Направленное бурение

редактировать
Горизонтально-направленное бурение в действии Структурная карта, созданная с помощью контурной карты программное обеспечение для залежи газа и нефти глубиной 8 500 футов (2600 м) на месторождении Эрат, округ Вермилион, Эрат, Луизиана. Зазор слева направо рядом с верхом контурной карты указывает на линию разлома. Эта линия разлома находится между синими / зелеными контурными линиями и фиолетовыми / 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. Направленное бурение будет использоваться для нацеливания на газовый и нефтяной пласт.

Направленное бурение (или наклонное бурение ) - это практика бурения невертикальных скважин. Его можно разбить на четыре основные группы: наклонно-направленное бурение на месторождениях, наклонно-направленное бурение на коммунальных объектах (горизонтально-направленное бурение), наклонно-направленное бурение и поверхность в пласте (SIS), которая пересекает горизонтально вертикальная скважина для добычи метана из угольных пластов.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Преимущества
  • 3 Недостатки
    • 3.1 Кража нефти
    • 3.2 Новые технологии
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

История

Многие предварительные условия позволили этому набору технологий стать продуктивным. Вероятно, первым требованием было осознание того, что нефтяные скважины или водяные скважины не обязательно должны быть вертикальными. Осознание этого происходило довольно медленно и не привлекало внимания 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. 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. Горизонтально-направленные буровые установки развиваются в направлении крупномасштабной, микроминиатюризации, механической автоматизации, работы с твердыми пластами, контролируемого бурения с ориентацией на превышение длины и глубины.

Измерение наклона ствол скважины (его отклонение от вертикали) сравнительно прост, требуется только маятник. Однако измерение азимута (направление относительно географической сетки, в которой ствол скважины идет от вертикали) было более трудным. В 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 была вовлечена в судебный процесс, как описано выше), и была создана дочерняя компания «Sperry Sun », бренд которой продолжает это день, поглощенный Halliburton. В любой заданной точке ствола скважины измеряются три компонента, чтобы определить ее положение: глубина точки по ходу ствола скважины (измеренная глубина), наклон в точке и магнитный азимут в точке. Сочетание этих трех компонентов называется «опросом». Необходима серия последовательных исследований для отслеживания хода и местоположения ствола 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. Начальным случайным отклонениям от вертикали будет увеличиваться). Контр-опыт также дал первым бурильщикам ННБК принципы проектирования КНБК и практики бурения, которые помогли приблизить кривую скважину к вертикали.

В 1934 году Х. Джон Истман и Роман У. Хайнс из Лонг-Бич, Калифорния, стали пионерами в наклонно-направленном бурении, когда они и Энид, Оклахома спасли Конро, Техас, нефтяное месторождение. Неудачник недавно запатентовал переносную буровую машину. Он основал свою компанию в 1931 году, соединив буровую установку с грузовиком и коробкой отбора мощности. Нововведение позволило провести быстрое бурение ряда наклонных скважин. Эта способность быстро пробурить несколько разгрузочных скважин и сбросить огромное давление газа сыграла решающую роль в тушении пожара Конро. В майской 1934 г. статье в журнале Popular Science Monthly было сказано, что «только горстка людей в мире обладает странной способностью делать немного, вращаясь на милю под землей на конце стального бурильная труба, изгибается по кривой или изогнутому углу, чтобы достичь желаемой цели ». В 1973 году Eastman Whipstock, Inc. станет крупнейшей в мире компанией по направленному бурению.

В совокупности эти геодезические инструменты и конструкции КНБК сделали возможным направленное бурение, но это считалось загадкой. Следующее крупное достижение было в 1970-х годах, когда буровые двигатели (также известные как забойные двигатели, приводимые в действие гидравлической силой бурового раствора, циркулирующего по бурильной колонне) стали обычным явлением. 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. В сочетании с разработкой измерений при бурении инструментами (с использованием телеметрии гидроимпульсов, сетевой или проводной трубы или телеметрии электромагнетизма (EM), что позволяет инструментам в стволе скважины отправлять данные о направленности обратно на поверхность, не нарушая операции бурения), направленное бурение стало проще.

Некоторые профили не могут быть легко просверлены во время вращения бурильной трубы. Для направленного бурения с помощью забойного двигателя требуется время от времени останавливать вращение бурильной трубы и «скользить» 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 упоминаются как роторные управляемые системы (RSS). Технология RSS сделала возможным доступ и управление направлением в ранее недоступных или неконтролируемых формациях.

Преимущества

Скважины бурятся направленно для нескольких целей:

  • Увеличение длины открытого участка через пласт путем бурения через пласт под углом
  • Бурение в пласт там, где вертикальный доступ затруднен или невозможен. Например, нефтяное месторождение под городом, под озером или под труднодоступным для бурения пластом
  • Возможность сгруппировать больше устьев вместе на одном участке поверхности может позволить меньше перемещений буровой установки, меньшее нарушение площади поверхности и упрощение и удешевление завершения и эксплуатации 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 достичь нескольких участков недр с одной площадки, что снижает затраты.
  • Бурение вдоль нижней стороны разлома, ограничивающего коллектор, позволяет заканчивать несколько продуктивных песков при самых высоких стратиграфических характеристиках. баллов.
  • Бурение «разгрузочной скважины » для снятия давления в добывающей скважине без ограничения («выброс »). В этом сценарии можно пробурить еще одну скважину, начиная с безопасного расстояния от выброса, но пересекая проблемный ствол скважины. Затем тяжелая жидкость (глушильный раствор) закачивается в ствол разгрузочной скважины для подавления высокого давления в исходном стволе скважины, вызывающего выброс.

Большинству специалистов по наклонно-направленному бурению дается синий путь для прохождения скважины, который заранее определен инженерами и геологами перед началом работ. начинается бурение. Когда установщик наклонно-направленного бурения начинает процесс бурения, с помощью скважинного прибора проводятся периодические исследования для получения данных исследования (наклона и азимута) ствола скважины. Эти снимки обычно делаются с интервалом 10–150 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 к бурильной колонне для обеспечения постоянно обновляемых измерений, которые могут быть используется для (почти) корректировок в реальном времени.

Эти данные показывают, следует ли скважина по запланированной траектории и вызывает ли ориентация буровой компоновки отклонение скважины от запланированного. Исправления 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 в виде инженерных и юридических записей, описывающих траекторию ствола скважины. Снимки съемки, 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, бросая камеру, инструмент в герметичный трубчатый корпус внутри буровой колонны (вниз до уровня чуть выше бурового долота), а затем извлекает бурильную колонну на время интервалы, скважина может быть полностью обследована с регулярными интервалами глубин (обычно примерно каждые 30 метров (90 футов), типичная длина 2 или 3 стыков бурильных труб, известная как стойка, поскольку большинство буровых установок «отстают» от труба выводится из отверстия с такими шагами, известными как «стоит»).

Бурение до целей, удаленных от поверхности земли, требует тщательного планирования и проектирования. Текущие рекордсмены управляют скважинами на расстоянии более 10 км (6,2 мили) от поверхности при истинной вертикальной глубине (TVD) всего 1600–2600 м (5200–8 500 футов).

Этот вид бурения может также снизить экологические издержки и уменьшить повреждение ландшафта. Раньше приходилось удалять большие участки ландшафта с поверхности. Это больше не требуется при наклонно-направленном бурении.

Недостатки

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 наклона и азимута Бурение скважин, наклонно-направленное и горизонтальное бурение проходило намного медленнее, чем вертикальное бурение, из-за необходимости регулярно останавливаться и проводить длительные исследования, а также из-за более медленного продвижения самого бурения (более низкая скорость проникновения). 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 могут быть опущены под действием силы тяжести на кабеле в скважину. Для более высоких наклонов необходимо использовать более дорогое оборудование для проталкивания инструментов в скважину.

Другим 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

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

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

Новые технологии

В период с 1985 по 1993 год Лаборатория военно-гражданского строительства (NCEL) (ныне Служба инженерных сооружений военно-морского флота Центр (NFESC) в Порт-Уенеме, Калифорния, разработал технологии управляемого горизонтального бурения. Эти технологии способны достигать высоты 10 000–15 000 футов (3000–4500 м) и могут достигать 25 000 футов (7500 м) при использовании в благоприятных условиях.

См. Также

Литература

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы по теме Направленное бурение.

Последняя правка сделана 2021-05-17 08:18:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте