бұлыңғырлануы». Сәйкесінше, тесілген саңылаулардың саны техникалық мүмкіндіктермен анықталады. Бұтаның өлшемін анықтауға мүмкіндігінше жауапкершілікпен қарау керек екенін түсіну өте маңызды, өйткені иеліктен шығарылған аумақтың ауданы осы көрсеткішке байланысты.

Бұл әсіресе елді мекеннің шекарасында шұңқырларды игеру кезінде маңызды. Дайын ұңғыманы пайдалануда ұңғыма сағаларының орналасуы маңызды рөл атқарады. Газ құбырларын бағыттап бұрғылау соңғы 15-20 жылда тәжірибеде кеңінен қолданылатын негізгі әдіске айналуы таңқаларлық емес.

Кластерлі бұрғылаудың оң әсерлері

Жалпы, бұл әдіс пайдалы қазбаларды өндіруді ұйымдастыруға немесе өнеркәсіптік объектілерді салуға кететін шығындарды айтарлықтай төмендетеді, барлық өндірістік операциялар мен процестерді автоматтандыру көлеміне ықпал етеді. Ең бастысы, бұл тәсіл табиғатқа тигізетін әсерін барынша азайту арқылы қоршаған ортаны қорғауға ықпал етеді.

Шын мәнінде, кластерлік бұрғылау кезінде бұрғылау қалдықтарын жер асты суларына түсуіне жол бермей, толығымен жинауға болады, сонымен қатар соңғысының деңгейінің төмендеуі ықтималдығын азайтады. Бұл әдеттегі бұрғылау кезінде жиі байқалады, өйткені ол сулы горизонттарды бұзады.

Бір төсемде кемінде екі ұңғыма бар. Әдетте, біздің елімізде мұнайшылар 18-24 данадан тұратын шұңқырларды топтастырумен айналысады, бірақ кейбір жағдайларда олардың саны асып түседі.30 үшін. Алайда бұл рекордтық көрсеткіштен алыс, өйткені шетелдік тәжірибеде бір шахтадан 60 «өркеннің» кетуі мүмкін жағдайлар бар. Атап айтқанда, атышулы BP компаниясы шағын көлемді аралда 60 × 60 м … 68 шұңқырды бірден бұрғылады. Бұл бір кен орнынан алынатын мұнай көлемін күрт арттыруға мүмкіндік берді.

Сондықтан қазіргі экономикада бағытталған және көлденең ұңғымаларды бұрғылау материалды және қаржылық ресурстарды үнемдеуге байланысты өте сұранысқа ие.

Көп тесікті бұрғылау түрі

Қазіргі уақытта көптеген ескі кен орындарының таусылуына байланысты пайдалы қазбаларды алудың бірден-бір сенімді жолы көпжақты бұрғылауды қамтитын алдыңғы қатарлы тау-кен әдістерін қолдану болып табылады. Бұл ретте негізгі шұңқырдан белгілі бір тереңдікте бірден бірнеше жаңа «өркендер» шығарылады. Осыған байланысты өнімді горизонттағы ұңғыманың ауданы айтарлықтай артады, ал өндіру көлемі артады. Сонымен қатар, сонымен бірге жоғарғы, өнімсіз горизонттарда бұрғылау көлемін азайтуға болады.

Біздің еліміздің аумағында мұндай түрдегі алғашқы ұңғы 1953 жылы Башқұртстанда бұрғыланған. Бірақ қабаттың қалыңдығына тікелей өткен шұңқырды тек 50-ші жылдардың соңында жасауға болады. Бұл Самара облысында болған. Мұндай ұңғымалардың тәуліктік қайтарымы стандартты, тік әдіспен жасалған керндерге қарағанда шамамен 40%-ға жоғары екені бірден анықталды.

Содан кейін біздің елде бағытты бұрғылау дами бастады. Бұл үшін жаттығумамандық еліміздің барлық техникалық институттарында енгізілді.

Егер көпжақты әдіс қолданылса, резервуардағы тесіктің жалпы ұзындығы айтарлықтай артады, дренаждық және сүзу аймағы ұлғаяды. Бұл ұңғыманың қайтарымдылығын арттыруға ғана емес, оны пайдалану кезінде алынған өнімнің сапасын арттыруға да ықпал етеді. Мұндай шұңқырлар келесі сорттарға бөлінеді:

• Көлбеу, тармақталған түрі.
• Көлденең тармақталған.
• Радиалды шұңқырлар.

Соңғы жағдайда күрделі рельефте және жұмыс горизонттарының біркелкі емес шоғырлануында бағытталған бұрғылау (көлденең бағытталған бұрғылау) қолданылады. Бұл әдіс (шығындарды азайту кезінде) өндіру көлемін барынша арттыруға мүмкіндік береді.

Көп саңылаулардың сипаттамалары

Өзіңіз болжап отырғандай, қиғаш тармақталған шұңқырлар шахтаның негізгі оқпанынан және олардан созылып жатқан әр түрлі жазықтықта орналасқан қосалқы процестерден тұрады. Көлденең бағытталған түр дұрыс сипатталған түрдің нұсқасы болып табылады. Жалғыз айырмашылығы - «өркендер» негізгі магистральдан қатаң көлденең жазықтықта, 90 градус бұрышта шығады.

Сәйкесінше, радиалды шұңқырлар үшін негізгі білік те қатаң тігінен, ал қосымшалары – шеңбер бойымен, яғни радиалды бағытта жүреді. Соңғы жылдары тармақталған ұңғымалар бұрғылаудың өте перспективалы бағыты болып саналды, өйткені оларды өнеркәсіптік ауқымда пайдалану көптеген мәселелерді шешуге мүмкіндік береді,жер асты ресурстарын игеруден туындайтын:

• Гризонттары біркелкі емес мұнай кен орындарын максималды тиімді игеру. Бұл жағдайда тік бұрғылау экономикалық тұрғыдан мүмкін емес, өйткені түпкілікті құны тым жоғары.
• Бағытты бұрғылау пайдаланылатын ұңғымалардың санын айтарлықтай азайтуы мүмкін. Бұл жұмыс құнының төмендеуіне әкеледі, сонымен қатар қоршаған ортаға әсерді азайтады.
• Аса үлкен тереңдікте айдалатын өте тұтқыр сортты мұнайды алу кезінде.
• Дәл осындай әдіс жер асты ыстық суының энергиясын пайдаланатын геотермалдық станция салу қажет болғанда қолданылады.

Осылайша, бағыттамалы ұңғымаларды бұрғылау бүгінгі мұнай-газ және құрылыс салаларында кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады.