Condiții geologice pentru forarea puțurilor de petrol și gaze. Procesul de forare a sondelor de petrol. Metode de foraj puțuri de producție

Inițial, forajul a fost folosit în țara noastră pentru construirea puțurilor de sare. Informațiile despre forarea puțurilor pentru explorarea petrolului datează din anii 30 ai secolului al XIX-lea în Taman. Prin propunere inginer in minerit N.I. Voskoboynikov în 1848, a fost forat un puț pe Bibi-Heybat cu ajutorul unui burghiu, din care s-a obținut petrol. A fost primul puț de petrol din lume care a fost construit prin forare folosind un proces continuu de spălare cu fluid pentru curățarea sondei de rocă forată.

Sondele sunt forate verticale, înclinate, orizontală. Metoda de foraj direcțional în cluster este utilizată pe scară largă atunci când 15 sau mai multe puțuri sunt forate înclinat dintr-un singur loc. Această metodă este utilizată cu succes în zonele umede, la forarea puțurilor de pe platformele de foraj în larg, pentru a păstra terenul arabil fertil etc.

Conceptul de fântână

O fântână este o mină de lucru (verticală sau înclinată) de secțiune transversală circulară, cu o adâncime de la câțiva metri până la câțiva kilometri, de diferite diametre, construită în grosimea scoarței terestre. Partea superioară a puțului se numește gura, fundul puțului se numește fund, iar suprafața laterală se numește sondă. Distanța de la capul sondei până la fund de-a lungul axei sondei se numește lungimea sondei. Proiecția lungimii pe axa verticală se numește adâncimea puțului.

Sondele sunt petrol, gaz, gaz condensat, injecție, observare, evaluare etc. Proiectarea puțului trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

• 1. Asigurați stabilitatea mecanică a pereților sondei și izolarea fiabilă a tuturor formațiunilor (petrol, gaz, apă) între ele, acces liber la fundul puțurilor pentru coborârea echipamentului și prevenirea prăbușirii rocii în sondă.
• 2. Conectare eficientă și fiabilă a găurii de jos cu un rezervor productiv (petrol sau gaz).
• 3. Posibilitatea de etanșare a capului sondei și de asigurare a direcției produselor extrase către sistemul de colectare, tratare și transport de petrol și gaze sau de injectare a unui agent de impact în formațiune.
• 4. Posibilitate de realizare in puturi muncă de cercetare, precum și diverse lucrări geologice, tehnice și de întreținere.

Stabilitatea pereților sondei și izolarea straturilor unul față de celălalt se realizează prin forarea și coborârea în puț a mai multor conducte, numite tubaj. În primul rând, puțul este forat la o adâncime de 50-100 de metri, o țeavă de oțel este coborâtă în ea (1 = 500 mm sau mai mult - direcție. Spațiul dintre peretele exterior al țevii și peretele puțului (rocă) se umple cu un mortar de ciment special de chituire sub presiune pentru a preveni prăbușirea rocilor superioare și curgerile încrucișate între straturile superioare. Apoi puțul este forat cu un bit de diametru mai mic la o adâncime de 500-600 m, o țeavă cu o diametrul de 249-273 mm este coborât în ​​el și cimentat, precum și o direcție, la gură. Acest șir de țevi este numit conductor și este conceput pentru a preveni eroziunea straturilor superioare și, de asemenea, pentru a crea un canal pentru forarea noroiului. .După aceasta, puțul este forat până la fundul de proiectare. Un șir de producție (țeavă de oțel cu un diametru de 146-168 mm) este coborât în ​​el, iar spațiul dintre țeavă și rocă este umplut sub presiune cu mortar de ciment pentru gura.presiunea sa de injectare se determină prin calcul.După întărirea nămolului de ciment (de obicei 48 de ore), se formează o piatră de ciment în inelul dintre peretele exterior al țevii și rocă, care separă straturile unul de celălalt.

În funcție de caracteristicile zăcământului, presiunea din rezervor, secțiunea geologică etc., proiectarea puțurilor poate fi cu un singur șir sau cu mai multe șir (două sau trei). Ultima coloană se numește coloana de producție.

După terminarea forajului, coborârea carcasei de producție, cimentarea acesteia în puț în intervalul rezervorului de petrol sau gaze, prin găurile prin conducta de oțel și piatra de ciment se fac folosind perforatoare speciale.

După aceea, fântâna este dezvoltată și pusă în funcțiune. Fântâna poate fi gaură închisă sau deschisă. O gaură deschisă este utilizată atunci când formațiunea productivă este compusă din roci dense - carbonatice, calcaroase sau gresii dense. Cu o gaură deschisă, puțul este forat până la vârful formațiunii productive, șirul de producție este coborât și cimentat. Apoi, cu un diametru ceva mai mic, o formațiune productivă este deschisă (găurită) prin șirul de producție. Acest lucru nu necesită perforare, deoarece. formaţiunea productivă nu este blocată de o ţeavă metalică.

Dacă formațiunea productivă constă din gresii sau calcare instabile și slab cimentate, atunci gaura de jos este echipată cu una închisă. În același timp, puțul este forat până la adâncimea de proiectare (așa-numita „sumf” este creată puțin mai jos cu 15-20 m din formația productivă), se coboară în ea un șir de producție, care este cimentat și apoi se perforează secțiunile productive ale formațiunii pentru a lega formațiunea cu fundul puțului. Dacă formațiunea este reprezentată de gresii slab cimentate sau siltstones, atunci formațiunea productivă poate fi deschisă la o gaură deschisă, urmată de un filtru de căptușeală. Filtrul este reprezentat ca găuri în șirul de producție în intervalul rezervorului.

Metode de foraj petrol si puţuri de gaze.

Există mai multe moduri de găurire, dar găurirea mecanică și-a găsit aplicație industrială. Găurirea mecanică este împărțită în percuție și rotativă. În găurirea cu percuție, unealta de foraj constă dintr-un bit 1, o tijă de șoc 2, un dispozitiv de blocare a frânghiei 3. Un catarg 12 este instalat pe puțul forat, care are un bloc 5 în partea superioară, o rolă de tracțiune a balansierului 6 , o rolă auxiliară 8 şi un tambur al maşinii de găurit 11. Coarda este înfăşurată în jurul tamburului 11 al maşinii de găurit. Instrumentul de foraj este suspendat pe o frânghie 4, care este aruncată peste blocul 5 al catargului 12. Când roțile dințate 10 se rotesc, biela 9, alternativ, ridică și coboară cadrul de echilibrare 6. Când cadrul este coborât, rola de tragere 7 trage frânghia și ridică instrumentul de foraj deasupra fundului puțului . Când cadrul este ridicat, frânghia este coborâtă, bitul cade pe față și distruge stânca. Pentru a curăța fundul de roca distrusă (nămol), se ridică o unealtă de foraj din puț și se coboară în ea un baler (un cilindru de tip găleată alungită cu o supapă în fund). Pentru a crește eficiența forării cu frânghie cu percuție, este necesar să curățați fundul puțului de tăieturi în timp util.

Foraj rotativ.

Sondele de petrol și gaze sunt forate în prezent folosind metoda de foraj rotativ. În forajul rotativ, distrugerea rocii are loc datorită burghiului rotativ. Sub greutatea sculei, bitul intră în rocă și, sub influența cuplului, distruge roca. Cuplul este transmis bitului prin intermediul unui rotor instalat la capul sondei prin garnitura de foraj. Această metodă de găurire se numește găurire rotativă. Dacă cuplul este transmis burghiului de la un motor de foraj (turboburghiu, burghiu electric), atunci această metodă se numește foraj cu turbină.

Un turboforator este o turbină hidraulică antrenată de un fluid de foraj pompat în puț de către pompe.

Mașina de găurit electric este un motor electric cu un design etanș, curentul electric este furnizat printr-un cablu de la suprafață.

O instalație de foraj este o structură metalică deasupra unui puț pentru coborârea și recuperarea unui instrument de foraj cu un burghiu, motoare de foraj, țevi de tubaj, plasarea suporturilor de foraj după ce sunt scoase din puț etc.

Turnurile sunt produse în mai multe modificări. Principalele caracteristici ale dercks-urilor sunt capacitatea de transport, înălțimea, capacitatea „revistelor” (un loc pentru sfeșnicele țevilor de foraj), dimensiunile bazelor inferioare și superioare, greutatea (masa turnului).

Capacitatea de ridicare a forei este sarcina maximă, maximă admisă pe foră în procesul de forare a unui puț. Înălțimea turnului determină lungimea lumânării care poate fi scoasă din puț, a cărei dimensiune determină durata operațiunilor de declanșare.

Pentru forarea puțurilor la o adâncime de 400-600 m, se folosește un derrick de 16-18 m înălțime, la o adâncime de 2000-3000 m - o înălțime de 42 m și la o adâncime de la 4000 la 6500 m - 53 m. Capacitatea „magazinului” arată ce lungime totală a țevilor de foraj cu diametrul de 114-168 mm poate fi amplasată în ele. Dimensiunile bazelor superioare și inferioare caracterizează condițiile echipajului de foraj, ținând cont de amplasarea echipamentelor de foraj, a sculelor de foraj și a mijloacelor de mecanizare a operațiunilor de declanșare. Dimensiunile bazei superioare a turnurilor sunt 2x2 sau 2,6x2,6 m, iar cele inferioare 8x8 sau 10x10 m.

Masa totală a instalațiilor de foraj este de zeci de tone.

Ciclul de construcție a puțurilor.

Înainte de a începe forarea la locul de forare a puțului, amplasamentul este eliberat de obiecte străine, dacă există o pădure, aceasta este tăiată și dezrădăcinată. Dacă forarea se va efectua într-o zonă umedă, atunci drumul până la locul de foraj este mai întâi umplut, iar locul este umplut, eliminând zonele umede, sub instalația de foraj. Ei fac amenajarea site-ului, aduc linia electrică, comunicațiile și conducta de apă.

Instalațiile de foraj, dacă terenul și distanța o permit, se transportă fără demontare pe cărucioare speciale cu omizi sau pe sănii cu derape, fiind posibilă și metoda de deplasare pneumatică. După transportul și instalarea la locul instalației de foraj, începe instalarea restului echipamentului, adică. instalarea pompelor cu piston cu acţionare diesel sau pompe cu acţionare electrică; sistem de curățare fluid de foraj, tablou de distribuție, echipamente pentru cap de sondă (rotor, dispozitiv de prevenire, indicator hidraulic de greutate), adăpost de foraj pentru structurile din apropierea puțului etc. Dacă forarea începe la pătrat nou, la distanță - de la locul de foraj, în acest caz, toate echipamentele, inclusiv instalația de foraj, unitatea de pompare, instalațiile de tratare etc., sunt livrate dezasamblate la locul de foraj și instalația de foraj și toate celelalte echipamente încep să fie asamblate aici .

După instalarea instalației de foraj și a tuturor echipamentelor, încep lucrările pregătitoare pentru forarea puțului.

Lucrările pregătitoare includ:

• 1. Echiparea blocului de deplasare și a coroanei cu frânghie de oțel și suspensie a cârligului de ridicare.
• 2. Instalarea și testarea mecanizării la scară mică.
• 3. Asamblare și suspendare la cârligul pivotant pătrat (țeavă de plumb), conectând un furtun flexibil de înaltă presiune la conducta de ridicare și la pivotant.
• 4. Alinierea turnului.
• 5. Instalarea rotorului.
• 6. Forarea in directia sondei.

Sondele sunt forate pe verticală, direcțională și orizontală. Pentru o lungă perioadă de timp, principalul tip de foraj de puț a fost forajul vertical. În ultimii ani s-a folosit din ce în ce mai mult metoda forajului direcționat, adică. când, conform proiectelor de foraj, puțul este forat de-a lungul unei traiectorii cu abatere de la verticală. De obicei, este recomandabil să forați puțuri înclinate sub fundul mării, râuri, lacuri, precum și sub munți, râpe; în zone mlăștinoase, păduri protejate, pentru marile instalații industriale, orașe și sate. Fântânile înclinate sunt folosite și în lichidarea fântânilor deschise de petrol și gaze, precum și pentru conservarea terenurilor fertile, în scopul reducerii costului forajului puțurilor prin reducerea lucrărilor pregătitoare și a comunicațiilor (comunicații, electricitate, linii de apă etc.). ). Pentru a devia profilul puțului de la verticală, se folosesc dispozitive speciale. Acestea includ: un sub strâmb, o țeavă de foraj strâmbă, diverse tipuri de deflectoare etc. Din ce în ce mai mult în țara noastră în ultimii ani, forarea orizontală a puțurilor și forarea puțurilor orizontale laterale este folosită în puțurile epuizate și neprofitabile, unde există straturi intermediare nedezvoltate cu petrol.

Perforarea puțului. După ce țevile de tubaj sunt coborâte în puț și cimentate, se fac găuri pe partea productivă a formațiunii folosind perforatoare în șirul de producție și piatră de ciment pentru a conecta partea productivă a formațiunii cu fundul puțului. Această operație se numește perforare. Se folosesc diverse metode de perforare a puțurilor: glonț, torpilă, cumulativ și hidrosablare.

Bullet perforator (PP) este o țeavă de 1 m lungime și 100 mm în diametru, care este încărcată cu praf de pușcă comprimat și 10 gloanțe de oțel. Pe un cablu de tăiere, un perforator de glonț este coborât într-un puț umplut cu o soluție de argilă, plasat pe un interval dat al unei formațiuni productive și sunt trase focuri de armă. Adâncimea găurilor din stâncă nu depășește 5-7 cm Multe gloanțe se blochează în șirul de producție, în piatra de ciment și doar un număr mic dintre ele pătrund în coloana și piatra de ciment. Practic in prezent nu gaseste aplicatie.

Perforator torpilă (TP). Perforarea torpilelor este efectuată de vehicule lansate prin cablu care trag proiectile explozive cu un diametru de 22 mm. Aparatul este format din secțiuni, fiecare dintre ele având două arbori orizontale. Proiectilul este echipat cu un detonator tip știft. Când proiectilul se oprește, o sarcină internă explodează și sparge roca din jur. Adâncimea canalelor, conform testelor, este de 100-160 mm, diametrul canalului este de 22 mm. Nu se fac mai mult de patru găuri pe 1 m din partea productivă a formațiunii, deoarece perforarea torpilelor duce adesea la distrugerea șirului de carcasă. La fel ca perforarea glonțului, perforația torpilă este folosită foarte limitat.

În prezent, perforarea cumulativă (PC) este utilizată în principal. Perforatoarele cumulate au încărcături cu crestătură conică, care vă permit să focalizați fluxurile de gaz explozive și să le direcționați la viteză mare perpendicular pe pereții puțului.

O bucată de exploziv sub formă de pulbere comprimată este introdusă în perforatorul cumulativ, care are o adâncitură conică căptușită cu o placă metalică.

Perforarea cumulativă se realizează prin tragerea de perforatoare care nu au gloanțe sau proiectile. Perforarea coloanei, pietrei de ciment și rocii se realizează printr-o explozie concentrată. O astfel de focalizare se datorează formei conice a suprafeței încărcăturii explozive (BB), căptușită cu un strat subțire de metal (foală de cupru de 0,6 mm grosime). Energia exploziei sub forma unui fascicul subțire de gaze - produse de căptușeală - străpunge canalul. Jetul cumulat are o viteză în cap de până la 6-8 km/s și creează o presiune de 3-5 mii MPa.

Când se arde cu o încărcătură formată în coloană și piatră de ciment, se formează un canal de perforare îngust de până la 350 mm adâncime și 8-14 mm în diametru în partea mijlocie.

În câmpurile petroliere se folosește și un perforator hidrosandblast (GPP).

Perforatorul de hidrosandblast constă dintr-un corp cu pereți groși, în care se înșurubează până la zece duze din material rezistent la abraziv (ceramică, aliaje dure) cu diametrul găurilor de 3-6 mm.

Un hidro-sablator este coborât în ​​puț pe țevi de tubing. Înainte de perforarea puțului, o minge este aruncată de la suprafață în tub, care blochează orificiul de trecere al perforatorului. După aceea, folosind unități de pompare AN-500 sau AN-700, lichidul cu nisip este pompat în puț prin tubulatura. Fluidul injectat cu nisip iese doar prin duze. La ieșirea din duze, se dezvoltă viteze uriașe ale jetului abraziv. Ca urmare, găurile sunt perforate în țevi de tubaj, piatră de ciment și rocă într-un timp scurt, sonda de sondă este conectată la formațiunea productivă. In functie de diametrul duzelor, numarul acestora si viteza de pompare a lichidului, adancimea perforatiilor ajunge la 40-60 cm.Totodata se mentine etanseitatea pietrei de ciment din spatele coloanei. În timpul perforației cu hidro-jet de nisip, la capul sondei se creează o presiune de până la 40 MPa. Rata de pompare a lichidului cu nisip este de 3-4 l / s per duză. În același timp, viteza volumetrică a jetului în duză ajunge la 200-300 m3/zi, iar căderea de presiune este de 18-22 MPa. Durata perforației unui interval - 15-20 minute. La sfârșitul perforației unui interval dat, perforatorul este ridicat și setat la următorul interval, iar operația se repetă.

apel afluxul în fântână.

În practica de teren, se folosesc următoarele metode pentru a provoca afluxul de fluid din rezervor în fundul puțului: săritura, pistonarea, înlocuirea fluidului din puț cu unul mai ușor, metoda compresorului, pomparea unui amestec gaz-lichid. , pompare cu pompe de fund. Înainte de dezvoltarea sondei, armătura este instalată la capul sondei. În orice caz, pe flanșa carcasei trebuie instalată o supapă de înaltă presiune pentru a închide sonda în situații de urgență.

pistonare. În timpul pistonării (tamponării), pistonul sau tamponul coboară în țeavă pe un cablu de oțel. Pistonul (swab) este o conductă cu diametrul de 25-37,5 mm cu o supapă în partea inferioară care se deschide în sus. Manșetele de cauciuc (3-4 bucăți) întărite cu plasă de sârmă sunt instalate pe suprafața exterioară a țevii (la îmbinări). Când tamponul este coborât sub nivel, lichidul din puț curge prin supapă în spațiul de deasupra pistonului. Când tamponul este ridicat, supapa se închide, iar manșetele, care izbucnesc sub presiunea coloanei de lichid de deasupra lor, sunt apăsate de pereții tubului și sigilate. Pentru o creștere, pistonul scoate o coloană de lichid egală cu adâncimea imersiei sale sub nivelul lichidului. Adâncimea de scufundare este limitată de rezistența cablului de prindere și este de obicei de 100-150 m.

Tartanarea este extragerea fluidului dintr-un puț cu o gamă coborâtă pe o frânghie de oțel (16 mm) folosind un troliu pe un tractor (mașină). Un bailer este realizat dintr-o țeavă de 7,5-8 m lungime, care are în partea inferioară o supapă cu o tijă care se deschide când se sprijină pe tijă. În partea superioară a dispozitivului se află un suport pentru fixarea frânghiei. Diametrul dispozitivului nu trebuie să depășească 0,7 din diametrul șirului de carcasă. Pentru o coborâre a căsuței, lichidul din puț se efectuează cu un volum de cel mult 0,06 m3.

Tartanarea este un mod laborios și ineficient. În același timp, curățarea face posibilă extragerea noroiului din fundul găurii și controlul nivelului de fluid din puț. Coborârea și ridicarea repetată a pistonului duc la o scădere treptată a nivelului lichidului din puț. Marele dezavantaj al acestei metode este că trebuie să lucrați cu gura deschisă, ceea ce este asociat cu pericolul de ejectare a lichidului și de curgere deschisă. Prin urmare, pistonarea este utilizată în principal în dezvoltarea puțurilor de injecție.

Înlocuirea lichidului în puț. O sondă finalizată prin forare este de obicei umplută cu noroi. Dacă înlocuim soluția de argilă din puț cu apă sau ulei degazat, atunci vom reduce presiunea de fund. În acest fel, sunt dezvoltate puțuri cu presiune mare de rezervor și proprietăți bune de rezervor.

Modul de dezvoltare a compresorului. Metoda compresorului are mai multe aplicare largă la dezvoltarea puţurilor. Țevile sunt coborâte în puț înainte de dezvoltare, iar capul sondei este echipat cu un pom de Crăciun. Un compresor mobil sau o conductă de gaz de înaltă presiune de la o stație de compresor de gaz este conectată la spațiul inelar prin conducta de refulare. Atunci când gazul este injectat în puț, lichidul din spațiul inelar este împins înapoi către sabotul tubulaturii sau către orificiul de pornire (3-4 mm) din tub, realizat în prealabil la o adâncime de 700-800 m de la capul sondei. , și se sparge în tub. Gazul care intră în tuburi aerează lichidul din ele. Ca rezultat, presiunea din fundul puțului este redusă semnificativ. Prin reglarea debitului de gaz, se modifică densitatea amestecului gaz-lichid din conducte și, în consecință, presiunea din fundul puțului. Când presiunea din fundul găurii este sub presiunea de formare, începe fluxul de lichid și gaz în puț. După primirea unui flux stabil, puțul este transferat într-un mod de funcționare staționar. Această metodă face posibilă obținerea relativ rapidă a unor presiuni de tragere semnificative, ceea ce este deosebit de important pentru curățarea eficientă a zonei de fund a puțului. În condițiile rocilor dure (gresii, calcare), acest lucru duce la curățarea intensivă a spațiului porilor de materialul calmant (obturare), iar în condițiile rocilor afânate, la distrugerea zonei de formare a fundului găurii. Pentru a asigura o pornire mai lină a sondei, uleiul aerat este pompat prin spațiul inelar folosind un compresor, o unitate de spălare și un mixer. După ce amestecul gaz-lichid este aruncat prin conducta de curgere în rezervorul de primire, alimentarea cu ulei aerat este redusă treptat până când se oprește complet.

Dezvoltarea puțurilor cu aer comprimat se realizează în principal cu ajutorul compresoarelor mobile UKP-80 sau KS-100. Compresorul UKP-80 dezvoltă o presiune de 8 MPa cu o alimentare cu aer de 8 m3/min, iar KS-100 dezvoltă o presiune de 10 MPa cu o alimentare cu aer de 16 m3/min. Trebuie remarcat faptul că exploziile sunt posibile în timpul dezvoltării puțurilor cu aer comprimat, deoarece un amestec exploziv se formează atunci când conținutul de hidrocarburi gazoase într-un amestec cu aer este de la 6 la 15%.

Dezvoltarea puțurilor prin injectare de lichid carbogazos.

Dezvoltarea puțurilor cu lichid carbogazos este că, în loc de gaz sau aer, un amestec de gaz și lichid (apă sau ulei) este pompat în inel. Densitatea unui astfel de amestec gaz-lichid depinde de raportul dintre debitele gazului injectat și lichidul, ceea ce face posibilă controlul parametrilor procesului de dezvoltare. Ținând cont de faptul că densitatea amestecului gaz-lichid este mai mare decât densitatea gazului pur, această metodă face posibilă dezvoltarea puțurilor adânci cu compresoare care creează mai puțină presiune.

Dezvoltarea puțurilor de injecție. Puțurile de injecție trebuie să aibă o injectivitate mare pe toată grosimea formațiunii productive. Acest lucru poate fi realizat prin curățarea bună a zonei de fund a formării productive de murdărie și alte materiale de calmare. Zona de formare a găurii este curățată înainte de începerea sondei de injecție pentru injectare prin aceleași metode ca și în dezvoltarea sondelor de petrol, dar drenarea zonelor de formare a găurii se realizează mult mai mult în timp. Durata spălării ajunge la o zi sau mai mult și depinde de cantitatea de impurități mecanice conținute în apa care iese din fântână. Conținutul de impurități mecanice la sfârșitul spălării nu trebuie să depășească 10-20 mg/l.

Curățarea maximă a spațiului porilor din zona de formare a găurii are loc folosind astfel de metode de drenaj care vă permit să creați presiuni foarte mari, oferind viteze mari filtrarea lichidului la fundul puţurilor în condiţii de regimuri instabile. Cel mai adesea, drenarea rezervorului se realizează prin metode de autodescărcare, aerare a fluidului, pompare folosind pompe centrifuge submersibile de înaltă performanță etc.

În dezvoltarea puțurilor de injecție, metoda presiunilor variabile (MPD) a fost utilizată pe scară largă. Când se utilizează această metodă, se creează periodic o presiune mare de descărcare în zona de formare a găurii de fund prin tubulatura folosind unități de pompare pentru o perioadă scurtă de timp, care este apoi eliberată brusc prin spațiul inelar (se efectuează „descărcare”). Când fluidul este injectat cu presiune ridicată în zona de formare a fundului găurii, se deschid fisurile existente și se formează altele noi, iar când presiunea este eliberată, fluidul curge în fundul găurii cu o viteză mare. Rezultate bune se obțin atunci când se utilizează metoda de drenare periodică a zonelor de fund, prin crearea instantanee a mai multor trageri mari la fundul găurii.

Uneori, o slabă injectivitate a puțurilor de injecție apare fie din cauza permeabilității naturale scăzute a rocilor rezervor, fie a unui număr mare de straturi de argilă, care nu pot fi dezvoltate prin drenarea zonelor de fund. În astfel de cazuri, pentru creșterea injectivității puțurilor de injecție, se folosesc alte metode de influență, care permit creșterea diametrelor canalelor de filtrare sau crearea unui sistem de fisuri în rocile rezervorului. Astfel de metode includ diferite tratamente acide, metode termice, fracturare hidraulică, descărcare a fantelor, tratarea formațiunii cu un oxidat etc.

Vladimir Homutko

Timp de citire: 3 minute

A A

Metode de foraj de puțuri de petrol și gaze

Fântâna este o mină de lucru verticală sau înclinată cu o secțiune transversală circulară, a cărei construcție are loc fără acces la interiorul lucrului unei persoane. Lungimea unei astfel de lucrări este de câteva ori mai mare decât diametrul său.

Cum sunt forate sondele de petrol

Elementele principale ale oricărui puț sunt:

• gura (partea superioară);
• portbagaj (partea intermediară);
• fundhole (partea cea mai de jos situată în rezervor).

Distanța dintre gură și fund de-a lungul axei arborelui de lucru se numește lungimea puțului, iar aceeași distanță, dar luată de-a lungul proiecției verticale a axei, se numește adâncimea acesteia.

Derrick

Cu alte cuvinte, lungimea și adâncimea unei puțuri verticale sunt aceleași, dar una înclinată nu este.

Forarea puțurilor de petrol și gaze, de regulă. apare cu scăderea treptată a diametrului trunchiului după ce a fost forată o anumită secțiune. Diametrul inițial al unei astfel de lucrări, de regulă, nu este mai mare de 900 de milimetri, iar diametrul în zona feței este de la 75 de milimetri sau mai mult.

Procesul de aprofundare a unei astfel de lucrări miniere este distrugerea rocilor fie pe întreaga suprafață a feței (așa-numita forare continuă), fie de-a lungul periferiei acesteia (foraj cu miez). În al doilea caz, o bucată de rocă cilindrică, numită miez, rămâne în puțul minei. Miezurile sunt extrase periodic din puț pentru a studia compoziția rocilor trecute. Specialitatea unei persoane care este angajată în foraj se numește forator.

Mulți dintre voi sunteți interesați de întrebarea: „Cum se forează puțurile?”

Metodele de aprofundare a lucrărilor miniere în funcție de criteriul naturii impactului asupra rocilor transitabile se împart în:

• mecanic;
• termic;
• fizice și chimice;
• electrice și așa mai departe.

În dezvoltarea industrială a zăcămintelor se folosesc numai metode mecanice. Toate celelalte tehnici enumerate sunt în stadiul verificării experimentale a eficacității.

Metodele mecanice sunt rotative și de impact.

Metoda impactului presupune distrugerea mecanică a rocii cu ajutorul unei unealte speciale suspendate pe o frânghie, care se numește daltă. În plus, compoziția unui astfel de dispozitiv de foraj include un dispozitiv de blocare a cablului și o tijă de șoc. Dispozitivul este suspendat pe o frânghie aruncată peste un bloc, care este așezat pe un catarg, iar o mașină specială de găurit oferă acestui instrument o mișcare alternativă.

Pe măsură ce adâncimea trunchiului crește, frânghia se prelungește treptat. Forma cilindrică a butoiului se formează prin rotirea bitului în timpul funcționării.

Pentru a curăța gaura de fund de roca forată, unealta trebuie ridicată periodic la suprafață. În schimb, se coboară un dispozitiv special numit baler. Arată ca o găleată lungă, echipată cu o supapă în partea de jos.

Bailer-ul este scufundat în lichid (fie rezervor, fie suprafața furnizată) și supapa se deschide. Un amestec de lichid și bucăți de rocă distrusă intră în „găleată”, după care toate acestea sunt îndepărtate la suprafață (de îndată ce se ridică boilerul, supapa se închide imediat). După încheierea curățării fundului găurii, unealta de foraj este coborâtă din nou în arbore, iar procesul se repetă din nou și din nou.

Pentru a preveni prăbușirea pereților, o țeavă specială, numită carcasă, este coborâtă în ea. Din astfel de țevi, pe măsură ce mina se adâncește, se formează un întreg șir de țevi.

Burghie de foraj pentru puțuri

În Rusia, în prezent, metoda șocului nu este folosită în practică.

Metoda rotațională implică adâncirea sculei în masa de rocă datorită impactului simultan asupra cuplului și încărcării verticale. Sarcina verticală antrenează burghia în roca forată, iar cuplul permite sculei să forfeze, să frezeze și să zdrobească roca.

În funcție de locul în care se află motorul unității, forajul rotativ este împărțit în foraj rotativ (motorul este situat la suprafață și rotește burghia printr-un șir tubular alcătuit din țevi de foraj speciale) și foraj în fund (motorul este situat în partea inferioară). gaura si este plasata direct deasupra bitului).

În metoda rotativă, motorul rotește rotorul, care, la rândul său, rotește șirul de foraj, la capătul căruia este atașat bitul. În metoda de foraj, motorul rotește burghiul în sine, în timp ce garnitura de foraj și corpul motorului însuși rămân staționare.

Pentru metoda de găurire rotativă trăsătură caracteristică este utilizarea spălării continue a găurii de foraj fie cu apă, fie cu fluide de foraj special preparate. În acest scop, se folosesc pompe speciale de noroi, a căror funcționare este asigurată de motoare de diferite tipuri. Aceste unități de pompare pompează fluidul de spălare prin conducta de ridicare, care este montată, de regulă, în colțul din dreapta al instalației de foraj. În plus, prin intermediul unui furtun flexibil de foraj și al unui pivot, fluidul este alimentat direct în garnitura de foraj în sine.

Ajuns la nivelul burghiei, acest fluid de spălare intră în rocă prin găurile care se află în această unealtă, iar apoi prin spațiul liber inelar care rămâne între peretele sondei și garnitura de foraj. se ridică, spălând bucăți de rocă forată. În continuare, cu ajutorul unui sistem de jgheaburi și dispozitive speciale de curățare, acest lichid este curățat de butași, după care intră într-un rezervor situat pe pompa de noroi. După aceea, poate fi reutilizat.

Forajul este construcția unei lucrări miniere direcționale de diametru mic și adâncime mare. Gura puțului este situată pe suprafața pământului, iar fundul este situat în partea de jos. Astăzi, forarea puțurilor de petrol și gaze pentru extragerea mineralelor corespunzătoare este larg răspândită.

Sarcini și obiective ale forării pentru petrol și gaze

Astăzi, petrolul și gazele sunt extrase din puțuri. În ciuda numărului mare de moduri diferite de a face o fântână, acestea sunt încă în curs de dezvoltare, sunt dezvoltate noi metode pentru a accelera munca și a reduce costul costului acestora.

Procesul modern de foraj constă din următorii pași:

• scufundarea axului
• Separarea straturilor
• Dezvoltare și funcționare bine

Forarea puțurilor este împărțită în două etape, care ar trebui să aibă loc paralel una cu cealaltă: adâncirea fundului și curățarea acestuia de roci distructibile. Separarea rocilor se realizează și în două etape: instalarea țevilor de carcasă, îmbinarea și etanșarea lor între ele.

În ciuda faptului că acasă nimeni nu va fora un puț industrial pentru petrol și gaze, este interesant de știut cât costă un puț de petrol și ce metode sunt cele mai utilizate.

Procesul de foraj petrolier - video

Metode de bază de foraj

practicat astăzi diferite căi forarea sondelor de petrol, dar cele mai răspândite dintre ele sunt:

• Foraj rotativ cu cheson pentru o sondă
• Foraj cu turbina
• Găurire cu șuruburi

Forarea rotativă a puțurilor de petrol este una dintre metodele populare. Dalta, trecând în adâncurile rocilor de sol, se rotește împreună cu țevile de foraj. Cuplul unui astfel de sistem depinde, în primul rând, de rezistența rocilor care se întâlnesc pe drum.

Forajul puțurilor rotative își datorează popularitatea unor avantaje precum capacitatea de a rezista la fluctuații mari WOB, independența setărilor de factori externi și trecerea mare într-o singură cursă.

Forarea cu turbine a sondelor pentru petrol se realizeaza prin intermediul unei instalatii in care bitul interactioneaza cu turbina turboforatoare. Unitatea este antrenată în rotație de un flux de fluid care circulă sub presiune ridicată printr-un sistem de statori și rotoare. Din acest motiv, inclusiv ridicarea și pomparea apei de fântână.

Cuplul este independent de adâncimea sondei, proprietățile rocii, viteza de rotație și sarcina axială. În același timp, coeficientul de transmisie în forarea cu turbină este cu un ordin de mărime mai mare decât în ​​forajul rotativ, dar costul muncii este mai mare datorită necesității unei cantități mari de energie, este imposibil să reconfigurați rapid parametrii de instalare.

Forarea cu șurub a puțurilor de petrol și gaz constă în faptul că mecanismul principal de lucru constă dintr-un număr mare de mecanisme cu șuruburi, datorită cărora se realizează frecvența optimă de rotație a biților. În ciuda tuturor perspectivelor, această metodă nu a primit încă o distribuție adecvată, dar are un potențial imens pentru aceasta.

Prețul de emisiune

După ce ați aflat singur cum sunt forate puțurile de petrol, întrebarea cât trebuie să cheltuiți pentru a foraj următorul metru al pâlniei devine cu siguranță interesantă.

Astăzi, costul forării unui puț de petrol este foarte mare și depinde de un număr mare de factori:

• Adâncimea bine
• Necesitatea de a achiziționa tuburi din plastic pentru puțuri
• Conditii ambientale
• Termenele limită

Dacă vorbim despre cifre exacte, atunci prețul unui puț cu o adâncime de 2000-3000 de metri va fi de la 30 la 60 de milioane de ruble. Forajul exploratoriu va costa aproximativ 40-50% din costul forajului.

Este important de menționat că forarea puțurilor de petrol și gaze poate fi efectuată numai cu respectarea strictă a tuturor regulilor și cerințelor. Și acest lucru nu este deloc surprinzător, deoarece trebuie să lucrați cu un material destul de periculos și sensibil, a cărui extragere necesită în orice caz o abordare competentă. Și pentru a înțelege toate aspectele lucrului cu astfel de astfel de aspecte, este necesar în primul rând să luăm în considerare toate elementele de bază ale acestui caz și componentele sale.

Deci, o fântână se numește o mină de lucru, care este creată fără a fi nevoie de acces în interiorul unei persoane și are o formă cilindrică - lungimea sa este de multe ori mai mare decât diametrul. Începutul puțului se numește gura, suprafața coloanei cilindrice se numește trunchi sau perete, iar fundul obiectului se numește fund.

Lungimea obiectului este măsurată de la gură până la fund, în timp ce adâncimea este măsurată prin proiecția axei pe verticală. Diametrul inițial al unui astfel de obiect la maximum nu depășește 900 mm, în timp ce diametrul final în cazuri rare este mai mic de 165 mm - acesta este specificul procesului numit forarea puțurilor de petrol și gaze și caracteristicile sale.

Caracteristicile forării puțurilor de petrol și gaze

Crearea puţurilor ca proces separat constă în cea mai mare parte din forare și, la rândul său, se bazează pe următoarele operații:

• Procesul de adâncire la distrugerea rocilor cu un instrument de foraj,


• Îndepărtarea pietrei zdrobite din fântână,


• Întărirea puțului cu șiruri de carcasa pe măsură ce mina se adâncește,


• Efectuarea lucrărilor geologice și geofizice pentru căutarea orizontului productiv,


• Cimentarea cu corzi de producție.

Clasificarea sondelor de petrol și gaze

Se știe că materialele necesare care sunt planificate a fi exploatate pot apărea la diferite adâncimi. Și, prin urmare, forarea poate fi efectuată și la adâncimi diferite și, în același timp, dacă vorbim de o adâncime de până la 1500 de metri, forarea este considerată superficială, până la 4500 - medie, până la 6000 - adâncime.

Până în prezent, forarea puțurilor de petrol și gaze se efectuează la orizonturi ultra-adânci, mai adânci de 6000 de metri - în acest sens, puțul Kola este foarte indicativ, a cărui adâncime este de 12650 de metri.

Dacă luăm în considerare metodele de foraj, concentrându-ne pe metoda de distrugere a rocilor, atunci aici putem cita ca exemplu metode mecanice, de exemplu, rotaționale, care sunt implementate cu ajutorul unui burghiu electric și a motoarelor de foraj de tip șurub.

Există și metode de percuție. Și folosesc și metode nemecanice, printre care se numără electropuls, exploziv, electric, hidraulic și altele. Toate acestea nu sunt utilizate pe scară largă.

Funcționează în timpul forării pentru petrol sau gaze

În cazul clasic al forajului pentru petrol sau gaze, burghiele sunt folosite pentru a sparge roca, iar fluxurile de fluid de spălare curăță constant fundul găurii. În cazuri rare, pentru purjare se folosește un reactiv de lucru de tip gazos.

În orice caz, găurirea se efectuează pe verticală, găurirea înclinată este utilizată numai atunci când este necesar și se utilizează și găurirea în cluster, direcțională, dublu-laterală sau multilaterală.

Adâncirea puțurilor se efectuează cu sau fără eșantionarea miezului, prima opțiune este utilizată atunci când se lucrează de-a lungul periferiei, iar a doua - pe întreaga zonă. Dacă este luat miezul, acesta este examinat pentru straturile de rocă trecute, ridicându-l periodic la suprafață.

Forajul pentru petrol și gaze se desfășoară astăzi atât pe uscat, cât și în larg, iar astfel de lucrări se desfășoară folosind instalații speciale de foraj care asigură foraj rotativ folosind țevi de foraj specializate care sunt conectate prin conexiuni filetate cu priză și blocare.

De asemenea, uneori se folosesc țevi flexibile continue, care sunt înfășurate pe tobe și pot avea o lungime de aproximativ 5 mii de metri sau mai mult.

Astfel, astfel de lucrări nu pot fi numite simple prin niciun mijloc - sunt foarte specifice și complexe, iar aici ar trebui să se pună un accent deosebit pe noile tehnologii, al căror studiu poate fi o sarcină dificilă chiar și pentru profesioniștii din această industrie.

Noi tehnologii pentru forarea sondelor de petrol și gaze la expoziție

Împărtășirea informațiilor și învățarea despre inovații pot asigura un progres optim și, prin urmare, o astfel de nevoie pur și simplu nu poate fi lăsată deoparte.

Dacă decideți să vă alăturați realizărilor moderne și să vă plonjați în mediul profesional, în acest scop se organizează evenimente profesionale și cu siguranță ar trebui să participați la una dintre ele. Vorbim de expoziții care se desfășoară anual la Targul Expocentre și adună sute și mii de specialiști în acest domeniu în zilele de deschidere.

La expoziția anuală de petrol și gaze puteți accesa cu ușurință noile dezvoltări, puteți studia tehnologii avansate (de exemplu, tehnologii de foraj de petrol și gaze), puteți vedea echipamente moderne și, în același timp, obțineți contacte utile în volumul necesar, găsiți clienți și parteneri.

Oportunități ca acestea nu trebuie ratate, pentru că nu apar foarte des și pot face o mare diferență dacă sunt făcute corect!

Citiți celelalte articole ale noastre.

Forarea sondelor de petrol sau gaze este un proces complex și, în unele cazuri, periculos. Forarea sondelor de petrol sau gaze poate fi realizată cu succes numai cu respectarea obligatorie a unui număr de reguli și reglementări. Forarea puțurilor este utilizată în diverse scopuri, printre care: studierea structurii scoarței terestre, prospectarea și explorarea petrolului, gazelor, apei și mineralelor solide, precum și în construcția de drumuri pentru studiul solului etc. , atunci când se caută petrol și gaze, se efectuează foraje în adâncime, care este un proces complex și, de obicei, necesită timp pentru persoanele care efectuează forajul. Necesită material mare și mijloace tehnice inclusiv unelte speciale, materiale, echipamente și instalații.

În mai multe locuri din țara noastră, forajele pentru petrol și gaze se desfășoară în condiții geologice și climatice dificile, cu realizarea unor orizonturi productive la o adâncime mai mică de 3 km, și adesea 4-5 km.

După cum am menționat mai devreme, forarea la adâncimi mari, inclusiv sub straturile saline, precum și în zonele greu accesibile ale tundrei, cu permafrost și taiga, necesită, desigur, foratorilor să conditii moderne efectuează toate tipurile de lucrări legate de forarea puțurilor de adâncime pentru petrol și gaze, cu responsabilitate specială și înalte calificări. În caz contrar, în timpul forării puțurilor, sunt posibile diverse complicații care pot afecta negativ oamenii și mediu inconjurator. Prin urmare, o abordare amănunțită și responsabilă a sarcinilor lor pentru fiecare membru al echipajului de foraj este principiul principal al muncii fără probleme a forătorilor în procesul de forare a puțurilor adânci pentru petrol și gaze.

O serie de echipaje de foraj în ultimii ani, când a început dezvoltarea zonelor nelocuite și greu accesibile, inclusiv în Siberia de Vest, folosesc o metodă rotativă, adică cu. echipele de forători merg la locul de foraj pentru o perioadă scurtă de timp, trăind în condiții de câmp. Și apoi se întorc la organizațiile lor staționare de foraj.

Forarea puțurilor de adâncime se realizează prin distrugerea mecanică a rocilor folosind motoare speciale. Există două tipuri de găurire mecanică: percuție și rotativă. Găurirea cu percuție, numită și frânghie de șoc, este după cum urmează. Atârnăm o daltă pe o frânghie, care cade periodic pe fețe și distruge stânca. Coarda este amplasată pe tamburul instalației de foraj și poate fi coborâtă și ridicată cu ajutorul diferitelor dispozitive.

Roca distrusă de la fund, numită butași, este îndepărtată periodic. Pentru a face acest lucru, unealta de foraj este ridicată, dispozitivul de evacuare este coborât în ​​jos (o găleată cu o supapă în partea de jos). Când boilerul este scufundat, supapa se deschide și este umplută cu un amestec de fluid de formare sau completat și rocă forată. La ridicarea dispozitivului de evacuare, supapa se închide. Ca urmare a coborârii și ridicării repetate a dispozitivului de evacuare, fundul puțului este curățat și forarea puțului continuă din nou.

La găurirea cu percuție, de regulă, nu se utilizează fluid de foraj. Dar, pentru a păstra sonda forată, am caseta sondei, adică coboară șirul de tubaj, care constă din țevi metalice legate printr-un filet sau prin sudură. Pe măsură ce fântâna se adâncește, șirul de carcasă este avansat până la fund și prelungit adăugând încă o țeavă. Dacă este imposibil să deplasați carcasa în jos, un al doilea șir de carcasă cu diametru mai mic este coborât în ​​interior. Pentru a face acest lucru, fântâna este adâncită cu o daltă și coloana este construită. Este posibil să rulați coloane ulterioare cu diametru mai mic până când se atinge adâncimea de proiectare.

Eficacitatea metodei de foraj cu percuție depinde de alegerea burghiului pentru găurirea unei anumite roci, de masa instrumentului de foraj, de numărul de loviri ale burghiului pe fund și de alte motive.

Metoda de foraj cu impact folosește mașini cu o masă mică (până la 20 de tone), ceea ce facilitează transportul acestora pentru forarea puțurilor de mică adâncime departe de zonele populate.

Dar la forarea puțurilor de petrol și gaze, metoda impactului nu este utilizată. Forarea pentru petrol și gaze se realizează prin metoda de foraj rotativ.

Găurirea rotativă se efectuează ca urmare a impactului simultan asupra burghiului sarcinii și cuplului. Această metodă de găurire se realizează folosind un rotor sau motoare de foraj: un turboburător sau un burghiu electric.

În timpul forării rotative, puterea de la motor va fi transferată rotorului - un mecanism rotativ instalat deasupra capului sondei în centrul turnului. Rotorul rotește șirul de foraj de țevi cu un bit.

Când găuriți cu un motor de fund, burghiul este înșurubat pe arbore, iar garnitura de foraj este înșurubat pe carcasa motorului. Când motorul funcționează, arborele și bitul său se rotesc, dar garnitura de foraj nu se rotește. În consecință, în forajul rotativ, burghiul este adâncit în rocă atunci când garnitura de foraj se mișcă de-a lungul axei puțului și garnitura de foraj se rotește, iar când se forează cu un motor de foraj, garnitura de foraj nu se rotește.

Cu metoda de foraj rotativ, puțul este spălat cu apă sau soluție de argilă pe tot parcursul timpului în care burghiul se află la fundul găurii. Fluidul de spălare este injectat în puț și aduce butașii la suprafață, în recipiente speciale (jgheaburi), apoi este curățat și curățat prin mecanisme de curățare și intră din nou în rezervoarele de primire ale pompelor de noroi și este pompat în puț.

Țevile de foraj sunt ridicate pentru a schimba bucățile uzate, sunt deșurubate în secțiuni numite lumânări. Sunt instalate lumânări și felinarul turnului pe sfeșnic. Apoi șirul de foraj este coborât în ​​puț în ordine inversă.

Motoarele de fund de gaură includ: turboburător și burghiu electric. Rotirea arborelui turboforurului are loc datorită conversiei energiei hidraulice a curgerii fluidului de spălare prin garnitura de foraj care intră în turboforfor în energia mecanică a turboforghiului, cu care burghiul este legat rigid.

La găurirea cu un burghiu electric, energia este furnizată motorului său printr-un cablu, ale cărui secțiuni sunt fixate concentric în interiorul garniturii de foraj.

Diverse metode de găurire rotativă au caracteristici specifice modului de găurire. Modul de foraj este caracterizat printr-un complex de cumpărători de foraj, incluzând: rata de penetrare, sarcina în fundul găurii, frecvența de rotație a bitului, consumul de fluid de spălare etc.

Modul optim de foraj este înțeles ca o combinație a unor astfel de parametri de foraj la care se obține cel mai mare efect, adică cu un efect relativ cost scăzut resurse materiale si financiare, s-au obtinut viteze mari de foraj, iar sonda propriu-zisa este apropiata de cea de proiectare.

Pentru fiecare rocă, este posibil să se aleagă parametrii optimi de foraj: greutatea pe bură, viteza bitului și debitul fluidului de foraj.

In cazul forajului cu ajutorul unui rotor nu exista nicio relatie intre parametrii modului de gaurire, asa ca selectez modul optim! pentru fiecare parametru separat. În același timp, în funcție de geologia secțiunii, ținând cont de duritatea rocilor, se selectează sarcina pe burghiu și frecvența de rotație a acestuia, iar debitul fluidului de foraj este stabilit în funcție de grad. de curățare a găurii de jos.

Spre deosebire de găurirea rotativă, la găurirea cu un turboforătură, există o relație între parametrii modului de găurire. De exemplu, cu o creștere a debitului fluidului de spălare la aceeași sarcină pe fund, crește și viteza de rotație a turboforurului. Și în funcție de duritatea rocii, sarcina se modifică și, în consecință, se modifică frecvența de rotație a bitului, ceea ce duce la o performanță optimă de forare a puțului. La găurirea cu un burghiu electric, spre deosebire de găurirea cu turbină, nu se stabilește nicio relație între parametrii modului de găurire, cu toate acestea, viteza burghiului este mare, ceea ce asigură modul optim de găurire.

În cele mai multe cazuri, proiectul forează puțuri verticale, a căror gaură este aproape de verticală. Sondele verticale includ sondele în care unghiul dintre axa sondei și verticala (unghiul zenitului) de-a lungul întregului sondă are o abatere de cel mult 2 °. Dacă abaterea este mai mare de 2 °, puțurile sunt considerate deviate.

Motivele curburii sondelor pot fi diferite și depind atât de condițiile geologice naturale ale forării puțurilor, cât și de rezultatul activităților foratorilor și ale altor servicii asociate forării puțurilor pentru petrol și gaze. Motivele geologice ale curburii puțurilor includ: apariția înclinată a straturilor, perturbările tectonice, prezența caperilor, intercalarea rocilor de diferite durități, precum și incluziuni solide precum bolovani etc. motive tehnice includ: îndoirea țevii de foraj, alinierea greșită conexiuni filetateși altele.Motivele tehnologice includ: alegerea incorectă a designului sondei, raportul incorect dintre țevi de foraj și diametrele sondei, utilizarea condițiilor nefavorabile de foraj etc.

O abatere semnificativă de la proiectarea sondei duce la complicații majore de foraj, inclusiv accidente.

Ca urmare a curburii involuntare a sondei, pot apărea următoarele dificultăți: complicație de împiedicare, uzură mai intensă a țevilor de foraj și cuplaje, căderi de pietre, abraziunea țevilor de tubaj, dificultate în coborârea lor în puț, creșterea riscului de apariție a conductei. colaps, complicații în timpul cimentării etc.

Sondele deviate laterale sunt nesigure în timpul funcționării și eșuează rapid din cauza uzurii premature a echipamentului de pompare în fund, a tijelor de pompare și a șirului de producție.

Cu toate acestea, într-o serie de cazuri, se efectuează foraje special înclinate și orizontale ale puțurilor, inclusiv sub fundul mării, sub râpe, munți, în zone ocupate de rezervații naturale, sub amenajări industriale și sate rezidențiale, la stingerea fântânilor arse și eliminarea fântânilor deschise. emisii de petrol și gaze etc.

În acest caz, se folosesc deflectoare speciale, care sunt instalate între turbofor și garnitura de foraj.

Pentru forarea puțurilor pentru petrol și gaze se folosesc biți, care sunt instrumente de foraj pentru distrugerea mecanică a rocilor. De obicei, pentru găurirea rocilor de duritate medie, dure, tari și foarte dure, se folosesc bucăți cu acțiune de strivire-forfecare, așa-numitele bucăți conice.

În unele cazuri, se folosesc și bucăți de tăiere abrazive cu inserții de diamant și aliaje dure. Ele sunt utilizate în secțiunile de foraj în care există o alternanță de roci de duritate diferită, inclusiv o combinație de roci de mare plastic cu dureri medii.

Momentul în care burghiul este coborât în ​​gaură, în care forătorii folosesc stabilizatori speciali pentru a se asigura că burghiul este coborât cu precizie în centrul găurii.

Biții pot fi folosiți pentru foraj continuu, când roca este distrusă de-a lungul întregii fețe, sau pentru foraj cu inele, când roca este distrusă de-a lungul inelului frontal. În acest din urmă caz, biții se numesc biți de miez și sunt utilizați pentru a prelua miezul din puț. În acest caz, se folosesc capete de foraj: con, diamant și carbură. Miezul constă dintr-un cap de foraj, o dragă, un corp de caroserie și o supapă cu bilă. Cu ajutorul unui suport de sol, în care există extractoare de miez și suporturi de miez, și în partea de sus a unei supape late, miezul este selectat și depozitat până când este ridicat la suprafață.

Coarda de foraj este concepută pentru a efectua procesul de forare a unui puț. Acesta conectează burta sau motorul de fund la echipamentul de suprafață. Garnitura de foraj constă dintr-un rând de țevi de foraj. În partea de sus a shō-ului există un tub pătrat de conducere atașat la un pivot. Țevile de foraj sunt înșurubate împreună cu îmbinările de foraj și cuplaje. Sarcina garniturii de foraj este de a transfera rotația burghiului, de a crea o sarcină pe burghie, de a ridica și de a coborî biții, de a efectua diverse lucrări auxiliare în procesul de forare a puțului și de testare a formațiunilor.

Pentru a roti bitul din fundul puțului se folosesc mecanismele menționate mai sus: rotoare, turboforatoare și burghie electrice.

Rotoarele asigură mișcarea de rotație a garniturii de foraj și a burghiului și, de asemenea, suportă greutatea garniturii grele de foraj. Rotorul, instalat la capul sondei, constă dintr-un cadru, în partea interioară a căruia este instalată o masă rotativă. În centrul mesei există un orificiu (prin) pentru coborârea biților și a țevilor de foraj prin ea. Diametrul găurii mesei rotorului variază de la 400 la 700 mm, care este determinat de diametrul maxim al bitului care trece prin acesta. Inserțiile și clemele sunt introduse în orificiul central, care asigură suspendarea conductei de conducere cu secțiune pătrată. O țeavă de foraj ulterioară este atașată la Kelly și apoi altele.

Turboforatoarele, fiind motoare de fund, transformă energia hidraulică în energie mecanică, ceea ce asigură rotația arborelui și burghiului turboforghiului. Turboforurul este format din două elemente principale ale turbinei: un stator, fixat rigid pe corp și un rotor, fixat pe arborele turboforghiului. Datorită numeroaselor trepte (până la 350), fluxul hidraulic, care curge de la treaptă la treaptă, creează o energie mecanică puternică care antrenează bitul. Cu cât sunt mai multe trepte într-un turboburător, cu atât puterea și cuplul sunt mai mari și lucra mai eficient turbodrill.

Burghiile electrice convertesc energia electrică furnizată de la suprafață în energie mecanică care rotește burghiul din partea inferioară. Burghiile electrice, formate din două părți principale - un motor electric și un ax umplut cu ulei, cu un bit înșurubat, sunt coborâte în puțul de pe șirul de foraj. Puterea de la transformatorul de putere este furnizată printr-un cablu extern și un cablu intern, acesta din urmă fiind instalat în șirul de țevi de foraj. În acest caz, lichidul de spălare, după ce a trecut prin sistemul de sub-uri și dubricatoare, intră în arborele tubular al motorului electric și apoi în bit. Și apoi, la fel ca în forajul rotativ și cu turbină, fluidul de foraj antrenează butașii și le ridică prin inel până la suprafață.

Instalațiile de foraj diferă în caracteristicile lor în funcție de adâncimea de foraj. Sarcina cu cârlig a instalației de foraj trebuie să se potrivească cu greutatea șirului de foraj, iar greutatea șirului de foraj trebuie să fie mai mare decât greutatea șirului de carcasă.

În acest sens, instalațiile de foraj diferă în parametri (sarcina maximă admisă cu cârlig), care depind de diametrul puțului și al țevilor de foraj, precum și de masa acestora din urmă.

Instalațiile de foraj diferă în ceea ce privește caracteristicile echipamentelor de foraj și de putere.

Vedere generală a unei instalații de foraj pentru forarea puțurilor pentru petrol și gaze.

Instalația de foraj include o serie de mecanisme pe care sunt montate teren comun, care vă permite să transportați instalația dintr-un puț în altul în formă asamblată. O instalație de foraj rotativă tipică include: un turn, un bloc de macara, un bloc de călătorie, un cârlig, un pivot, un troliu, motoare diesel, o cutie de viteze, o pompă de noroi, rezervoare de recepție a pompei, control pneumatic, un rotor. Instalația are un cadru metalic, care este acoperit cu scuturi și scânduri sau țesătură cauciucată pentru a proteja mecanismele și oamenii de precipitații și vânt.

În plus, trusa de instalare include un sistem de circulație, care constă dintr-un alb vibrant, jgheaburi, rezervoare de primire pentru lichidul de spălare și conducte de evacuare.

Pentru forajele offshore sunt folosite echipamente și platforme de foraj mai sofisticate. După cum sa menționat mai devreme, forajul în larg se efectuează fie de pe platforme fixe, fie de pe platforme plutitoare și nave speciale.

În același timp, platformele staționare necesită construcția unei baze metalice, fixate rigid pe fundul mării. Pentru aceasta se folosesc blocuri de susținere, instalate de unități speciale de securitate, care sunt cimentate fiabil.

Bazele de foraj sunt conectate prin pasageri, iar toate instalațiile de foraj sunt amplasate pe zonele aproape suprapuse foarte compact și sunt acoperite pentru a proteja echipamentele și lucrătorii echipajului de foraj. Lucrari de constructie pe mare, construcția bazei și instalarea echipamentelor de foraj necesită foarte mult timp și sunt realizate de organizații speciale.

Pe cele mai moderne instalații de foraj, există un panou de control pentru procesul de foraj, unde controlul se realizează prin butoane montate pe o tastatură compactă de tip membrană. Deci, de exemplu, consola mașinii de găurit pentru unitatea Power Drill 2000, furnizată de US General Electric Drive System, este realizată în stilul designului industrial modern și are chei închise care au fost special concepute astfel încât să poată fi utilizate cu precizie de către un forator in zone groase de lucru.manusi.

Afișaje digitale fluorescente - trei programabile și unul de diagnosticare - oferă foratorului date despre starea instalației de foraj și parametrii de funcționare. Diagnosticarea automată și comunicarea directă cu unitatea Power Drill 2000 fac din consola un instrument unic pentru găuritor. De fiecare dată când perforatorul încearcă să seteze o funcție ilegală, consola îl informează despre eroare. Eroarea care este cel mai probabil să determine oprirea funcționării instalației de foraj este identificată mai întâi.

Acest lucru îi va oferi găuritorului instantaneu părere, permițându-i să corecteze eroarea și să reia funcționarea normală mai rapid. Operatorul poate comuta afișajele de diagnosticare pentru a obține mai multe informații despre defecțiunile detectate. Starea sistemului este afișată permanent în cuvinte simple și complete pe un dispozitiv de programare ușor de citit pe o tastatură dedicată montată direct pe unitate. Alarmele de diagnosticare sunt livrate la tastatură folosind text ușor de citit, permițând personalului instalației cu abilități minime electrice să identifice o problemă la orice nivel în câteva minute.

Pe lângă o instalație de foraj cu rotor, un turboburător sau un burghiu electric, un set de biți, următoarele echipamente și materiale sunt disponibile la locul de foraj:

• 1) tije de foraj și tuburi;
• 2) conducte de carcasa;
• 3) pompe pentru pomparea lichidelor si compresoare pentru pomparea gazului sau aerului;
• 4) argilă și diverse substanțe chimice;
• 5) recipiente pentru noroi și alte lichide de spălare;
• 6) unități de cimentare și ciment;
• 7) perforatoare și teste de cusături și alte echipamente.

Înainte de forarea unui puţ, serviciul geologic, împreună cu forajul şi organizații de proiectare se întocmește un ordin de lucru geologic și tehnic (GTN), în care sunt prezentate părțile geologice și tehnice. Foratorii încep forarea sondei după aprobarea și semnarea GTN de către șefii organizațiilor care efectuează lucrările. În partea geologică a GTN, este dată o secțiune prevăzută a depozitelor la locul de forare a sondei. Sunt indicate adâncimile de penetrare a diferitelor subdiviziuni stratigrafice ale secțiunii, secțiunea de proiectare a depozitelor (coloana litologică) indicând rezistența rocilor,

sunt date intervalele necesare pentru carotarea și testarea formațiunilor într-o gaură deschisă, precum și posibilele complicații la foraj la anumite intervale ale secțiunii, se oferă un set de lucrări geofizice de teren necesare.

Partea tehnică propune cea mai optimă proiectare a sondei, indică: condițiile de testare a șirului, rezervele de fluide și chimice, metodele de foraj, tipul motorului de foraj, tipul, dimensiunea, numărul de biți, modul de forare a puțului (sarcină axială, turația rotorului, alimentarea pompei, deprivare). , numărul de pompe), tipul fluidului de foraj în funcție de intervalele de foraj, parametrii fluidului de foraj, tratarea chimică a fluidului, viteza de ridicare a sculei, aranjarea garniturii de foraj, parametrii instalației de foraj etc.

Proiectarea sondei este un sistem de țevi de diferite diametre și adâncimi de coborâre în puț, care asigură atașarea sa rigidă la pereții sondei și rocile adiacente. De obicei, pentru a bloca partea superioară a secțiunii, compusă din roci afanate, se construiește o groapă cu o adâncime de 4--8 m și se coboară în ea o țeavă de diametru mare cu o fereastră în vârf. Spațiul dintre țeavă și peretele gropii este umplut cu piatră de moloz cu mortar de ciment, ceea ce face posibilă întărirea fiabilă a capului sondei. Apoi, un jgheab metalic este sudat pe fereastra din conductă, prin care, în timpul forării puțului, fluidul de spălare este direcționat către sistemul de jgheab. O conductă instalată într-o groapă se numește direcție.

După stabilirea direcției, încep să foreze puțul. După forarea rocilor libere în partea superioară a secțiunii (50--400 m), se coboară o carcasă de țeavă de oțel și se cimentează inelul. Primul șir de carcasă se numește conductor.

Apoi forarea continuă. Dacă apar complicații ulterioare în timpul forajului din cauza formațiunilor instabile, un al doilea șir de tubaj, numit tub intermediar, este coborât. În unele cazuri, atât al treilea cât și al patrulea șir trebuie să fie rulate pentru a întări sonda.

După atingerea adâncimii de proiectare, firul de producție este coborât în ​​puț și este cimentat. Poate fi proiectat fie pentru a ridica petrolul sau gazul la suprafață, fie pentru a injecta apă (gaz sau aer) în rezervor pentru a menține presiunea.

Dispunerea șirurilor de tubaj, indicând diametrele acestora, adâncimea de tranziție de la un diametru mai mare la unul mai mic, adâncimea rulării șirurilor de tubaj și intervalele lor de cimentare, ne permite să ne imaginăm proiectarea puțului.

În funcție de numărul de șiruri de carcasă coborâte, puțurile pot fi cu un singur șir, cu două șiruri și cu trei șiruri. De obicei, diametrul inițial al găurii variază de la 400 la 600 mm, iar diametrul final este de 127 mm (5").

În timpul forajului, s-au observat adesea prăbușiri ale părții superioare a complexului sedimentar, compus din argile, gresii și pietricele; formarea de caverne în rocile cu halogen ale kungurului, în care s-a produs ruperea instrumentului de foraj; a apărut o presiune anormal de mare, necesitând forarea într-un noroi ponderat (1,7 g / cm "); absorbția noroiului de argilă (până la pierderea circulației) în timpul pătrunderii rocilor poroase și fracturate, care, în combinație cu o presiune anormal de mare, amenință emisii de gaze deschise; formarea de etanșări de ulei împotriva rocilor poroase și fracturate ale straturilor productive, ceea ce duce la lipirea și strângerea sculei de foraj.

După ce firele de tubaj sunt coborâte în puț, acestea sunt cimentate (cimentare). Pentru a face acest lucru, cimentul este turnat în inel folosind cimenturi speciale pentru chituire. Mortarele de ciment sunt preparate în mașini speciale de amestecare a cimentului care vin la instalația de foraj. Prin intermediul unităților de cimentare echipate cu pompe, cimentul este forțat din șirul de tubulare în inelul puțului până la o anumită înălțime de ridicare a cimentului, specificată în GTN.

Forarea orizonturilor productive în sondele exploratorii se realizează cu carote pentru a selecta și apoi a studia miezul. După finalizarea forării formațiunilor productive, se efectuează o gamă completă de sondaje geofizice de teren (GIS).

Apoi, formațiunile sunt testate cu ajutorul testerelor de formațiuni, care se bazează pe inducerea fluxului de ulei din formațiune din cauza unei căderi accentuate de presiune în sistemul formațiunii-foraj.

De obicei, puțul este forat chiar sub partea inferioară a zonei de plată, rulat într-un șir de producție și cimentat o dată sau de două ori. Apoi, după ce cimentul s-a întărit, peretele sforii, inclusiv inelul de ciment, este perforat vizavi de formațiunea productivă pentru a stabili o legătură între șnur și formațiune. Pentru aceasta se folosesc diverse perforatoare (cumulative, torpilă sau glonț). Perforatoarele cumulate cele mai frecvent utilizate se bazează pe acțiunea unui jet cumulativ care se produce din cauza exploziei căptușelii de cupru a sarcinii și a undei de șoc. În acest caz, un jet subțire de metal este aruncat cu o viteză de 8.000–10.000 m/s și face găuri în coloană și piatra de ciment. Perforatorul este coborât în ​​puț și se produce o rețea calculată de găuri împotriva formațiunii productive.

Lucrările subterane ale puțurilor se efectuează atât în ​​procesul de foraj, cât și în timpul funcționării ulterioare a acestora de către echipe speciale de lucrări subterane care efectuează reparații majore și curente ale puțurilor. Echipajele de reparații lucrează de obicei în schimburi, cum ar fi echipajele de foraj.