Съвременни технологии за пробиване на нефтени и газови кладенци. Какво е нефтен кладенец? Процес на сондаж на масло - видео
Добивът е извличане от недрата на земята природни ресурси... Разработването на твърди минерали се извършва по открит или руден метод. Кладенците се пробиват за извличане на течни и газообразни природни ресурси. Съвременните сондажни технологии позволяват разработването на нефтени и газови находища на дълбочина над 12 000 метра.
Значението на производството на въглеводороди в модерен святтрудно се надценява. Горивото се произвежда от масло (виж) и се синтезират масла, каучуци. Петрохимичната промишленост произвежда домакински пластмаси, багрила и детергенти. За страните износители на нефт и газ таксите от продажбата на въглеводороди в чужбина са значителен и често основен метод за попълване на бюджета.
Проучване на находища, монтаж на сондажни платформи
На предложеното местоположение на минералните находища се извършва геоложко проучване и се определя място за изследователски кладенец. В радиус от 50 метра от изследователския кладенец площадката се изравнява и се монтира нефтена платформа. Диаметърът на изследователския кладенец е 70-150 мм. По време на процеса на пробиване се вземат проби от сондажи от различни дълбочини за последващо геоложко проучване. Съвременните комплекси за геоложки изследвания позволяват точно да се отговори на въпроса дали си струва да започне производството на енергийни ресурси през този кладенец в индустриален мащаб.
Когато геоложкото проучване на сондажни резници е обещало индустриално развитие, започва изграждането на сондажна площадка. Разчистената преди това площ е бетонирана и оградена, положен е грейдерен път (неасфалтиран път). Те изграждат платформа на създадената такава, монтират лебедка, кални помпи, инсталират генератор и всичко останало. Сглобеното оборудване се тества, като постепенно се довежда до планирания капацитет и се въвежда в експлоатация.
Най -често използваната технология механично пробиване на кладенци, който се извършва по ротационен, перкусионен или комбиниран начин. Свредлото е прикрепено към квадратната сондажна колона и се спуска в сондажа с помощта на движеща се система. Ротор, разположен над устието на кладенеца, прехвърля въртящото движение към сондажа.
С пробиването на кладенеца сондажната колона нараства. Едновременно с процеса на пробиване на производствен кладенец с помощта на специални помпи се извършва работа за промиване на кладенеца. За промиване на кладенеца от частици от разрушена скала се използва промивна течност, която може да бъде промишлена вода, водна суспензия, глинени разтвори или разтвори на въглеводородна основа. След изпомпване на сондажната течност в специални контейнери, тя се почиства и използва отново. В допълнение към почистването на долния отвор от резници, сондажните течности осигуряват охлаждане на сондажа, намаляват триенето на сондажната колона срещу стените на сондажа и предотвратяват срутването.
На последния етап от сондажа, производственият кладенец се циментира.
Има два метода за циментиране:
- Директен метод- разтворът се изпомпва в сондажната колона и се избутва в пръстена.
- Обратен метод- разтворът се изпомпва в пръстена от повърхността.
За пробиване на кладенци се използват редица специализирани машини и механизми. По пътя за проектиране на дълбочина често има скални участъци с повишена твърдост. За да ги преминете, е необходимо да се постави допълнителен товар върху сондажната колона, поради което към производственото оборудване се налагат доста сериозни изисквания.
Оборудването на платформата не е евтино и е предназначено за дългосрочна употреба. Ако производството спре поради повреда на който и да е механизъм, ще е необходимо да се изчака подмяна, което сериозно ще намали рентабилността на предприятието. Оборудването и механизмите за производство на въглеводороди трябва да бъдат изработени от висококачествени и устойчиви на износване материали.
Оборудването на сондажната платформа може да бъде разделено на три части:
- Пробивна част- свредло и пробивна колона.
- Захранващ участък- ротор и система за захващане, които осигуряват въртене на свредлото и манипулации за изключване.
- Спомагателна част- генератори, помпи, контейнери.
Непрекъснатата работа на сондажната платформа зависи от правилната работа на оборудването и Поддръжкамеханизми в сроковете, предписани от производителя. Също толкова важно е да се сменят консумативите навреме, дори ако външен видс тях всичко е наред. Без спазване на правилата за експлоатация е невъзможно да се гарантира безопасността на персонала на сондажната платформа, предотвратяването на замърсяване на околната среда и непрекъснатото производство на нефт или газ.
Методи за пробиване на производствени кладенци
Методите за пробиване на кладенци са разделени в зависимост от начина на въздействие върху скалата.
Механични:
- Шок.
- Ротационен.
- Комбинирано.
Немеханични:
- Хидравлично разбиване.
- Излагане на висока температура.
- Подкопаване.
Трябва да се отбележи, че основният метод на пробиване е ротационен и ротационно-перкусионен, други методи рядко се използват на практика.
Име: Техника и технология за пробиване на масло и газови кладенци
Формат: PDF
Размер: 14.1 Mb
Година на публикуване: 2003
Предговор
ЧАСТ 1. ТЕХНОЛОГИЯ НА ПРОБИВАНЕ НА НЕФТНИ И ГАЗОВИ КОЛДАНЦИ
Глава 1. Основи на геологията на нефтените и газовите находища
1.1. Съставът на земната кора
1.2. Геохронология на скалите
1.3. Седиментни скали и форми на тяхното възникване
1.4. Образуване на находища на нефт и газ
1.5. Физични и химични свойства на нефт и газ
1.6. Търсене и проучване на находища на нефт и газ
1.7. Съставяне на геоложки участък на кладенец
1.8. Състав и минерализация на подземните води
1.9. Тестване на кладенец
Глава 2. Общи понятия за изграждане на кладенец
2.1. Основни понятия и определения
2.2. Геологическо обосноваване на местоположението и проектирането на кладенеца като инженерна конструкция
2.3. Монтаж на оборудване за изграждане на кладенец
2.4. Пробиване на сондаж
2.5. Свредла
2.6. Свредло
2.7. Бит диск
2.8. Характеристики на пробиване на кладенци във водни зони
2.9. Корпус и изолация на резервоара
Глава 3. Механични свойства на скалите
3.1. Общи разпоредби
3.2. Механични и абразивни свойства на скалите
3.3. Влияние на всестранното налягане, температура и насищане с вода върху някои свойства на скалите
Глава 4. Свредла
4.1. Битове с ролкови конуси
4.2. Кинематика и динамика на ролковите конусни накрайници
4.3. Диамантени длета
4.4. Длета за остриета
Глава 5. Работа на свредлото
5.1. Физически модел на свредло
5.2. Стабилност на свредлото
5.3. Напрежения и натоварвания в пробивна тръба
Глава 6. Зачервяване на кладенеца
6.1. Термини и определения
6.2. Функции за промиване на кладенци
6.3. Изисквания за сондажни течности
6.4. Пробивни течности
6.5. Подготовка и почистване на сондажни течности
6.6. Технология за химическа обработка на сондажни течности
6.7. Хидравлично изчисление на промиване на кладенец с несвиваема течност
6.8. Методи за изхвърляне на отпадни сондажни течности и сондажи
6.9. Методи за изхвърляне на отпадни сондажни течности и резници
Глава 7. Усложнения при пробиване, тяхното предотвратяване и контрол
7.1. Класификация на усложненията
7.3. Загуби на течност в кладенци
7.4. Показания газ-масло-вода
7.5. Връзки, стягания и седалки на тръбната струна
Глава 8. Режими на пробиване
8.1. Уводни понятия
8.2. Влияние на различни фактори върху процеса на пробиване
8.3. Влиянието на диференциалния и потискащ натиск върху разрушаването на скалите
8.4. Рационално развитие на битове
8.5. Проектиране на режим на сондиране
8.6. Почистване на пробит кладенец от резници
Глава 9. Пробиване на насочени и хоризонтални кладенци
9.1. Цели и задачи на насочено сондиране
9.2. Основи на проектирането на насочени кладенци
9.3. Фактори на траекторията на дъното
9.4. Сондови комплекти за насочено пробиване
9.5. Методи и устройства за управление на траекторията на кладенеца
9.6. Характеристики на пробиване и плаване на хоризонтални кладенци
Глава 10. Отваряне и пробиване на продуктивни пластове
10.1. Пробиване на резервоар
10.2. Технологични фактори, осигуряващи пробиване и отваряне на продуктивна формация
10.3. Промяна в пропускливостта на зоната на пластовете. Довършителни сондажни течности
10.4. Изпитване на формация и тестване на кладенец по време на сондиране
Глава 11. Проектиране на кладенци. Филтри
11.1. Основи на дизайна на кладенеца
11.2. Структури на дъното на кладенеца
Глава 12. Изолация на корпуса и резервоара
12.1. Подготовка на сондажа
12.2. Технология на обшивката на кладенците
12.3. Цименти и хоросани за нефтени кладенци
12.4. Изчисление за циментиране на кладенец
Глава 13. Повторно отваряне на производствени пластове, стимулиране на нефт (газ) и
развитие на кладенеца
13.1. Перфорация на куршума
13.2. Кумулативна перфорация
13.3. Небалансирана перфорация
13.4. Перфорация по време на репресия
13.5. Специални решения за перфорация на кладенеца
13.6. Разделители на буфери
13.7. Технология за пълнене на кладенци със специална течност
13.8. Индукция на входящия поток чрез подмяна на течност в производствения корпус
13.9. Входящ разговор с въздушна възглавница
13.10. Входящо повикване с помощта на стартови клапани
13.11. Входящ разговор с реактивни устройства
13.12. Интервално понижаване на нивото на течността в кладенеца
13.13. Намаляване на нивото на течността в кладенеца с пистон (тампон)
13.14. Обаждащ се приток от резервоара по аерационен метод
13.15. Намаляване на нивото на течността в кладенеца при условия на необичайно ниско налягане в резервоара
13.16. Индукция на резервоара с помощта на двуфазни пени
13.17. Технологията за предизвикване на приток от пласта с пяна с помощта на ежектори.
13.18. Индукция на резервоара с комплекти инструменти за изпитване
13.19. Приложение на газообразни агенти за разработване на кладенци. Завършване на кладенец с азот
ЧАСТ 2. ТЕХНИКА НА ПРОБИВАНЕ НА НЕФТНИ И ГАЗОВИ КОЛДАНЦИ
Глава 14. Пробивни съоръжения
14.1. Изисквания за сондажни платформи
14.2. Класификация и характеристики на инсталациите
14.3. Пълни сондажни платформи за производствено и дълбоко проучване.
14.4. Избор на вида и основните параметри на сондажната платформа
14.5. Избор на схема и оформление на сондажното оборудване
14.6. Изисквания за кинематичната диаграма на сондажната платформа
14.7. Сондажни платформи, произведени от OJSC "Uralmagnzavod"
14.8. Сондажни платформи, произведени от АД "Волгоградски завод за сондажно оборудване"
Глава 15. Стартиране на комплекс
15.1. Процесът на повдигане и спускане на колони. Сложни функции
15.2. Кинематична диаграма на комплекса за SPO
15.3. Talon система
15.4. Избор на стоманени въжета за системи за захващане
15.5. Коронни блокове и пътуващи блокове
15.6. Куки за пробиване и куки
15.7. Механизми за захващане на сондажни платформи на ОАО "Уралмагнзавод"
15.8. Придвижващи механизми на сондажни машини VZBT
15.9. Куки за пробиване
15.10. Чертежи
15.11. Спирачни системи на теглене
15.12. Обемът на операциите за изключване
15.13. Кинематика на подемника
15.14. Динамика на повдигане
Глава 16. Оборудване за система за промиване на кладенци
16.1. Кални помпи
16.2. Колектор
16.3. Завъртане
Глава 17. Повърхностна циркулационна система
17.1. Параметри и пълнота на циркулационните системи
17.2. Блокове на системата за циркулация
17.3. Бъркалки
17.4. Оборудване за почистване на сондажна кал от резници
17.5. Дегазатори за пробиване на течности
17.6. Центрофужна кална пречиствателна станция
17.7. Всмукателни линии за кални помпи
Глава 18. Инструменти за рязане на скали: свредла, пробивни глави,
разширители, калибратори
18.1. Битове с ролкови конуси
18.2. Длета за остриета
18.3. Фрезови длета
18.4. Длета ISM
18.5. Диамантени длета
18.6. Пробивни глави с ролкови конуси
18.7. Острие и фрезови твърдосплавни пробивни глави
18.8. Диамантени бормашини и пробивни глави ISM
18.9. Основен инструмент за приемане
18.10. Удължители
18.11. Калибратори-централизатори
Глава 19. Сондажни тръби. Дизайн на свредло
19.1. Кели тръби
19.2. Разстроени сондажни тръби и съединители
19.3. Разстроени ключалки за сондажни тръби
19.4. Пробийте тръби със заварени съединения на инструменти
19.5. Сондажни тръби от леки сплави
19.6. Пробийте яките
19.7. Подложки за тренировка
19.8. Основни принципии методология за изчисляване на разположението на сондажните тръби в колоната
Глава 20. Бит задвижване: Дробилни ротори, мотори с надземни кладенци
20.1. Пробивни ротори
20.2. Турбобури
20.3. Двигатели за сондажи
20.4. Сондови турбовитлови двигатели
20.5. Електрически бормашини
Глава 21. Оборудване на устието на пробити сондажи
21.1. Глави на колони
21.2 Оборудване за предотвратяване на издухване
Глава 22. Обсадни тръби. Изчисляване на обшивки
22.1. Обсадни тръби и съединители за тях
22.2. Изчисляване на обшивки
Глава 23. Задвижване на сондажния комплекс
23.1. Видове задвижвания, техните характеристики
23.2. Избор на задвижващи двигатели
23.3. Изкуствени адаптации за задвижвания
23.4. Съединители
23.5. Верижни задвижвания на сондажни платформи
23.6. Силови агрегати и двигатели на съвременни сондажни платформи
23.7. Разположение на силови задвижвания и трансмисии
Глава 24. Оборудване за механизация и автоматизация на технологичните
процеси
24.1. Автоматизация на подаването на битове
24.2. Автоматизация за спускане и изкачване (ASP)
24.3. Автоматични стационарни пробивни клещи
24.4. Пневматичен клинов захват
24.5. Спомагателна лебедка
Глава 25. Оборудване за пробиване на нефтени и газови кладенци в морето
25.1. Характеристики на разработването на морски находища на нефт и газ
25.2. Основните видове технически средства за разработване на морски находища на нефт и газ
25.3. Плаващо сондажно оборудване (PBF)
25.4. Плаващи сондажни платформи (крикове)
25.5. Полупотопяеми плаващи сондажни платформи (PPDR)
25.6. Пробивни съдове (BS)
25.7. Пробивни платформи за PBS
25.8. Оборудване за подводни кладенци
25.9. Системи за задържане на плаващо сондажно оборудване в точката на пробиване
25.10. Офшорни фиксирани платформи (SMP)
25.11. Опазване на околната среда при сондажи в морето
АГЕНЦИЯ ЗА ФЕДЕРАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ
ГУВПО "УДМУРТСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ"
Катедра „Икономика, управление на петролната и газовата промишленост“
По темата "Пробиване на нефтени и газови кладенци"
Ръководител Борхович С. Ю.
Въпроси към теста
1. Методи за пробиване на кладенци
1.1 Ударно пробиване
1.2 Ротационно пробиване
2. Пробивна колона. Основни елементи. Разпределение на товара по дължината на свредлото
2.2 Състав на свредлото
3. Предназначение на сондажните течности. Технологични изисквания и ограничения върху свойствата на сондажните течности
3.1 Функции на сондажната течност
3.2 Изисквания за сондажни течности
4. Фактори, влияещи върху качеството на циментиране на кладенец
5. Видове свредла и тяхното предназначение
5.1 Типове битове за пробиване на твърди частици
5.2 Накрайници с ролкови конуси
5.3 Длета за остриета
5.4 Фрезови битове
5.5 IMS бита
Литература
Въпроси към теста
Методи за пробиване на кладенци
Свредло. Основни елементи. Разпределение на товара по дължината на свредлото
Предназначение на сондажни течности. Технологични изисквания и ограничения върху свойствата на сондажните течности
Фактори, влияещи върху качеството на циментиране на кладенец
Видове свредла и тяхното предназначение
1 . Методи за пробиване на кладенци
Съществува различни начинипробиване, но механичното пробиване придобива индустриално разпространение. Той се подразделя на ударни и ротационни.
1.1 Ударно пробиване
Ударно пробиванеинструментът за пробиване включва: длето (1); ударни пръти (2); брава за въже (3); На повърхността е монтирана мачта (12); блок (5); издърпваща се ролка за балансир (7); спомагателна ролка (8); барабан на пробивна машина (11); въже (4); зъбни колела (10); съединителен прът (9); рамка за баланс (6). Когато зъбните колела се въртят, извършвайте движения, повдигайте и спускайте рамката на баланса. Когато рамката е спусната, излитащата ролка повдига инструмента за пробиване над дъното на отвора. Когато рамката се повдигне, въжето се освобождава, длетото пада в дъното, като по този начин се разрушава скалата. За да се предотврати срутването на стените на кладенеца, кожухът се спуска в него. Този метод на пробиване е приложим за плитки дълбочини при пробиване на кладенци за вода. В момента ударният метод не се използва за пробиване на кладенци.
1.2 Ротационно пробиване
Ротационно пробиване.Нефтените и газовите кладенци се пробиват чрез ротационно сондиране. При такова пробиване разрушаването на парата се дължи на въртенето на накрайника. Въртенето на долото се осигурява от ротора, разположен на устието на кладенеца, чрез низ от сондажни тръби. Това се нарича ротационен режим. Също така, въртящият момент понякога се създава с помощта на двигател (турбобурилка, електрическа бормашина, сондажен двигател), след което този метод се нарича пробиване на сондажи.
ТурбобурЕ хидравлична турбина, задвижвана на въртене чрез сондажна течност, изпомпвана в кладенеца.
Електрическа бормашина- е електродвигател, към него се подава електрически ток чрез кабел от повърхността. Кладенците се пробиват с помощта на сондажна платформа.
1-длето; 2 - надземна сондажна тръба за тежки натоварвания; 3.8 - под; 4 - централизатор; 5 - подложка за втулка; 6.7 - тежки сондажни тръби; 9 - предпазен пръстен; 10 - пробивни тръби; 11 - подложка за безопасност; 12.23 - подложки на прът, долна и горна; 13 - водеща тръба; 14 - редуктор; 15 - лебедка; 16 - въртяща се подложка; 17 - кука; 18 - коронен блок; 19 - кула; 20 - пътуващ блок; 21 - въртящ се; 22 - маркуч; 24 - щранг; 25 - ротор; 26 - сепаратор на утайки; 27 - кална помпа
Унищожаването се извършва с помощта на бит, който се прокарва по сондажни тръби, до дъното. Ротационното движение се осигурява от сондажен двигател през сондажната колона. След като спуснете сондажните тръби с малко, две втулки се вкарват в отвора на цевта на ротора и в тях се вкарват две скоби, които образуват квадратен отвор. В тази дупка има и водеща тръба, също с квадратно напречно сечение. Той получава въртящ момент от масата на ротора и се движи свободно по оста на ротора. Всички работи и задържане на сондажната колона върху тежестта се извършват чрез механизъм за повдигане.
2 Пробивна колона. Основни елементи. Разпределение на товара по дължината на свредлото
2.1 Предназначение на пробивната колона
Сондажът е връзката между сондажното оборудване, разположено на дневната повърхност, и сондажния инструмент (свредло, тестер за формиране, риболовен инструмент и т.н.), използван в момента за извършване на всяка технологична операция в ствола на кладенеца.
Функциите, изпълнявани от сондажната колона, се определят от работата, извършена в кладенеца. Основните са следните.
По време на механично пробиване пробивната колона:
· Представлява ли канал за подаване на добивната енергия, необходима за въртенето на накрайника: механичен - при ротационно пробиване; хидравлични - при пробиване с хидравлични задвижвани двигатели (турбобурилка, винтов двигател за дупка); електрически - при пробиване с електрически бормашини (чрез кабел, разположен вътре в тръбите);
· Възприема и пренася към стените на сондажа (при малка дълбочина на кладенеца също и към ротора) реактивен въртящ момент при пробиване с мотори на сондажи;
· Има канал за кръгова циркулация на работния агент (течност, смес газ-течност, газ); обикновено работният агент се придвижва надолу до дъното на дупката по вътрешността на тръбата, улавя разрушената скала (изрезки) и след това се придвижва нагоре по пръстена към устието на кладенеца (директно промиване);
· Служи за създаване (от теглото на долната част на връвта) или прехвърляне (когато инструментът е принуден) аксиалното натоварване върху накрайника, като едновременно поема динамичните натоварвания от работния бит, частично ги амортизира и отразява обратно малко и частично ги пускат нагоре;
· Може да служи като комуникационен канал за получаване на информация от долния отвор или за предаване на контролно действие към сондажния инструмент.
· По време на операции за изключване, сондажната колона се използва за спускане и повдигане на накрайници, сондажни двигатели, различни сондажни възли;
· За преминаване на сондажни инструменти;
За развитие на ствола на кладенеца, извършване на междинно промиване с
целта за премахване на тапи за утайки и др.
При елиминиране на усложнения и аварии, както и при провеждане на изследвания в кладенеца и изпитателни формации, сондажната колона служи:
· За изпомпване и издухване на забиващи материали във формацията;
· За пускане и инсталиране на пакери с цел провеждане на хидродинамични изследвания на формации чрез изтегляне или впръскване на течност;
За спускане и монтиране на припокривания с цел изолиране на абсорбционни зони,
· Укрепване на зони на разпадане или свлачища, монтаж на циментови мостове и др .;
· За спускане на риболовния инструмент и работа с него.
При пробиване със сорбинг (скална проба) със сваляща се тръба за пробиване на сондаж, сондажната колона служи като канал, през който се извършва спускането и повдигането на тръбата за сортиране.
2.2 Състав на свредлото
Пробивната колона (с изключение на скорошните непрекъснати тръби) се състои от пробивни тръби, използващи резбова връзка. Свързването на тръби помежду си обикновено се извършва с помощта на специални свързващи елементи - свредла, въпреки че могат да се използват и пробивни инструменти без инструменти. При повдигане на сондажната колона (за смяна на износена накрайница или при извършване на други технологични операции), сондажната колона се разглобява всеки път на по -къси връзки, като последната се монтира вътре в кулата на специална платформа - свещник или ( в редки случаи) на стелажи извън сондажната кула, а при спускане тя отново се събира в дълга колона.
Би било неудобно и нерационално да се сглобява и разглобява сондажната колона с нейното разглобяване на отделни (единични) тръби. Поради това отделните тръби се сглобяват предварително (при изграждането на инструмента) в така наречените пробки за пробиване, които не се разглобяват в бъдеще (докато пробиването се извършва от този сондаж).
Щепсел с дължина 24-26 м (при дълбочина на пробиване 5000 м и повече, могат да се използват пробивни тапи с дължина 36-38 м с пробивна кула с височина 53-64 м) е изработен от два, три или четири тръби, когато се използват тръби с дължина съответно 12, 8 и м. Във втория случай, за по-голямо удобство, две 6-метрови тръби са предварително свързани чрез съединител в двутръбен (коляно) , който не може да бъде допълнително разглобен.
Като част от сондажната колона директно над накрайника или над мотора на сондажа, винаги са предвидени свръхпробивни тръби (накрайници), които, имащи кратно тегло и твърдост в сравнение с конвенционалните сондажни тръби, позволяват създаването на необходимото натоварване върху накрайника и осигуряват достатъчна твърдост на дъното на инструмента, като се избягва изкривяването му и неконтролираната кривина на сондажа. Свредлата се използват и за контрол на вибрациите на дъното на свредлото в комбинация с другите му елементи.
Сондажът обикновено включва централизатори, калибратори, стабилизатори, филтри, често метални уловители, възвратни клапани, понякога специални механизми и устройства като разширители, маховици, механизми за подаване на сондажи, вълноводи, резонатори, амортисьори на надлъжни и усукващи вибрации, пръстени на протектора подходяща цел.
За контролируема кривина на ствола на сондажа в дадена посока или, напротив, за изправяне на вече извит ствол на кладенеца, отклонителите се включват в сондажната колона и за поддържане на праволинейната посока на ствола на кладенеца, специални, често доста сложни, разположения на долната част на свредлото се използват.
Пробиването на кладенци е сложен технологичен процес на въвеждане на тежка сондажна дупка в земната повърхност, който се състои от редица операции:
- въвеждане (задълбочаване) на кладенци чрез слоево разрушаване на скални образувания със специален мощен сондажен инструмент;
- отстраняване на пробитата скала от кладенеца;
- укрепване на ствола на кладенеца с т. нар. обшивни струни;
- проучване на скали с помощта на редица геоложки и геофизични мерки, определяне на хода и посоката на сондаж;
- Спускане до предварително определена дълбочина и укрепване (циментиране) на довършителната колона.
За първи път в света пробиването на нефтен кладенец е извършено в средата на 19 век, недалеч от град Баку, дълбочината на първия нефтен кладенец е 21 метра
Експертите разграничават четири вида сондажни сондажи, в зависимост от тяхната дълбочина: плитки (до 1,5 км), средни (до 4,5 км), дълбоки (до 6 км) и свръх дълбоки (над 6 км).
Интересен факт: свръх дълбоките кладенци в Кола се считат за най -дълбокия нефтен кладенец в света, дълбочината му е около 12,26 км. Към днешна дата кладенецът не се експлоатира.
Има два начина на пробиване според вида разрушаване на скалите:
- механични (ротационни, ударни);
- немеханични (термични, експлозивни, хидравлични, електрически импулси)
Механичният метод е най -разпространеният у нас, сондажните компании използват само него, по -точно, изключително ротационния метод.... По време на пробиването скалата се разрушава от мощни битове, дъното се освобождава от пробитата скала чрез непрекъснато циркулиращи потоци от сондажна кал, понякога за промиване се използва газообразен агент. Трябва да се отбележи, че всички кладенци се пробиват строго вертикално. Но ако все пак възникне необходимост, се използва и насочено пробиване..
Използвани сондажни платформи и оборудване
Пробиването се извършва с помощта на специални сондажни платформи, професионални инструменти за пробиване и сложно оборудване... Пробивна платформа е цял комплекс от специализирано наземно оборудване, използвано за създаване и поддържане на самия процес на пробиване. Платформата се състои от: нефтена платформа, оборудване за справки, наземно оборудване, морска конструкция, задвижващо устройство, система за подаване на сондажна течност... Успехът на технологичния процес до голяма степен зависи от качеството на сондажната течност, която се приготвя на водна или маслена основа.
Днес в света и по -специално в Русия има няколко големи фабрики, занимаващи се с производство на сондажно оборудване.... Сред които:
Azneftekhimmash OJSC (Азербайджан), Асоциация за производство на металорежещи машини в Луганск (Украйна), ALTAIGEOMASH LLC (Русия), Завод за сондажно оборудване (Волгоград, Русия).
Видео
Тема: Пробиване на нефтени и газови кладенци.
План: 1. Главна информацияотносно нефтените и газовите операции.
2. Методи за пробиване на кладенци.
3. Класификация на кладенците.
1. Обща информация за нефтените и газовите операции.
Пробиването на кладенци е процесът на изграждане на насочени минни работи с голяма дължина и малък (в сравнение с дължината) диаметър. Началото на кладенеца на повърхността на земята се нарича устието на кладенеца, дъното се нарича дъното. Този процес - сондаж - е често срещан в различни сектори на националната икономика.
Цели и задачи на сондажа
Нефтът и газът се добиват с помощта на кладенци, чиито основни строителни процеси са сондиране и обсаждане. Необходимо е да се извърши висококачествено строителство на кладенец в непрекъснато увеличаващи се обеми с многократно намаляване на сроковете на тяхното пробиване, както и с намаляване на трудовия и енергийния интензитет и капиталовите разходи.
Пробиването на кладенци е единственият метод за ефективно развитие, нарастващо производство и запаси от нефт и газ.
Цикълът на изграждане на нефтени и газови кладенци преди въвеждането им в експлоатация се състои от следните последователни връзки:
пробиване на сондажа, чието изпълнение е възможно само при извършване на паралелни работи от два вида - задълбочаване на дъното чрез локално разрушаване на скалата и почистване на кладенеца от разрушена (пробита) скала;
разделяне на слоеве, състоящо се от последователни работи от два вида - обезопасяване на стените на сондажа с обсадни тръби, свързани към обшивката, и запечатване (циментиране, запушване) на пръстеновидното пространство;
развитие на кладенец като производствено съоръжение.
2. Методи за пробиване на кладенци.
Общите методи за ротационно пробиване - ротационно, турбинно и електрическо пробиване - включват въртене на работния инструмент, който разрушава скалата - бита. Разрушената скала се отстранява от кладенеца чрез изпомпване в тръбната колона и излизане през пръстена с пробивна течност, пяна или газ.
Ротационно пробиване
При ротационното пробиване долото се върти с цялата сондажна колона; въртенето се предава през работната тръба от ротора, свързан към електроцентралапредавателна система. Тежестта върху накрайника се генерира от част от теглото на сондажната тръба.
При ротационното пробиване максималният въртящ момент на колоната зависи от съпротивлението на скалата срещу въртене на бита, съпротивлението на триене на колоната и въртящата се течност срещу стената на сондажа, както и от инерционния ефект на еластичните усукващи вибрации.
В световната сондажна практика ротационният метод е най -разпространен: почти 100% от обема на сондажните операции в САЩ и Канада се извършват по този метод. V последните годиниима тенденция за увеличаване на обема на ротационно сондиране в Русия, дори в източните райони. Основните предимства на ротационното пробиване пред турбинното пробиване са независимостта от регулирането на параметрите на режима на пробиване, възможността за задействане на големи спадове на налягането върху долоната, значително увеличаване на проникването на бит в резултат на по -ниски честоти на въртене и т.н.
Пробиване с турбина
При турбинно пробиване долото се свързва с турбинния вал на турбо бормашината, който се настройва на въртене чрез движението на флуид под налягане през система от ротори и статори. Натоварването се генерира от част от теглото на сондажната тръба.
Най -големият въртящ момент се дължи на съпротивлението на скалата на въртенето на накрайника. Максималният въртящ момент, определен от конструкцията на турбината (стойността на нейния спирачен момент), не зависи от дълбочината на кладенеца, скоростта на въртене на долото, аксиалното натоварване върху него и механичните свойства на пробитите скали. Коефициентът на пренос на мощност от източника на енергия към разрушителния инструмент при турбинно пробиване е по -висок, отколкото при ротационно пробиване.
Въпреки това, по време на турбинно пробиване, независимият контрол на параметрите на режима на пробиване е невъзможен и в същото време консумацията на енергия на 1 м проникване, разходите за амортизация на турбобури и поддръжката на цехове за техния ремонт са високи.
Методът на турбинно пробиване стана широко разпространен в Русия благодарение на работата на VNIIBT.
Пробиване с винтови двигатели (с положително изместване)
Работните органи на двигателите са създадени на базата на многонишков винтов механизъм, който дава възможност да се получи необходимата скорост на въртене с увеличен въртящ момент в сравнение с турбобурилите.
Двигателят на сондажа се състои от две секции - мотор и шпиндел.
Работните органи на моторната секция са статорът и роторът, които са винтов механизъм. Този раздел включва и двойна шарнирна връзка. Статорът е свързан към сондажната колона чрез подложка. Въртящият момент се предава от ротора към изходния вал на шпиндела чрез двойно съединение.
Секцията на шпиндела е проектирана да предава аксиалното натоварване на долния отвор, да абсорбира хидравличното натоварване, действащо върху ротора на двигателя, и да уплътнява долната част на вала, което допринася за създаването на спад на налягането.
В винтовите двигатели въртящият момент зависи от спада на налягането в двигателя. С натоварването на вала, въртящият момент, развит от двигателя, се увеличава, а спадът на налягането в двигателя също се увеличава. Характеристика на производителносттавинтов двигател с изискванията за ефективна работа на битове ви позволява да получите двигател с обороти на изходния вал в диапазона 80-120 об / мин с увеличен въртящ момент. Посочената характеристика на винтовите двигатели (с положително изместване) ги прави обещаващи за внедряване в практиката на пробиване.
Пробиване с електрическа бормашина
При използване на електрически бормашини въртенето на накрайника се извършва от електрически (трифазен) променливотоков двигател. Енергията се подава към него от повърхността чрез кабел, разположен вътре в сондажната колона. Пробивната течност циркулира по същия начин, както при ротационното пробиване. Кабелът се вкарва в тръбната колона през пантограф, разположен над въртящото се устройство. Електрическата бормашина е прикрепена към долния край на свредлото, а накрайникът е прикрепен към вала на електрическата бормашина. Предимство електрически моторпреди хидравличната е, че скоростта на въртене, въртящият момент и други параметри на електрическа бормашина не зависят от количеството подадена течност, нейните физични свойства и дълбочината на кладенеца, както и от възможността за управление на работата на двигателя от повърхността . Недостатъците включват трудността при подаването на енергия към електродвигателя, особено при повишено налягане, и необходимостта от запечатване на електродвигателя от сондажната течност.
Обещаващи направления в развитието на сондажните методи в световната практика
Във вътрешната и чуждестранната практика се извършват изследвания и разработки.
работа в областта на създаването на нови методи за пробиване, технологии, оборудване.
Те включват задълбочаване на скали с експлозии, разрушаване на скали с ултразвук, ерозия, използване на лазер, вибрации и др.
Някои от тези методи са разработени и се прилагат, макар и в незначително количество, често на експерименталния етап.
Хидромеханиченметодът за разрушаване на скали при задълбочаване на кладенци все по -често се използва в експериментални и полеви условия... S.S. Шавловски извърши класификация на водни струи, които могат да се използват при пробиване на кладенци. Основата на класификацията е развитото налягане, работната дължина на струите и степента на тяхното въздействие върху скали с различен състав, циментиране и якост, в зависимост от диаметъра на дюзата, първоначалното налягане на струята и дебита от вода. Използването на водни струи позволява в сравнение с механичните методи да се повишат техническите и икономическите показатели на сондажните сондажи.
На VII Международен симпозиум (Канада, 1984 г.) бяха представени резултатите от работата по използването на водни струи при сондиране. Неговите възможности са свързани с непрекъснато, пулсиращо или периодично подаване на течности, наличието или отсъствието на абразивен материал и техническите и технологичните характеристики на метода.
Ерозивенпробиването осигурява темпове на задълбочаване 4-20 пъти по-високи от ротационното пробиване (при сходни условия). Това се дължи предимно на значително увеличаване на мощността, подавана на дъното в сравнение с други методи.
Същността му се състои във факта, че абразивен материал - стоманен изстрел - се подава към накрайника със специална конструкция заедно с пробивната течност. Размерът на гранулите е 0,42 - 0,48 mm, концентрацията в разтвора е 6%. Чрез дюзовите накрайници този разтвор с изстрел се подава към дъното на отвора с висока скорост и дъното се разрушава. В сондажната колона последователно са инсталирани два филтъра, предназначени да отсяват и задържат частици, чийто размер не им позволява да преминават през дюзовите накрайници.
Единият филтър е над бита, а другият е под кели, където може да се извърши почистване. Химическата обработка на сондажната кал с изстрел е по -трудна от обработката на конвенционалната кал, особено при повишени температури.
Особеността е, че е необходимо да се държи изстрела в разтвора в суспензия и след това да се генерира този абразивен материал.
След предварително почистване на сондажната течност от газ и отрязвания с помощта на хидроциклони, изстрелът се задържа и поддържа във влажно състояние. След това разтворът се прекарва през фини хидроциклони и дегазатор и загубените му характеристики се възстановяват чрез химическа обработка. Част от сондажната кал се смесва с изстрел и се подава в сондажа, по пътя смесване с конвенционална сондажна кал (в изчислено съотношение).
Лазери- квантови генератори на оптичния диапазон - едно от забележителните постижения на науката и технологиите. Те са намерили широко приложение в много области на науката и технологиите.
Според чуждестранни данни понастоящем е възможно да се организира производството на непрекъснати газови лазери с изходна мощност от 100 kW и повече. Ефективността (ефективността) на газовите лазери може да достигне 20 - 60%. Голямата мощност на лазерите, при условие че се получат изключително високи плътности на радиация, е достатъчна за стопяване и изпаряване на всеки материал, включително скали. В същото време скалата също се напуква и се лющи.
Минималната плътност на мощността на лазерното лъчение, достатъчна за разрушаването на скалите чрез топене, е установена експериментално: за пясъчници, алевролити и глини тя е приблизително 1,2-1,5 kW / cm 2. Плътността на мощността на ефективното унищожаване на наситени с нефт скали поради топлинни процеси на изгаряне на нефт, особено при издухване на въздух или кислород в зоната на разрушаване, е по -ниска и възлиза на 0,7 - 0,9 kW / cm 2.
Смята се, че за кладенец с дълбочина 2000 м и диаметър 20 см е необходимо да се изразходват около 30 милиона кВт енергия на лазерното лъчение. Сондажът с такава дълбочина все още не е конкурентен в сравнение с традиционните методи за механично пробиване. Съществуват обаче теоретични предпоставки за повишаване на ефективността на лазерите: с коефициент на полезно действие, равен на 60%, разходите за енергия и разходи ще намалят значително и конкурентоспособността му ще се увеличи. При използване на лазер в случай на пробиване на кладенци с дълбочина 100-200 m, цената на работата е относително ниска. Но във всички случаи, по време на лазерно пробиване, формата на напречното сечение може да бъде програмирана, а стената на сондажа ще бъде оформена от стопилката на скалата и ще бъде стъклена маса, което прави възможно увеличаването на коефициента на изместване на сондажната течност чрез цимент. В някои случаи очевидно е възможно да се направи без обшивка.
Чуждестранните компании предлагат няколко дизайна на лазери. Те се основават на мощен лазер, поставен в запечатан корпус, който издържа на високо налягане. Температурната устойчивост все още не е разработена. За тези структури лазерното излъчване се предава към дъното на отвора чрез светловодещо влакно. Тъй като скалата се разрушава (топи), лазерната бормашина се подава; може да бъде оборудван с вибратор, монтиран в корпуса. Когато обвивката се натисне в разтопената скала, стените на кладенеца могат да се уплътнят.
В Япония започна производството на газови лазери с въглероден диоксид, които, когато се използват при пробиване, значително (до 10 пъти) ще увеличат скоростта на проникване.
Сечението на сондажа по време на образуването на сондажа по този метод може да има произволна форма. Компютърът, според разработената програма, дистанционно задава режима на сканиране на лазерния лъч, което прави възможно програмирането на размера и формата на отвора на кладенеца.
Извършването на лазерни термични работи е възможно в бъдеще при перфориращи работи. Лазерната перфорация ще осигури контролируемост на процеса на разрушаване на обшивката, циментовия камък и скалата, а също така може да улесни проникването на канали на значителна дълбочина, което несъмнено ще увеличи степента на усъвършенстване на проникването на пласта. Въпреки това, сливането на скали, което е препоръчително при задълбочаване на кладенеца, е неприемливо тук, което трябва да се вземе предвид при използване на този метод в бъдеще.
Във вътрешните работи има предложения за създаване на лазерни плазмени инсталации за термично пробиване на кладенци. Въпреки това, транспортирането на плазма до дъното на кладенеца все още е трудно, въпреки че са в ход изследвания за проучване на възможността за разработване на световоди ("светлинни тръби").
Един от най -интересните методи за въздействие върху скалите, притежаващ критерия „универсалност“, е методът за тяхното топене чрез директен контакт с огнеупорен връх - пенетратор. Значителен напредък в създаването на термично устойчиви материали направи възможно прехвърлянето на въпроса за топенето на скалите в областта на реалния дизайн. Вече при температура от около 1200-1300 ° C методът на топене е работещ
Среща се в насипни почви, пясъци и пясъчници, базалти и други скали от кристалната основа. В скалите на седиментния комплекс пробиването на глинени и карбонатни скали изисква очевидно по -висока температура.
Методът на термоядрено пробиване позволява да се получи на стените на сондажа достатъчно дебела кора от ситал с гладки вътрешни стени. Методът има висок коефициент на входяща енергия в скалата - до 80-90%. В този случай проблемът с отстраняването на стопилката от дънната яма може да бъде решен, поне по принцип. Излизайки през изходящите канали или просто преминавайки около гладък пенетратор, стопилката, втвърдявайки се, образува утайка, чийто размер и форма могат да бъдат контролирани. Резниците се отвеждат от течност, която циркулира над сеялката и охлажда горната част на свредлото.
Първите проекти и образци на термични сондажи се появяват през 60 -те години, а теорията и практиката на топене на скалите започват да се развиват най -активно от средата на 70 -те години. Ефективността на процеса на топене се определя главно от температурата на повърхността на пенетратора и физическите свойства на скалите и зависи малко от механичните и якостни свойства. Това обстоятелство обуславя известна универсалност на метода на топене в смисъл на приложимостта му за задвижване на различни скали. Температурният диапазон на топене на тези различни полиминерални многокомпонентни системи обикновено попада в диапазона 1200-1500 ° C при атмосферно налягане. За разлика от механичния метод за разрушаване на скалите чрез топене, с увеличаване на дълбочината и температурата на подлежащите скали, той увеличава неговата ефективност.
Както вече беше споменато, успоредно с проникването, обшивката и изолацията на стените на сондажа се извършват в резултат на създаването на непропусклив стъкловиден пръстеновиден слой. Все още не е ясно дали повърхностният слой на пенетратора ще се износва, какъв е неговият механизъм и интензитет. Възможно е фузионното пробиване, макар и с ниска скорост, да може да се извършва непрекъснато в интервала, определен от конструкцията на кладенеца. Същият дизайн, поради непрекъснатото закрепване на стените, може да бъде значително опростен, дори при трудни геоложки условия.
Възможно е да си представим технологичните процедури, свързани само със закрепването и изолацията на стените последователно с пробиването на сондажа, използвайки конвенционалния метод за механично пробиване. Тези процедури могат да се прилагат само за информация
terval, което е опасно поради възможността за различни усложнения.
От гледна точка на техническото изпълнение, към инжекционните елементи на пенетратора трябва да се осигури проводник, подобен на този, използван при електрическо пробиване.
3. Класификация на кладенците
Кладенците могат да бъдат класифицирани по функция, профил на сондажа и решетката, усъвършенстване и дизайн на филтъра, брой обшивки на корпуса, местоположение на повърхността на земята и др.
Кладенците се разграничават според предназначението си: референтни, параметрични, структурни проучвания, проучване, нефт, газ, геотермални, артезиански, инжектиране, наблюдение, специални.
Според профила на сондажа и филтъра кладенците са: вертикални, наклонени, насочени по посока, хоризонтални.
Според степента на съвършенство се разграничават кладенци: свръхсъвършен, перфектен, несъвършен по степен на отваряне на продуктивните слоеве, несъвършен по естеството на отваряне на продуктивните слоеве.
Според конструкцията на филтъра кладенците се класифицират на: насипни, фиксирани с производствен низ, фиксирани с вграден процеп или мрежест филтър, фиксирани с филтър от чакъл и пясък.
Според броя на колоните в кладенеца се разграничават кладенци: едноколонни (само с кожух за производство), много колони (дву-, три-, n-колона).
По местоположението си на повърхността на земята се разграничават кладенци: разположени на сушата, в морето, в морето.
Целта на структурно -изследователските кладенци е да установи (изясни) тектоника, стратиграфия, литология на скалния участък, да оцени възможните хоризонти на производство.
Проучвателните кладенци се използват за идентифициране на продуктивни пластове, както и за очертаване на разработени нефтени и газови находища.
Екстракционните (експлоатационни) са предназначени за добив на нефт и газ от земните недра. Тази категория включва също инжекционни, оценителни, наблюдателни и пиезометрични кладенци.
Необходимо е инжектиране, за да се инжектира вода, газ или пара в резервоара, за да се поддържа резервоарното налягане или да се обработи долната зона. Тези мерки са насочени към удължаване на периода на протичане на метода на производство на петрол или увеличаване на ефективността на производството.
Целта на оценителните кладенци е да се определи първоначалната водно-нефтена наситеност и остатъчната нефтена наситеност на пласта и да се проведат други изследвания.
Контролните и наблюдателни кладенци се използват за наблюдение на целта за разработване, проучване на характера на движението на пластовите течности и промените в насищането на пласта с газ-нефт.
Референтни кладенци се пробиват, за да се проучи геоложката структура на големи региони, за да се установят общи модели на залягане на скалите и да се идентифицира възможността за образуване на залежи от нефт и газ в тези скали.
1. Как се класифицират кладенците?
2. Какви методи за пробиване на кладенци са известни?
3. Какво е лазерно пробиване? ?
Литература
1. Баграмов Р.А. Пробивни машини и комплекси: Учебник. за университети. - М.: Недра, 1988. - 501 стр.
2. Басаригин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Довършване на кладенеца: Учебник. ръководство за
университети. - М: ООД "Недра -Бизнес център", 2000. - 670 с.
3. Басаригин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Усложнения и аварии по време на сондаж на нефт
и газови кладенци: Учебник. за университети. -М.: ООД "Недра -Бизнес Център", 2000. -679 с.
4. Басаригин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология за сондиране на нефт и газ
кладенци: Учебник. за университети. - М.: ООД "Недра -Бизнес център", 2001. - 679 с.
5. Болденко Д. Ф., Болденко Ф. Д., Гноевых А. Н. Двигатели за сондажи - М .: Недра,
