Wie Ölgasquellen gebohrt werden. Wie werden Öl- und Gasquellen gebohrt? Dokumente und Ausrüstung: Grundvoraussetzungen

Allgemeine Informationüber Bohren Öl und Gas Brunnen

1.1. GRUNDBEGRIFFE UND DEFINITIONEN

Reis. 1. Elemente der Brunnenstruktur

Ein Brunnen ist eine zylindrische Mine, die ohne menschlichen Zugang arbeitet und einen Durchmesser hat, der um ein Vielfaches kleiner ist als ihre Länge (Abb. 1).

Die Hauptelemente des Bohrlochs:

Bohrlochkopf (1) - Schnittpunkt der Bohrlochroute mit der Tagesoberfläche

Grundloch (2) - der Boden eines Bohrlochs, das sich infolge des Aufpralls eines Gesteinsschneidwerkzeugs auf das Gestein bewegt

Bohrlochwände (3) - Seitenflächen Bohren Brunnen

Bohrlochachse (6) - eine gedachte Linie, die die Mittelpunkte der Bohrlochquerschnitte verbindet

* Bohrloch (5) - der Raum im Darm, der vom Bohrloch eingenommen wird.

Mantelstränge (4) - Stränge von Mantelrohren, die miteinander verbunden sind. Wenn die Bohrlochwände aus stabilem Gestein bestehen, werden die Futterrohrstränge nicht in das Bohrloch geführt.

Die Bohrlöcher werden vertieft und zerstören das Gestein über den gesamten Bohrlochbereich (fester Boden, Abb. 2 a) oder entlang seines peripheren Teils (Ringboden, Abb. 2 b). Im letzteren Fall verbleibt eine Gesteinssäule in der Mitte des Brunnens - ein Kern, der regelmäßig zur direkten Untersuchung an die Oberfläche gehoben wird.

Der Durchmesser der Vertiefungen nimmt in der Regel vom Kopf zum Boden in bestimmten Abständen stufenweise ab. Anfangsdurchmesser Öl und Gas Brunnen überschreiten normalerweise nicht 900 mm, und das Finale ist selten weniger als 165 mm. Tiefe Öl und Gas Brunnen variieren innerhalb weniger tausend Meter.

Bohrlöcher werden nach räumlicher Lage in der Erdkruste unterteilt (Abb. 3):

1. Vertikal;

2. geneigt;

3. Gerade gebogen;

4. Gebogen;

5. Geradlinig gekrümmt (mit horizontalem Schnitt);

Reis. 3. Räumliche Lage von Brunnen

Komplex gebogen.

Öl und Gas Brunnen werden onshore und offshore mit Bohrinseln gebohrt. Im letzteren Fall werden Bohrinseln auf Gestellen, schwimmenden Bohrplattformen oder Schiffen montiert (Abb. 4).

V Öl und Gas Industrien bohren Brunnen für folgende Zwecke:

1. Betriebsbereit- zum Ölproduktion, Gas und Gas Kondensat.

2. Injektion - zum Pumpen in produktive Wasserhorizonte (seltener Luft, Gas), um den Reservoirdruck aufrechtzuerhalten und die Fontänenperiode der Feldentwicklung zu verlängern, erhöhen Sie die Durchflussrate betriebsbereit Brunnen mit Pumpen und Lufthebern ausgestattet.

3. Exploration - um Produktionshorizonte zu identifizieren, ihren industriellen Wert abzugrenzen, zu testen und zu bewerten.

4. Spezial - Referenz, parametrisch, bewertend, kontrollierend - zum Studium der geologischen Struktur eines wenig bekannten Gebiets, zur Bestimmung von Änderungen der Lagerstätteneigenschaften von produktiven Formationen, zur Überwachung des Formationsdrucks und der Bewegungsfront des Öl-Wasser-Kontakts, des Grades der Entwicklung einzelner Abschnitte der Formation, thermische Einwirkung auf die Formation, Sicherstellung der In-situ-Verbrennung, Ölvergasung, Abwassereinleitung in tiefliegende absorbierende Schichten usw.

5. Struktursuche – zur Klärung der Position des vielversprechenden Öl-Gaslager Strukturen nach der oberen Markierung (Definition) von Horizonten, die ihre Umrisse wiederholen, nach den Daten des Bohrens kleiner, kostengünstigerer Brunnen mit kleinem Durchmesser.

Heute Öl und Gas Brunnen sind teure Kapitalstrukturen, die viele Jahrzehnte lang gedient haben. Dies wird erreicht, indem die produktive Formation mit der Erdoberfläche in einem abgedichteten, starken und dauerhaften Kanal verbunden wird. Das gebohrte Bohrloch stellt jedoch aufgrund der Instabilität des Gesteins, des Vorhandenseins von mit verschiedenen Flüssigkeiten (Wasser, Öl, Gas und Mischungen davon), die unter unterschiedlichen Drücken stehen. Daher ist es während des Baus eines Bohrlochs erforderlich, sein Bohrloch zu verankern und Formationen, die verschiedene Flüssigkeiten enthalten, zu trennen (zu isolieren).

Das Bohrloch wird mit speziellen Rohren, den sogenannten Mantelrohren, verrohrt. Eine Reihe von in Reihe miteinander verbundenen Futterrohren bildet den Futterrohrstrang. Für die Brunnenverrohrung werden Stahlmantelrohre verwendet (Abb. 5).

Die mit verschiedenen Flüssigkeiten gesättigten Schichten werden durch undurchlässige Gesteine ​​​​- "Decken" getrennt. Beim Bohren eines Bohrlochs werden diese undurchlässigen Trenndichtungen gestört und die Möglichkeit von interstratalen Querströmungen, spontanem Abfluss von Formationsflüssigkeiten an die Oberfläche, Bewässerung von produktiven Formationen, Verschmutzung von Wasserversorgungsquellen und der Atmosphäre sowie Korrosion von Verrohrungssträngen in das Bohrloch gesenkt geschaffen.

Beim Bohren eines Brunnens in instabilem Gestein sind intensive Hohlräume, Schutt, Steinschlag usw. möglich. In einigen Fällen wird eine weitere Vertiefung des Bohrlochs ohne vorherige Befestigung seiner Wände unmöglich.

Um solche Phänomene auszuschließen, wird der Ringkanal (Ringraum) zwischen der Bohrlochwand und dem darin einlaufenden Futterrohr mit Stopfmaterial (Dämmmaterial) verfüllt (Abb. 6). Dies sind Formulierungen, die ein adstringierendes Mittel, inerte und aktive Füllstoffe und chemische Reagenzien enthalten. Sie werden in Form von Lösungen (meist Wasser) hergestellt und mit Pumpen in den Brunnen gepumpt. Von den Bindemitteln sind die am häufigsten verwendeten Portlandzemente aus Ölquellen. Daher wird der Vorgang des Trennens von Schichten als Zementieren bezeichnet.

So entsteht durch die Bohrlochbohrung, deren anschließende Befestigung und Schichttrennung ein stabiles Untergrundbauwerk bestimmter Bauart.

Unter Bohrlochdesign versteht man eine Reihe von Daten über Anzahl und Größe (Durchmesser und Länge) von Futterrohrsträngen, Bohrlochdurchmesser für jeden Strang, Zementierungsintervalle sowie Methoden und Intervalle zur Verbindung des Bohrlochs mit der produktiven Formation (Abb. 7 ).

Angaben zu Durchmessern, Wandstärken und Stahlgüten von Mantelrohren nach Intervallen, zu den Typen von Mantelrohren, Ausrüstung der Boden des Gehäuses wird in das Konzept des Gehäusedesigns einbezogen.

Futtersaiten eines bestimmten Zwecks werden in das Bohrloch abgesenkt: Richtung, Dirigent, Zwischensaiten, betriebsbereit Spalte.

Die Richtung wird in das Bohrloch abgesenkt, um Erosion und Gesteinskollaps um den Bohrlochkopf herum beim Bohren unter einer Oberflächenführung zu verhindern, sowie um das Bohrloch mit dem Bohrschlammreinigungssystem zu verbinden. Der Ringraum hinter der Richtung wird über die gesamte Länge mit Vergussmörtel oder Beton verfüllt. Die Richtung wird in stabilen Felsen bis zu einer Tiefe von mehreren Metern abgesenkt, in Sümpfen und schluffigen Böden bis zu mehreren zehn Metern.

Der Leiter bedeckt normalerweise den oberen Teil des geologischen Abschnitts, wo es instabile Gesteine ​​gibt, Reservoirs, die absorbieren Bohren Lösung oder Entwicklung, Bereitstellung von Formationsflüssigkeiten an die Oberfläche, d.h. all diese Intervalle, die den Prozess der weiteren Bohrungen erschweren und Umweltverschmutzung verursachen. Der Leiter muss unbedingt alle mit Süßwasser gesättigten Schichten bedecken.

Reis. 7. Brunnenentwurfsdiagramm

Die Vorrichtung wird auch verwendet, um einen Blowout-Preventer-Bohrlochkopf zu installieren Ausrüstung und Aufhängen nachfolgender Futterrohrstränge. Der Leiter wird auf eine Tiefe von mehreren hundert Metern abgesenkt. Für eine sichere Lagentrennung mit ausreichender Festigkeit und Stabilität ist die Hülle über die gesamte Länge verkittet.

Betriebsbereit die Schnur wird in das Bohrloch geführt, um Öl zu gewinnen, Gas oder Injektion in den produktiven Horizont von Wasser oder Gas um den Vorratsdruck aufrechtzuerhalten. Die Höhe der Injektionsschlämme überragt die Oberkante der Produktionshorizonte, sowie eine Stufenzementiervorrichtung oder eine Verbindung der oberen Abschnitte der Futterrohrstränge in Öl und Gas Brunnen sollten mindestens 150-300 m bzw. 500 m lang sein.

Zwischenstützen (technische) müssen abgesenkt werden, wenn ohne vorherige Trennung der Komplikationszonen (Manifestationen, Erdrutsche) nicht bis zur Auslegungstiefe gebohrt werden kann. Die Entscheidung, sie zu betreiben, wird nach Analyse des Druckverhältnisses getroffen, das beim Bohren im "Brunnen-Reservoir"-System entsteht.

Wenn der Druck im Bohrloch Pc geringer ist als der Formationsdruck Рпл (Druck der die Formation sättigenden Fluide), dann fließen die Fluide aus der Formation in das Bohrloch, es tritt eine Manifestation auf. Je nach Intensität werden die Manifestationen von selbstströmender Flüssigkeit begleitet ( Gas) am Bohrlochkopf (Überläufe), Blowouts, offenes (unkontrolliertes) Fließen. Diese Phänomene erschweren den Bau von Brunnen, stellen eine Gefahr von Vergiftungen, Bränden und Explosionen dar.

Wenn der Druck im Bohrloch auf einen bestimmten Wert ansteigt, der als Druck beim Einsetzen der Absorption Ploss bezeichnet wird, tritt die Flüssigkeit aus dem Bohrloch in die Formation ein. Dieser Vorgang wird Absorption genannt Bohren Lösung. Pogl kann dem Reservoirdruck nahe oder gleich sein, und manchmal nähert er sich dem Wert des vertikalen Gesteinsdrucks, der durch das Gewicht der darüber liegenden Gesteine ​​bestimmt wird.

Manchmal gehen Verluste mit Flüssigkeitsströmen von einem Reservoir in ein anderes einher, was zu einer Verschmutzung der Wasserversorgungsquellen und der Produktionshorizonte führt. Ein Absinken des Flüssigkeitsspiegels im Bohrloch aufgrund einer Absorption in einem der Reservoirs verursacht einen Druckabfall im anderen Reservoir und die Möglichkeit von Manifestationen daraus.

Der Druck, bei dem sich natürliche geschlossene Brüche öffnen oder neue bilden, wird als Druck des Hydraulic Fracturing, Pgrp, bezeichnet. Dieses Phänomen wird von einer katastrophalen Absorption begleitet Bohren Lösung.

Es ist charakteristisch, dass in vielen Öl und Gas Regionen liegt der Reservoirdruck Ppl nahe dem hydrostatischen Druck der Frischwassersäule Pg (im Folgenden einfach der hydrostatische Druck) mit einer Höhe Нж gleich der Tiefe , auf der das gegebene Reservoir liegt. Dies liegt daran, dass der Druck von Flüssigkeiten im Reservoir oft durch den Druck von Randgewässern verursacht wird, deren Nahrungsgebiet in erheblichen Entfernungen vom Feld mit der Tagesoberfläche verbunden ist.

Da die Absolutwerte der Drücke von der Tiefe H abhängen, ist es bequemer, ihre Verhältnisse mit den Werten der Relativdrücke zu analysieren, bei denen es sich um die Verhältnisse der Absolutwerte der entsprechenden Drücke zum hydrostatischen Druck Pr . handelt , dh:

Rpl* = Rpl/Rg;

Pgr* = Pgr/Rg;

огл * = огл / Рг;

грп * = грп / Рг.

Hier Рпл - der Druck des Reservoirs; Ргр - hydrostatischer Druck des Bohrschlamms; огл - der Blutdruck des Anfangs der Resorption; Ргрп - hydraulischer Bruchdruck.

Der relative Reservoirdruck Ppl* wird oft als Anomaliekoeffizient Ka bezeichnet. Wenn Рпл * ungefähr gleich 1,0 ist, wird der Behälterdruck als normal angesehen, wobei Рпл * mehr als 1,0 - ungewöhnlich hoch (anomal hoher Druck) und mit Рпл * kleiner als 1,0 - ungewöhnlich niedrig (AIPP) ist.

Eine der Bedingungen für einen normalen unkomplizierten Bohrprozess ist das Verhältnis

a) Rpl *< Ргр* < Рпогл*(Ргрп*)

Der Bohrvorgang wird kompliziert, wenn die relativen Drücke aus irgendeinem Grund im Verhältnis stehen:

b) Ppl *> Pgr *< Рпогл*

oder

c) Rpl *< Ргр* >огл * (Ргрп *)

Wenn die Beziehung b) wahr ist, werden nur Manifestationen beobachtet, wenn c), dann werden auch Manifestationen und Absorptionen beobachtet.

Zwischensäulen können fest sein (sie werden von der Mündung zum Boden abgesenkt) und nicht fest (sie erreichen die Mündung nicht). Letztere werden Schäfte genannt.

Es ist allgemein anerkannt, dass ein Brunnen eine Einsäulenstruktur hat, wenn keine Zwischensäulen hineingeführt werden, obwohl sowohl die Richtung als auch der Leiter abgesenkt sind. Mit einer Zwischensaite hat der Brunnen eine zweisaitige Struktur. Wenn es zwei oder mehr technische Saiten gibt, wird der Brunnen als mehrsaitig betrachtet.

Das Bohrlochdesign ist wie folgt festgelegt: 426, 324, 219, 146 - Gehäusedurchmesser in mm; 40, 450, 1600, 2700 - Rohrlauftiefen in m; 350, 1500 - Füllstand hinter dem Liner und betriebsbereit Spalte in m; 295, 190 - Bohrerdurchmesser in mm zum Bohren von Brunnen für 219 - und 146 - mm Saiten.

1.2. GUTBOHRVERFAHREN

Brunnen können durch mechanische, thermische, elektrische Impulse und andere Methoden (mehrere Dutzend) gebohrt werden. Industriell finden jedoch nur mechanische Bohrverfahren - Schlag- und Rotationsbohrverfahren - Anwendung. Der Rest hat das experimentelle Entwicklungsstadium noch nicht verlassen.

1.2.1. SCHLAGBOHRUNG

Schlagbohren. Von allen Varianten ist das Schlagseilbohren am weitesten verbreitet (Abb. 8).

Das Bohrgestänge, bestehend aus Bohrmeißel 1, Schlagstange 2, Gleitscherstange 3 und Seilsicherung 4, wird an einem Seil 5, das sich um Block 6, Abziehrolle 8 und eine Umlenkrolle 10, wird von der Trommel 11 der Bohranlage abgewickelt ... Die Abseilgeschwindigkeit des Bohrgestänges wird durch die Bremse 12 gesteuert. Der Block 6 ist oben am Mast 18 angebracht. Um die beim Bohren auftretenden Vibrationen zu dämpfen, werden Stoßdämpfer 7 verwendet.

Die Kurbel 14 mit Hilfe der Pleuelstange 15 versetzt den Ausgleichsrahmen 9 in Schwingung. Beim Absenken des Rahmens zieht die Abzugsrolle 8 das Seil und hebt den Bohrer über den Boden. Beim Anheben des Rahmens wird das Seil abgesenkt, das Projektil fällt und beim Auftreffen des Meißels auf den Felsen wird dieser zerstört.

Bei Vertiefung des Bohrlochs wird das Seil durch Abwickeln von der Trommel 11 verlängert. Die Bohrlochzylindrizität wird durch Drehen des Meißels durch Abwickeln des Seils unter Last (beim Anheben des Bohrgestänges) und Verdrehen beim Abnehmen der Last sichergestellt ( wenn das Bit auf den Felsen trifft).

Die Effizienz der Gesteinszerstörung beim Schlagbohren ist direkt proportional zur Masse des Bohrers, seiner Fallhöhe, der Fallbeschleunigung, der Anzahl der Schläge des Bohrmeißels auf das Bohrloch pro Zeiteinheit und ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Bohrlochdurchmessers.

Beim Bohren von gebrochenen und viskosen Formationen ist ein Verklemmen der Bohrkrone möglich. Um den Meißel im Bohrstrang zu befreien, wird eine Gegenschneide verwendet, die in Form von zwei länglichen Ringen hergestellt ist, die wie Kettenglieder miteinander verbunden sind.

Der Bohrvorgang wird umso effektiver sein, je weniger Widerstand dem Bohrmeißel durch das Bohrklein geboten wird, das sich am Boden des Bohrlochs ansammelt und mit der Formationsflüssigkeit vermischt ist. Bei fehlendem oder ungenügendem Zufluss von Formationsflüssigkeit aus dem Bohrlochkopf in das Bohrloch wird periodisch Wasser zugegeben. Gleichmäßige Verteilung der Spänepartikel im Wasser wird durch periodisches Schreiten (Heben und Senken) erreicht Bohren Projektil. Da sich das zerstörte Gestein (Abschnitt) am Bohrloch ansammelt, wird es notwendig, den Brunnen zu reinigen. Dazu wird mit der Trommel der Bohrer aus dem Brunnen gehoben und der Dieb 13 wird am Seil 17, das von der Trommel 16 abgespult wird, immer wieder hineingelassen. Im Boden des Diebs befindet sich ein Ventil. Wenn der Dieb in die Gülleflüssigkeit eingetaucht wird, öffnet sich das Ventil und der Dieb wird mit dieser Mischung gefüllt; wenn der Dieb angehoben wird, schließt sich das Ventil. Die an die Oberfläche aufsteigende Schlammflüssigkeit wird in einen Auffangbehälter gegossen. Um den Brunnen vollständig zu reinigen, müssen Sie den Bailer mehrmals hintereinander laufen lassen.

Nach der Bodenreinigung wird ein Bohrer in das Bohrloch abgesenkt und der Bohrvorgang fortgesetzt.

Mit einem Schock Bohren der Brunnen ist normalerweise nicht mit Flüssigkeit gefüllt. Um einen Felssturz von seinen Wänden zu vermeiden, wird daher ein Verrohrungsstrang, der aus durch Gewinde oder Schweißen miteinander verbundenen metallischen Verrohrungsrohren besteht, abgesenkt. Wenn sich das Bohrloch vertieft, wird das Futterrohr nach unten gedrückt und periodisch um ein Rohr erweitert (aufgebaut).

Die Schlagmethode wird seit mehr als 50 Jahren nicht mehr angewendet. Öl und Gas Industrien Russlands. Doch bei der Erkundung Bohren bei Seifenlagerstätten, bei technischen und geologischen Untersuchungen, Bohren Wasserbrunnen usw. findet seine Anwendung.

1.2.2. DREHBOHREN VON BRUNNEN

Beim Drehbohren kommt es durch die gleichzeitige Einwirkung von Last und Drehmoment auf den Meißel zum Gesteinsbruch. Unter Einwirkung der Last dringt der Meißel in das Gestein ein und spaltet es unter dem Einfluss des Drehmoments.

Es gibt zwei Arten von Drehbohren – Drehbohren und Bohren im Bohrloch.

Beim Drehbohren (Fig. 9) wird die Kraft der Motoren 9 über die Winde 8 auf den Rotor 16 übertragen - ein spezieller Drehmechanismus, der über dem Bohrlochkopf in der Mitte des Bohrturms installiert ist. Der Rotor dreht sich Bohren Bohrgestänge und ein daran verschraubter Bohrer 1. Der Bohrgestänge besteht aus einem Führungsrohr 15 und 6 Bohrgestängen 5, die mit einem speziellen Unterteil daran verschraubt sind.

Folglich kommt es beim Rotationsbohren zur Vertiefung des Meißels in das Gestein, wenn sich der rotierende Bohrstrang entlang der Bohrlochachse bewegt und wenn Bohren mit Bohrlochmotor - nicht drehend Bohren Säulen. Drehbohren zeichnet sich durch Spülen aus

Bei Bohren Bei einem Bohrlochmotor wird Bohrer 1 mit der Welle und der Bohrstrang mit dem Motorgehäuse 2 verschraubt. Wenn der Motor läuft, dreht sich seine Welle mit dem Bohrer und der Bohrstrang erhält das Reaktionsdrehmoment des Motorgehäuses , die durch einen nicht rotierenden Rotor gedämpft wird (im Rotor ist ein spezieller Stopfen eingebaut).

Schlammpumpe 20, angetrieben von Motor 21, pumpt Bohrflüssigkeit durch einen Verteiler (Pipeline hoher Druck) 19 in ein Steigrohr 17, senkrecht in der rechten Turmecke installiert, dann in einen flexiblen Bohrschlauch (Hülse) 14, schwenken 10 und ein Bohren Säule. Nach Erreichen des Bohrmeißels strömt die Bohrflüssigkeit durch die darin befindlichen Löcher und steigt entlang des Ringraums zwischen der Bohrlochwand und dem Bohrstrang an die Oberfläche. Hier im System von Tanks 18 und Reinigungsmechanismen (in der Abbildung nicht gezeigt) Bohren die Lösung wird von Bohrklein gereinigt, gelangt dann in die Aufnahmetanks 22 von Bohrpumpen und wird erneut in das Bohrloch gepumpt.

Derzeit werden drei Arten von Bohrlochmotoren verwendet - ein Turbobohrer, ein Schraubenmotor und ein elektrischer Bohrer (letzterer wird äußerst selten verwendet).

Beim Bohren mit einem Turbobohrer oder einem Schraubenmotor wird die hydraulische Energie des sich im Bohrstrang abwärts bewegenden Bohrspülungsstroms an der Welle des Bohrlochmotors, mit der die Bohrkrone verbunden ist, in mechanische Energie umgewandelt.

Beim Bohren mit einer elektrischen Bohrmaschine Elektrische Energie Versorgung über Kabel, Teile davon innen montiert Bohren und wird von einem Elektromotor auf der Welle in mechanische Energie umgewandelt, die direkt auf das Gebiss übertragen wird.

Wenn sich der Brunnen vertieft langweilig in das Bohrloch wird ein an einem Kettenzugsystem aufgehängter Strang, bestehend aus einem Kronenblock (in der Figur nicht gezeigt), einem Fahrblock 12, einem Haken 13 und einem Drahtseil 11 eingeführt. Wenn die Kelly 15 in voller Länge in den Rotor 16 eingefahren ist, schalten Sie die Winde ein, heben Sie den Bohrstrang auf die Länge der Kelly an und hängen Sie den Bohrstrang mit Keilen auf dem Rotortisch auf. Dann wird das Leitrohr 15 zusammen mit dem Drehgelenk 10 abgeschraubt und in ein Bohrloch (ein zuvor in einem speziell gebohrten geneigten Bohrloch installiertes Futterrohr) mit einer Länge gleich der Länge des Leitrohrs abgesenkt. Das Bohrloch wird im Voraus in der rechten Ecke des Bohrgeräts ungefähr in der Mitte des Abstands von der Mitte bis zu seinem Bein gebohrt. Danach wird das Bohrgestänge durch Aufschrauben eines Zweirohr- oder Dreirohrstopfens (zwei oder drei Bohrrohre miteinander verschraubt) verlängert (aufgebaut), aus den Keilen herausgenommen, für die Länge des Bohrlochs in das Bohrloch abgesenkt Dübel, mit Keilen am Rotortisch aufgehängt, mit einem Wirbel aus dem Lochführungsrohr gehoben, mit dem Bohrgestänge verschraubt, das Bohrgestänge von Keilen befreien, den Bohrer nach unten bringen und weiter Bohren.

Um einen verschlissenen Bohrer auszutauschen, wird der gesamte Bohrstrang aus dem Bohrloch gezogen und anschließend wieder abgesenkt. Auch Senk- und Hebevorgänge werden mit einem Kettenzugsystem durchgeführt. Wenn sich die Windentrommel dreht, wird das Drahtseil auf die Trommel aufgewickelt oder von ihr abgewickelt, was das Heben oder Senken von Laufblock und Haken ermöglicht. An letzterem wird ein angehobener oder abgesenkter Bohrstrang mit Hilfe von Gliedern und einem Aufzug aufgehängt.

Beim Anheben wird das Tarierjacket auf die Kerzen aufgeschraubt und im Turminneren mit den unteren Enden auf die Leuchter montiert und die oberen Enden mit den speziellen Fingern auf dem Balkon des Reitarbeiters aufgewickelt. BK wird in umgekehrter Reihenfolge in das Bohrloch abgesenkt.

Somit wird der Meißelbetrieb am Boden des Bohrlochs durch das Ausfahren des Bohrstrangs unterbrochen und löst aus, um den abgenutzten Meißel zu wechseln.

In der Regel handelt es sich bei den oberen Abschnitten des Bohrlochabschnitts um leicht erodierte Ablagerungen. Daher wird vor dem Bohren eines Brunnens ein Schacht (Loch) zum stabilen Fels (3-30 m) gebaut und darin Rohr 7 oder mehrere eingeschraubte Rohre (mit einem ausgeschnittenen Fenster im oberen Teil) abgesenkt, 1-2 m länger als die Tiefe des Lochs. Der Ringraum wird zementiert oder betoniert. Dadurch wird der Bohrlochkopf zuverlässig verstärkt.

An das Fenster im Rohr ist eine kurze Metallnut angeschweißt, entlang derer während des Bohrens die Bohrflüssigkeit in das System der Tanks 18 geleitet wird und dann durch die Reinigungsmechanismen (in der Abbildung nicht gezeigt) in den Aufnahmetank gelangt 22 Bohrpumpen.

Das in der Grube installierte Rohr (Rohrstrang) 7 wird als Richtung bezeichnet. Richtungsbestimmung und eine Reihe weiterer Arbeiten vor dem Start Bohren sind vorbereitend. Nachdem sie abgeschlossen sind, wird ein Akt des Eintritts in Ausbeutung Bohrgerät und fangen Sie an, einen Brunnen zu bohren.

Durch das Bohren instabiler, weicher, gebrochener und kavernöser Gesteine, die den Prozess erschweren Bohren(meist 400-800 m), diese Horizonte mit einem Leiter 4 abdecken und den Ringraum 3 bis zur Mündung zementieren. Bei weiterer Vertiefung können auch Horizonte angetroffen werden, die ebenfalls einer Isolierung unterliegen und von dazwischenliegenden (technischen) Verrohrungssträngen überlappt werden.

Nachdem das Bohrloch auf die vorgesehene Tiefe gebohrt, abgesenkt und zementiert wurde betriebsbereit Spalte (EC).

Danach werden alle Verrohrungsstränge am Bohrlochkopf mit einem speziellen Ausrüstung... Dann werden mehrere Dutzend (Hunderte) von Löchern gegen die produktive Formation in den EC- und Zementstein gestanzt, durch die während des Tests, der Entwicklung und der anschließenden Ausbeutung von Öl (Gas) fließt in den Brunnen.

Das Wesen der Bohrlochentwicklung wird auf die Tatsache reduziert, dass der Druck der Bohrschlammsäule im Bohrloch geringer wird als der Formationsdruck. Durch den entstehenden Druckabfall wird Öl ( Gas) aus der Formation beginnt, in das Bohrloch zu fließen. Nach dem Komplex Forschungsarbeiten der Brunnen wird übergeben Ausbeutung.

Für jedes Well wird ein Pass eingetragen, in dem seine Struktur, Lage der Mündung, Bodenloch und räumliche Position Welle nach den Daten der Richtungsmessungen ihrer Abweichungen von der Vertikalen (Zenitwinkel) und Azimut (Azimutwinkel). Die letzteren Daten sind besonders wichtig für das Clusterbohren von gerichteten Bohrlöchern, um zu vermeiden, dass das Bohrloch in das Bohrloch eines zuvor gebohrten oder bereits produzierenden Bohrlochs gebohrt wird. Die tatsächliche Abweichung der Stirnseite vom Entwurf darf die angegebenen Toleranzen nicht überschreiten.

Bohrarbeiten müssen in Übereinstimmung mit den Gesundheits- und Sicherheitsgesetzen durchgeführt werden. Bau eines Standorts für eine Bohrinsel, Wege für die Bewegung einer Bohrinsel, Zufahrtsstraßen, Stromleitungen, Kommunikation, Rohrleitungen für die Wasserversorgung, Sammlung Öl und Gas, Lehmställe, Kläranlagen, Schlammentsorgung sollten nur auf dem von den zuständigen Organisationen speziell ausgewiesenen Gebiet durchgeführt werden. Nach Abschluss des Baus eines Brunnens oder einer Brunnengruppe sollten alle Gruben und Gräben verfüllt werden, das gesamte Gelände für die Bohrstelle sollte so weit wie möglich für eine wirtschaftliche Nutzung wiederhergestellt (zurückgewonnen) werden.

1.3. KURZE GESCHICHTE DES BOHRENS ÖL UND GAS GUT

Die ersten Brunnen in der Geschichte der Menschheit wurden im Jahr 2000 v. Chr. nach der Schlagseilmethode gebohrt Bergbau Gurken in China.

Bis Mitte des 19. Jahrhunderts Öl Es wurde in kleinen Mengen abgebaut, hauptsächlich aus flachen Brunnen in der Nähe seiner natürlichen Mündungen an die Oberfläche. Seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts steigt die Nachfrage nach Öl begann im Zusammenhang mit der weit verbreiteten Verwendung von Dampfmaschinen und der Entwicklung auf ihrer Grundlage der Industrie zuzunehmen, die große Mengen an Schmiermitteln und stärkere als Talgkerzen als Lichtquellen benötigte.

Forschung den letzten Jahren fand, dass die erste gut auf Öl wurde 1847 auf Initiative von V.N. Semenova. Der erste Brunnen in den USA Öl(25m) wurde 1959 in Pennsylvania von Edwin Drake gebohrt. Dieses Jahr gilt als Beginn der Entwicklung Ölproduktion Industrie in den USA. Geburt des Russen Öl Industrie wird normalerweise ab 1964 gezählt, als im Kuban im Tal des Kudako-Flusses A.N. Novosiltsev begann mit dem Bohren der ersten Bohrung bei Öl(Tiefe 55 m) durch mechanisches Schlagseilbohren.

An der Wende des 19. und 20. Jahrhunderts wurden Diesel- und Benzin-Verbrennungsmotoren erfunden. Ihre Einführung in die Praxis führte zu einer rasanten Entwicklung der Welt Ölproduktion Industrie.

Im Jahr 1901 wurde in den Vereinigten Staaten zum ersten Mal Rotationsbohrbohren mit einer Bohrlochsohlenspülung mit einem zirkulierenden Fluidstrom verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Entfernung von Stecklingen durch einen zirkulierenden Wasserstrahl 1848 vom französischen Ingenieur Fauvelle erfunden wurde und diese Methode als erster beim Bohren eines artesischen Brunnens im Kloster St. Dominika. In Russland wurde 1902 in der Region Grosny die erste Bohrung im Rotary-Verfahren bis in eine Tiefe von 345 m gebohrt.

Eines der schwierigsten Probleme beim Bohren von Bohrlöchern, insbesondere beim Rotationsverfahren, war das Problem der Abdichtung des Ringraums zwischen den Mantelrohren und den Bohrlochwänden. Dieses Problem löste der russische Ingenieur A.A. Bogushevsky, der 1906 ein Verfahren zum Pumpen von Zementschlamm in das Futterrohr mit anschließender Verdrängung durch den Boden (Schuh) des Futterrohrs in den Ringraum entwickelte und patentierte. Diese Methode des Zementierens verbreitete sich schnell in der in- und ausländischen Praxis. Bohren.

Im Jahr 1923 absolvierte ein Absolvent des Tomsker Technologischen Instituts M.A. Kapelyushnikov in Zusammenarbeit mit S.M. Volokh und N. A. Korneev erfand einen Bohrloch-Hydraulikmotor - einen Turbobohrer, der eine grundlegend neue Art der Entwicklung von Technologie und Technologie bestimmte BohrenÖl und Gas Brunnen. 1924 wurde in Aserbaidschan die weltweit erste Bohrung mit einem einstufigen Turbobohrer gebohrt, der als Turbodrill von Kapelyushnikov bezeichnet wurde.

Turbodrills nehmen einen besonderen Platz in der Entwicklungsgeschichte ein. Bohren geneigte Brunnen. Erstmals wurde 1941 in Aserbaidschan eine Umleitungsbohrung nach der Turbinenmethode gebohrt. Die Verbesserung solcher Bohrungen ermöglichte es, die Erschließung von Feldern unter dem Meeresboden oder in stark zerklüftetem Gelände (Sümpfe Westsibiriens) zu beschleunigen. In diesen Fällen werden von einem kleinen Standort aus mehrere Schrägbrunnen gebohrt, deren Bau deutlich weniger Kosten erfordert als der Bau von Standorten für jeden Bohrstandort. Bohren vertikale Brunnen. Diese Methode des Bohrlochbaus wird als Cluster-Bohrung bezeichnet.

1937-40. A. P. Ostrovsky, N. G. Grigoryan, N. V. Aleksandrov und andere entwickelten das Design eines grundlegend neuen Bohrlochmotors - einer elektrischen Bohrmaschine.

In den USA wurde 1964 ein einstufiger hydraulischer Bohrlochmotor und 1966 in Russland ein mehrgängiger Schraubenmotor entwickelt, der es ermöglicht, gerichtete und horizontale Bohrlöcher für Öl und Gas.

In Westsibirien, der erste Brunnen, der eine mächtige Quelle natürlichen Gas Am 23. September 1953 wurde in der Nähe des Dorfes gebohrt. Beresovo im Norden der Region Tjumen. Hier, im Bezirk Berezovsky, wurde 1963 geboren. Gasproduktion Industrie Westsibiriens. Die erste Ölquelle in Westsibirien sprudelte am 21. Juni 1960 im Gebiet Mulym'inskaya im Einzugsgebiet des Flusses Konda aus.

Eine eigene Öl- oder Gasquelle zu besitzen, bedeutet für die meisten Menschen, ihr Leben lang finanzielle Probleme zu lösen und unbesonnen zu leben.
Aber ist es so einfach, einen Brunnen zu bohren? Wie funktioniert es? Diese Frage stellen leider nur wenige.

Bohrloch 39629G befindet sich ganz in der Nähe von Almetyevsk, im Dorf Karabash. Nach dem nächtlichen Regen, ringsum im Nebel und vor dem Auto liefen hin und wieder Kaninchen.

Und schließlich erschien die Bohrinsel selbst. Dort wartete bereits der Bohrmeister auf uns – die Hauptperson auf der Baustelle, er trifft alle betrieblichen Entscheidungen und ist für alles, was beim Bohren passiert, sowie der Leiter der Bohrabteilung verantwortlich.

Im Grunde bezeichnet man als Bohren die Zerstörung von Gestein am Boden (am tiefsten Punkt) und die Förderung von zerstörtem Gestein an die Oberfläche. Eine Bohrinsel ist ein Komplex von Maschinen wie Ölbohrinseln, Schlammpumpen, Schlammreinigungssystemen, Generatoren, Wohnräumen usw.

Der Bohrplatz, auf dem sich alle Elemente befinden (wir werden weiter unten darauf eingehen), ist eine von einer fruchtbaren Erdschicht befreite und mit Sand bedeckte Zone. Nach Abschluss der Arbeiten wird diese Schicht wiederhergestellt und somit keine nennenswerten Umweltschäden verursacht. Eine Sandschicht ist erforderlich, denn Lehm wird bei den ersten Regenfällen zu einer undurchdringlichen Aufschlämmung. Ich habe selbst gesehen, wie viel Tonnen Ural in einer solchen Flüssigkeit steckengeblieben sind.
Aber das Wichtigste zuerst.

An Bohrloch 39629G ist eine Bohranlage (eigentlich ein Turm) SBU-3000/170 (stationäre Bohranlage, maximale Tragfähigkeit 170 Tonnen) installiert. Die Maschine wird in China hergestellt und schneidet im Vergleich zu dem, was ich zuvor gesehen habe, gut ab. Bohrgeräte werden auch in Russland produziert, aber chinesische Geräte sind sowohl in der Anschaffung als auch in der Wartung billiger.

An diesem für Horizontal- und Richtbohrungen typischen Standort werden Cluster-Bohrungen durchgeführt. Bei dieser Art des Bohrens befinden sich die Bohrlochköpfe in geringem Abstand zueinander.
Daher ist die Bohranlage mit einem selbstgleitenden Schienensystem ausgestattet. Das System arbeitet nach dem „Push-Pull“-Prinzip und die Maschine bewegt sich mit Hilfe von Hydraulikzylindern wie von selbst. Es dauert ein paar Stunden, um sich von einem Punkt zum anderen (die ersten Dutzend Meter) mit allen begleitenden Operationen zu bewegen.

Wir steigen zur Bohrplattform auf. Hier findet die meiste Arbeit der Bohrer statt. Das Foto zeigt die Rohre des Bohrstrangs (links) und die Hydraulikzange, mit deren Hilfe der Strang mit neuen Rohren verlängert und weiter gebohrt wird. Das Bohren erfolgt dank eines Bohrers am Ende des Strangs und einer Rotation, die von einem Rotor übertragen wird.

Ich habe mich besonders gefreut Arbeitsplatz Bohrer. Ich sah einmal in der Komi-Republik einen Bohrer, der mit Hilfe von drei rostigen Hebeln und seiner eigenen Intuition alle Prozesse steuerte. Um den Hebel von seinem Platz zu bewegen, hing er buchstäblich daran. Dabei traf ihn der Bohrhaken beinahe.
Hier ist der Bohrer wie der Kapitän eines Raumschiffs. Er sitzt in einem isolierten Cockpit, umgeben von Monitoren und steuert alles mit einem Joystick.

Selbstverständlich wird die Kabine im Winter beheizt und im Sommer gekühlt. Außerdem verfügt das Dach, ebenfalls aus Glas, über ein Sicherheitsnetz für den Fall, dass etwas aus der Höhe fällt und einen Scheibenwischer zum Reinigen des Glases. Letzteres sorgt bei den Bohrern für echte Freude :)

Wir klettern hoch!

Neben dem Rotor ist das Rig mit einem Top-Drive-System (made in USA) ausgestattet. Dieses System kombiniert einen Kranblock und einen Rotor. Grob gesagt handelt es sich hierbei um einen Kran mit angebautem Elektromotor. Das Top-Drive-System ist komfortabler, schneller und moderner als der Rotor.

Video zur Funktionsweise des Top-Drive-Systems:

Der Turm bietet einen hervorragenden Blick auf das Gelände und die Umgebung :)

Neben einer schönen Aussicht befindet sich oben auf der Bohrstelle ein Reitplatz für Pombur (Bohrassistent). Zu seinen Aufgaben gehören Rohrinstallationsarbeiten und die allgemeine Überwachung.

Da der Reiter während der gesamten 12-Stunden-Schicht und bei jedem Wetter und zu jeder Jahreszeit am Arbeitsplatz ist, ist für ihn ein beheizter Raum ausgestattet. Das ist bei den alten Türmen noch nie passiert!

Im Notfall kann der Reiter mit einem Trolley evakuiert werden:

Beim Bohren des Bohrlochs wird das Bohrloch mehrmals aus dem gebohrten Gestein (Bohrklein) gespült und ein Verrohrungsstrang, der aus vielen miteinander verdrillten Rohren besteht, darin abgesenkt. Ein typischer Gehäuse-ID beträgt 146 Millimeter. Die Bohrlochlänge kann 2-3 Kilometer oder mehr erreichen. Somit überschreitet die Länge des Bohrlochs seinen Durchmesser um das Zehntausendfache. Ungefähr die gleichen Proportionen haben zum Beispiel ein Stück gewöhnlichen Fadens von 2-3 Metern Länge.

Rohre werden durch eine spezielle Rutsche geführt:

Nach dem Durchfahren der Verrohrung wird das Bohrloch erneut gespült und die Zementierung des Ringraums (der Raum zwischen der Bohrlochwand und der Verrohrung) beginnt. Zement wird nach unten zugeführt und in den Ringraum gedrückt.

Nachdem der Zement ausgehärtet ist, wird er mit einer Sonde (ein in das Bohrloch abgesenktes Gerät) überprüft OCC - akustische Kontrolle des Zementierens, das Bohrloch wird unter Druck gesetzt (Dichtheit wird überprüft), wenn alles in Ordnung ist, wird weiter gebohrt - eine Zementdüse wird gebohrt unten heraus und das Bit bewegt sich weiter.

Der Buchstabe "g" in der Bohrlochnummer 39629G bedeutet, dass das Bohrloch horizontal ist. Vom Bohrlochkopf bis zu einem bestimmten Punkt wird das Bohrloch ohne Umlenkung gebohrt, dann geht es aber mit Hilfe einer Schwenkweiche und/oder einer Drehweiche in die Horizontale. Das erste ist ein Schwenkrohr und das zweite ist eine gerichtete Düsenspitze, die durch den Schlammdruck abgelenkt wird. Normalerweise wird auf den Bildern die Auslenkung des Rumpfes fast in einem Winkel von 90 Grad dargestellt, aber in Wirklichkeit beträgt dieser Winkel etwa 5-10 Grad pro 100 Meter.

Spezielle Leute - "Gauner" oder Telemetrie-Ingenieure schauen zu, um sicherzustellen, dass das Bohrloch dorthin geht, wo es hin soll. Entsprechend den Angaben über die natürliche Radioaktivität des Gesteins, den Widerstand und andere Parameter kontrollieren und korrigieren sie den Bohrverlauf.

Schematisch sieht das ganze so aus:

Jede Manipulation mit etwas am Boden (unten) des Brunnens wird zu einem sehr aufregenden Erlebnis. Wenn Sie versehentlich ein Werkzeug, eine Pumpe oder mehrere Rohre in einen Brunnen fallen lassen, ist es durchaus möglich, dass das heruntergefallene nie erreicht wird, wonach Sie einem Gut im Wert von Dutzenden oder Hunderten von Millionen Rubel ein Ende setzen können. Wenn Sie in die Fälle und die Geschichte der Reparaturen eintauchen, finden Sie echte Brunnenperlen, auf deren Unterseite sich eine Pumpe befindet, auf der sich ein Angelwerkzeug (zum Entfernen der Pumpe) befindet, auf der sich ein Werkzeug zum Extrahieren von Fisch
neues Werkzeug. Als ich im Brunnen war, haben sie zum Beispiel einen Vorschlaghammer fallen lassen :)

Damit überhaupt Öl in das Bohrloch gelangen kann, müssen Löcher in das Futterrohr und den dahinter liegenden Zementring gebohrt werden, da sie das Reservoir vom Bohrloch trennen. Diese Löcher werden mit Hohlladungen hergestellt; sie sind im Wesentlichen die gleichen wie zum Beispiel Panzerabwehr, nur ohne Verkleidung, weil sie nirgendwohin fliegen müssen. Die Sprengladungen durchdringen nicht nur die Verrohrung und den Zement, sondern auch die Gesteinsschicht selbst einige Dutzend Zentimeter tief. Der gesamte Vorgang wird als Perforation bezeichnet.

Um die Reibung des Werkzeugs zu reduzieren, zerstörtes Gestein zu entfernen, ein Aufbrechen der Bohrlochwände zu verhindern und die Differenz von Lagerstättendruck und Druck am Bohrlochkopf (unten ist der Druck um ein Vielfaches höher) auszugleichen, wird die Bohrung verfüllt mit Bohrspülung. Seine Zusammensetzung und Dichte werden je nach Art des Schnitts ausgewählt.
Die Bohrspülung wird von einer Kompressorstation gepumpt und muss ständig im Bohrloch umgewälzt werden, um ein Aufbrechen der Bohrlochwände, ein Verkleben des Werkzeugs (Situationen, in denen der Strang blockiert ist und es unmöglich ist, ihn zu drehen oder herauszuziehen - dies ist eine) der häufigsten Bohrunfälle) und andere Dinge.

Wir steigen vom Turm herunter und schauen uns die Pumpen an.

Beim Bohrvorgang trägt die Bohrspülung Bohrklein (gebohrtes Gestein) an die Oberfläche. Durch die Analyse des Bohrkleins können Bohrer und Geologen Rückschlüsse auf das Gestein ziehen, das die Bohrung gerade durchquert. Dann muss die Lösung von Schlamm gereinigt und zur Arbeit zurück in den Brunnen geschickt werden. Dazu sind ein System von Kläranlagen und eine "Scheune" ausgestattet, in der der gereinigte Schlamm gelagert wird (der Stall ist auf dem vorherigen Foto rechts zu sehen).

Die Lösung des Vibrationssiebs wird zuerst entnommen - sie trennen die größten Fraktionen.

Dann passiert die Lösung den Schlamm (links) und Sandabscheider (rechts):

Abschließend wird die Feinstfraktion mit einer Zentrifuge entfernt:

Dann gelangt die Lösung in die Tankblöcke, bei Bedarf werden ihre Eigenschaften wiederhergestellt (Dichte, Zusammensetzung usw.) und von dort mit Hilfe einer Pumpe zurück in den Brunnen gepumpt.
Kapazitiver Block:

Schlammpumpe (hergestellt in der Russischen Föderation!). Das rote Ding oben ist ein hydraulischer Kompensator, er glättet das Pulsieren der Lösung durch Gegendruck. Normalerweise gibt es auf Bohrinseln zwei Pumpen: eine arbeitet, die zweite ist eine Reservepumpe für den Fall einer Panne.

Die gesamte Pumpanlage wird von einer Person verwaltet. Aufgrund des Lärms der Geräte muss er während der gesamten Schicht Ohrstöpsel oder Gehörschutz tragen.

"Und was ist mit dem Alltag der Bohrer?" - du fragst. Auch diesen Moment haben wir uns nicht entgehen lassen!
Auf dieser Baustelle arbeiten Bohrer in Kurzschichten von 4 Tagen, weil Bohrungen werden fast in der Stadt durchgeführt, aber Wohnmodule unterscheiden sich praktisch nicht von denen, die beispielsweise in der Arktis verwendet werden (vielleicht zum Besseren).

Es gibt insgesamt 15 Trailer auf der Website.
Einige von ihnen sind Wohnhäuser, Bohrer leben in ihnen für 4 Personen. Die Wohnwagen gliedern sich in einen Vorraum mit Garderobe, Waschbecken und Schränken sowie den Wohnbereich selbst.

Außerdem befinden sich in getrennten Wohnwagen (im lokalen Slang - "Balken") ein Badehaus und eine Küche-Esszimmer. In letzterem haben wir super gefrühstückt und die Details der Arbeiten besprochen, in denen ich sofort bleiben wollte Almetyevsk ... Achten Sie auf die Preise!

Wir haben ca. 2,5 Stunden an der Bohranlage verbracht und ich war wieder einmal überzeugt, dass ein so schwieriges und gefährliches Geschäft wie Bohren und Ölförderung im Allgemeinen nur sein können gute Menschen... Sie haben mir auch erklärt, dass schlechte Leute nicht hier bleiben.

Freunde, danke fürs Lesen bis zum Ende. Hoffentlich haben Sie jetzt eine etwas bessere Vorstellung vom Bohrvorgang. Wenn Sie noch Fragen haben, stellen Sie diese in den Kommentaren. Ich selbst oder mit Hilfe von Experten - ich werde auf jeden Fall antworten!

Heute sind das die wichtigsten Natürliche Ressourcen, die für das volle Leben der Menschheit benötigt werden. Öl spielt eine besondere Rolle in der Kraftstoff- und Energiebilanz, es wird zur Herstellung von Kraftstoffen, Lösungsmitteln, Kunststoffen, Reinigungsmitteln und vielem mehr verwendet. Gas wird hauptsächlich als Heizquelle, Kochbrennstoff, Maschinenbrennstoff und Rohstoff für die Herstellung verschiedener organischer Stoffe verwendet. Aus diesem Grund ist ihr Bergbau zum wichtigsten Wirtschaftszweig der Welt geworden. Um diese tief unter der Erde befindlichen Mineralien zu gewinnen, braucht man Öl-Gas-Brunnen.

1 - Mantelrohre;

2 - Zementstein;

4 - Perforation im Gehäuse und Zementstein;

ich - Richtung;

II - Dirigent;

III - Zwischensäule;

IV - Produktionsgehäuse.

Was ist das?

Ein Brunnen ist ein zylindrisches Loch im Boden mit mit einer speziellen Lösung verstärkten Bodenwänden, zu dem eine Person keinen Zugang hat. Die Länge reicht von mehreren Metern bis zu mehreren Kilometern, je nach Tiefe der Mineralvorkommen.

Der Bau einer Gasquelle ist der Prozess der Schaffung einer Mine, die im Boden arbeitet. Ein qualitativ hochwertiger Prozess erfordert leistungsstarke Bohrgeräte. Heute ist die Hälfte der Bohrinseln dieselbetrieben. Sie sind sehr praktisch, wenn kein Strom vorhanden ist. Ihre Leistung wird von den Herstellern ständig verbessert. Es muss daran erinnert werden, dass der Prozess der Gesteinszerstörung Hightech ist, der hochwertige Ausrüstung und qualifizierte Fachkräfte erfordert.

Nun und seine Komponenten

Was ist und wie unterscheidet es sich von Minen und Brunnen? Bei Bedarf können die Menschen in Minen oder Brunnen hinabsteigen, aber sie haben keinen Zugang zum Brunnen. Außerdem ist die Länge größer als der Durchmesser. Aus dem oben Gesagten können wir schließen, dass ein Brunnen eine zylindrische Mine ist, die ohne Zugang von Personen betrieben wird.

Öl-Gas-Brunnen besteht aus dem Mund - das ist der obere Teil, der Rumpf ist die Wand und der untere Teil ist der Boden. Die Struktur selbst besteht aus mehreren Teilen. Diese Teile sind Führungen, Leiter und Produktionsstränge. Bohren einer Öl- und Gasquelle muss effizient durchgeführt werden, damit die Bodenschichten bei der weiteren Nutzung nicht erodiert werden. Daher wird nach dem Einbau der Führungssäule der Raum zwischen Boden und Rohrwand sorgfältig verkittet. Dies ist besonders wichtig, da aktives Süßwasser durch die oberen Bodenschichten fließt. Der nächste Prozess besteht darin, einen Dirigenten zu bauen. Dies ist der Abstieg der Säulen in eine noch größere Tiefe und wiederum die Zementierung des Raums zwischen ihnen und dem Boden. Dann werden alle diese Vorgänge abgeschlossen, indem der Produktionsstrang bis zum Boden geführt wird und wieder der gesamte Raum vom Boden bis zum Bohrlochkopf zementiert wird. Dies bietet einen guten Schutz gegen Delamination von Bodenschichten und Grundwasser.

Arten von Bergwerksarbeiten

Ölbau Gasbrunnen Unterteilt in:

• Horizontal
• Vertikal
• Schräg
• Mehrläufig
• Mehrloch

Klassifizierung nach Zweck

Jeder hat seinen eigenen Zweck, im Folgenden werden wir betrachten, in welche Kategorien sie unterteilt sind:

• Suchmaschinen
• explorativ
• betriebsbereit

Die häufigsten sind vertikal. Bei der Installation darf der Neigungswinkel zur Vertikalen 5 Grad nicht überschreiten. Wenn es überschritten wird, wird es als geneigt bezeichnet. Die horizontale hat einen Neigungswinkel von 80 bis 90 Grad von der Vertikalen, aber da es keinen Sinn macht, mit einer solchen Neigung zu bohren, bohren sie einen gewöhnlichen Brunnen oder einen geneigten Brunnen, und dann wird das Bohrloch selbst entlang der erforderlichen Flugbahn gestartet . Design impliziert die Verwendung von Multi-Barrel- und Multi-Loch-Strukturen. Der Unterschied besteht darin, dass der multilaterale mehrere Stämme hat, die sich von einem Punkt oberhalb der produktiven Bodenschicht aus verzweigen. Und der multilaterale hat mehrere Gesichter, während der Verzweigungspunkt niedriger ist.

Einen Gasbrunnen bohren

Auf Exploration wird es nicht verzichten, denn es ermöglicht Ihnen, Mineralreserven zu klären und Daten für die Erstellung eines Projekts zur Erschließung einer Lagerstätte zu sammeln.

Der wichtigste Teil der Gasförderungsarbeiten ist die operative „Grube“, denn mit ihrer Hilfe findet dieser magische Prozess der Öl- und Gasförderung statt. Operational kann wiederum in mehrere Untertypen unterteilt werden, wie zum Beispiel:

• Bergbau Haupt
• Entladen
• Reservieren
• Geschätzt
• Steuerung
• Besonderer Zweck
• Zweitstudium

Sie alle spielen eine große Rolle in diesem Komplex der Gasförderung. Die ersten sind direkt für die Gasförderung bestimmt. Injektion - um den erforderlichen Druck in produktiven Formationen aufrechtzuerhalten. Reserve - wird verwendet, um den Hauptfonds zu unterstützen, wenn das Reservoir heterogen ist. Schätzungen und Kontrollen werden verwendet, um Druckänderungen in den Formationen, ihre Sättigung und ihre Grenzen zu überwachen. Für das Sammeln von Brauchwasser und die Beseitigung von Brauchwasser sind besondere Zwecke erforderlich. Und bei Verschleiß der Hauptproduktions- und Einspritzdüsen sind Backups erforderlich.

Bohrmethoden

Experten identifizieren mehrere Methoden, mit denen Ölbohrungen durchgeführt werden.

• rotierend - ist eine der am häufigsten verwendeten Bohrmethoden. Ein Stückchen geht tief in das Gestein, das sich gleichzeitig mit den Bohrgestängen dreht. Die Drehbohrgeschwindigkeit hängt direkt von der Stärke des Gesteins und dem Index ihres Widerstands ab. Die Popularität dieser Methode ist darauf zurückzuführen, dass der Wert des Räuchermoments je nach Stärke und Dichte von Gesteinen und Böden angepasst werden kann. Darüber hinaus ist das Drehbohren in der Lage, während eines langfristigen Arbeitsprozesses ziemlich hohen Belastungen standzuhalten;
• Turbine - Der Hauptunterschied zwischen dieser Methode und der rotierenden ist die Verwendung eines Bohrers, der mit der Turbine einer Turbinenbohrmaschine zusammenarbeitet. Der Rotationsvorgang des Meißels und des Bohrers erfolgt aufgrund des Drucks der Wasserkraft, die sich in eine bestimmte Richtung zwischen dem Stator und dem Rotor bewegt;
• Schraube - die Arbeitseinheit, mit deren Hilfe das Schraubenbohren nach Öl durchgeführt wird, besteht aus vielen mechanischen Schrauben, die den Bohrer antreiben. Derzeit wird die Schraubmethode selten verwendet.

Seine Etappen

Die moderne Industrie verwendet verschiedene Bohrarten, die jedoch alle aus diesen grundlegenden Phasen bestehen.

Brunnendesign für Öl und Gas entwickelt und verfeinert in Übereinstimmung mit den spezifischen geologischen Bedingungen der Bohrungen in einem bestimmten Gebiet. Sie muss die Erfüllung der übertragenen Aufgabe sicherstellen, d.h. Erreichen der Entwurfstiefe, Erschließen von öl- und gasführenden Lagerstätten und Durchführung der gesamten Studien und Arbeiten in der Bohrung, einschließlich ihrer Verwendung im Feldentwicklungssystem.

Das Bohrlochdesign hängt von der Komplexität des geologischen Abschnitts, der Bohrmethode, dem Zweck des Bohrlochs, der Methode zur Öffnung des produktiven Horizonts und anderen Faktoren ab.

Die Anfangsdaten für das Design von Bohrlöchern umfassen die folgenden Informationen:

der Zweck und die Tiefe des Brunnens;

Zielhorizont und Gesteinseigenschaften des Reservoirs;

geologischer Schnitt am Standort des Bohrlochs mit der Identifizierung von Zonen mit möglichen Komplikationen und Angabe des Lagerstättendrucks und des hydraulischen Fracking-Drucks nach Intervallen;

der Durchmesser des Förderstrangs oder der Enddurchmesser des Bohrlochs, wenn die Führung des Förderstrangs nicht vorgesehen ist.

Designauftrag Bohrlochkonstruktionen für Öl und Gas nächste.

Ist ausgewählt Bohrlochabschnitt eines Brunnens ... Die Auslegung des Bohrlochs im Intervall der produktiven Formation sollte die besten Bedingungen für den Öl- und Gasfluss in das Bohrloch und die effizienteste Nutzung der Formationsenergie der Öl- und Gaslagerstätte bieten.

Das Erforderliche die Anzahl der Verrohrungsstränge und die Tiefe ihrer Verlegung... Zu diesem Zweck ein Diagramm der Änderungen des Koeffizienten der anomalen Formationsdrücke k und des Index der Absorptionsdrücke kspl.

Die Wahl ist berechtigt der Durchmesser des Produktionsstrangs und die Durchmesser der Futterrohrstränge und -meißel sind vereinbart... Die Durchmesser werden von unten nach oben berechnet.

Zementierungsintervalle ausgewählt... Vom Verrohrungsschuh bis zum Bohrlochkopf werden zementiert: Verrohrungsleiter in allen Bohrlöchern; Zwischen- und Produktionsstränge in Explorations-, Prospektions-, Parameter-, Referenz- und Gasbohrungen; Zwischenspalten in Ölquellen Tiefe über 3000 m; auf einem Abschnitt mit einer Länge von mindestens 500 m ab dem Schuh eines Zwischenstrangs in Ölquellen mit einer Tiefe von bis zu 3004 m (vorausgesetzt, dass alle durchlässigen und instabilen Gesteine ​​mit einer Verpressschlämme bedeckt sind).

Das Intervall für die Zementierung von Fördersträngen in Ölquellen kann auf den Abschnitt vom Schuh bis zu dem Abschnitt begrenzt werden, der sich mindestens 100 m über dem unteren Ende des vorherigen Zwischenstrangs befindet.

Alle Futterrohrstränge in Offshore-Bohrlöchern sind über ihre gesamte Länge zementiert.

Phasen der Entwicklung eines Hydraulikprogramms zum Spülen eines Bohrlochs mit Bohrspülungen.

Unter Hydraulikprogramm versteht man einen Satz einstellbarer Parameter des Brunnenspülprozesses. Die Nomenklatur der einstellbaren Parameter ist wie folgt: Indikatoren für die Eigenschaften der Bohrspülung, den Durchfluss von Schlammpumpen, den Durchmesser und die Anzahl der Strahldüsen.

Bei der Erstellung eines Hydraulikprogramms wird davon ausgegangen:

Eliminieren Sie Formationsflüssigkeiten und Durchblutungsstörungen;

Erosion der Bohrlochwände und mechanische Zerstreuung des transportierten Bohrkleins verhindern, um die Bildung von Bohrschlamm auszuschließen;

Stellen Sie sicher, dass das Bohrgestein aus dem Ringraum des Brunnens entfernt wird;

Bedingungen für die maximale Nutzung des Jetting-Effekts schaffen;

Nutzen Sie die Hydraulikleistung der Pumpeinheit rationell;

Ausschließen Notfallsituationen beim Stoppen, Umwälzen und Starten von Schlammpumpen.

Die aufgeführten Anforderungen an das Hydraulikprogramm sind erfüllt, sofern das Multifaktor-Optimierungsproblem formalisiert und gelöst ist. Bekannte Konstruktionsschemata für den Spülprozess von Bohrlöchern basieren auf Berechnungen von hydraulischen Widerständen im System für einen gegebenen Pumpenfluss und Indikatoren für die Eigenschaften von Bohrspülungen.

Solche hydraulischen Berechnungen werden nach dem folgenden Schema durchgeführt. Zunächst wird basierend auf empirischen Empfehlungen die Bewegungsgeschwindigkeit der Bohrspülung im Ringraum eingestellt und die erforderliche Fördermenge der Spülungspumpen berechnet. Entsprechend den Passeigenschaften der Schlammpumpen wird der Durchmesser der Buchsen ausgewählt, um den erforderlichen Durchfluss bereitzustellen. Anschließend werden nach den entsprechenden Formeln hydraulische Verluste im System ohne Berücksichtigung der Druckverluste im Meißel ermittelt. Die Fläche der Strahldüsen wird anhand der Differenz zwischen dem maximalen Nennförderdruck (entsprechend den ausgewählten Buchsen) und den berechneten Druckverlusten durch hydraulische Widerstände ausgewählt.

Die Grundsätze der Auswahl einer Bohrmethode: die wichtigsten Auswahlkriterien unter Berücksichtigung der Tiefe des Bohrlochs, der Temperatur im Bohrloch, der Bohrkomplexität, des Konstruktionsprofils und anderer Faktoren.

Die Wahl eines Bohrverfahrens, die Entwicklung effektiverer Methoden zum Aufbrechen von Gesteinen am Grund eines Brunnens und die Lösung vieler Probleme im Zusammenhang mit dem Bau eines Brunnens sind ohne Untersuchung der Eigenschaften des Gesteins selbst, der Bedingungen seines Vorkommens und die Auswirkung dieser Bedingungen auf die Eigenschaften von Gesteinen.

Die Wahl des Bohrverfahrens hängt von der Struktur der Formation, ihren Lagerstätteneigenschaften, der Zusammensetzung der darin enthaltenen Flüssigkeiten und/oder Gase, der Anzahl der produktiven Schichten und den Koeffizienten der anomalen Formationsdrücke ab.

Die Wahl des Bohrverfahrens basiert auf einer vergleichenden Bewertung seiner Wirksamkeit, die von vielen Faktoren bestimmt wird, die je nach geologischen und methodischen Anforderungen (GMT), Zweck und Bohrbedingungen von entscheidender Bedeutung sein können.

Die Wahl des Verfahrens zum Bohren eines Bohrlochs wird auch durch den Zweck der Bohrvorgänge beeinflusst.

Bei der Auswahl einer Bohrmethode sollte man sich am Zweck des Brunnens, den hydrogeologischen Eigenschaften des Grundwasserleiters und seiner Tiefe sowie dem Arbeitsvolumen für die Entwicklung der Formation orientieren.

Kombination von BHA-Parametern.

Bei der Auswahl eines Bohrverfahrens ist neben technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu berücksichtigen, dass rotierende BHAs auf Basis eines Bohrlochmotors im Vergleich zum BHA technisch wesentlich fortschrittlicher und betriebssicherer, stabiler in der Konstruktion sind Flugbahn.

Ablenkkraft am Meißel gegen Bohrlochkrümmung zur Stabilisierung von BHA mit zwei Zentrierern.

Bei der Auswahl eines Bohrverfahrens ist neben technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu berücksichtigen, dass rotierende BHAs im Vergleich zu einem auf einem Bohrlochmotor basierenden BHA technisch wesentlich fortschrittlicher und zuverlässiger im Betrieb, stabiler in der Konstruktion sind Weg.

Um die Wahl der Bohrmethode in Nachsalzvorkommen zu belegen und die obige Schlussfolgerung über die rationelle Bohrmethode zu bestätigen, wurden die technischen Indikatoren des Turbinen- und Drehbohrens von Brunnen analysiert.

Bei der Auswahl der Bohrmethode mit Bohrloch-Hydraulikmotoren muss nach der Berechnung der axialen Belastung des Bohrers der Typ des Bohrlochmotors ausgewählt werden. Diese Auswahl erfolgt unter Berücksichtigung des spezifischen Drehmoments bei der Meißeldrehung, der axialen Belastung der Meißel und der Dichte der Bohrspülung. Die technischen Eigenschaften des ausgewählten Bohrlochmotors werden bei der Auslegung der Bohrkronendrehzahl und des hydraulischen Bohrlochspülprogramms berücksichtigt.

Frage über Wahl der Bohrmethode sollte auf der Grundlage einer Machbarkeitsstudie entschieden werden. Der Hauptindikator für die Auswahl einer Bohrmethode ist die Rentabilität - die Kosten für 1 Meter Penetration. [ 1 ]

Bevor Sie fortfahren Wahl der Bohrmethode Bei der Vertiefung des Bohrlochs mit gasförmigen Mitteln ist zu beachten, dass ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften ganz bestimmte Einschränkungen mit sich bringen, da einige Arten von gasförmigen Mitteln für eine Reihe von Bohrverfahren nicht anwendbar sind. In Abb. 46 zeigt mögliche Kombinationen verschiedener Arten von gasförmigen Mitteln mit aktuellen Bohrtechniken. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, sind die Bohrmethoden mit einem Rotor und einer elektrischen Bohrmaschine aus Sicht der Verwendung gasförmiger Medien am universellsten, weniger universell ist die Turbinenmethode, die nur bei der Verwendung von belüfteten Flüssigkeiten verwendet wird . [ 2 ]

Das Leistungsgewicht der PBU hat weniger Einfluss auf Auswahl der Bohrmethoden und deren Varianten als das Leistungsgewicht der Onshore-Bohranlage, da die PBU neben der eigentlichen Bohrausrüstung mit der für ihren Betrieb und das Halten an der Bohrstelle notwendigen Hilfsausrüstung ausgestattet ist. In der Praxis arbeiten Bohr- und Hilfsgeräte abwechselnd. Das minimal erforderliche Leistungsgewicht der MODU wird durch den Energieverbrauch der Nebenaggregate bestimmt, der manchmal höher ist als der für den Bohrantrieb benötigte. [ 3 ]

Achte, Abschnitt technisches Projekt gewidmet Wahl der Bohrmethode, Baugrößen von Bohrlochmotoren und Bohrlängen, Entwicklung von Bohrmodi. [ 4 ]

Mit anderen Worten, die Wahl des einen oder anderen Bohrlochprofils bestimmt in hohem Maße Wahl der Bohrmethode5 ]

Die Tragbarkeit der PBU hängt nicht vom Metallverbrauch und dem Leistungsgewicht des Geräts ab und hat keinen Einfluss auf Wahl der Bohrmethode, da es geschleppt wird, ohne das Gerät zu demontieren. [ 6 ]

Mit anderen Worten, die Wahl eines bestimmten Bohrlochprofiltyps bestimmt in hohem Maße Wahl der Bohrmethode, Bittyp, hydraulisches Bohrprogramm, Bohrparameter und umgekehrt. [ 7 ]

Die Nickparameter einer schwimmenden Basis sollten bereits in der Anfangsphase der Rumpfkonstruktion rechnerisch ermittelt werden, da davon die Reichweite von Seewellen abhängt, bei der ein normaler und sicherer Betrieb möglich ist, sowie Wahl der Bohrmethode, Systeme und Vorrichtungen, um die Auswirkungen des Walzens auf den Arbeitsprozess zu reduzieren. Eine Verringerung des Nickens kann durch eine rationelle Auswahl der Größe der Rümpfe, ihrer gegenseitigen Anordnung und der Verwendung passiver und aktiver Mittel zur Bekämpfung des Nickens erreicht werden. [ 8 ]

Das Bohren von Brunnen und Brunnen ist nach wie vor die am weitesten verbreitete Methode zur Erkundung und Gewinnung von Grundwasser. Auswahl einer Bohrmethode bestimmen: den Grad der hydrogeologischen Untersuchung des Gebiets, den Zweck der Arbeiten, die erforderliche Zuverlässigkeit der erhaltenen geologischen und hydrogeologischen Informationen, die technischen und wirtschaftlichen Indikatoren der betrachteten Bohrmethode, die Kosten für 1 m3 produziertes Wasser, die Lebensdauer des Brunnens. Die Wahl der Bohrtechnik wird von der Temperatur des Grundwassers, dem Grad seiner Mineralisierung und der Aggressivität gegenüber Beton (Zement) und Eisen beeinflusst. [ 9 ]

Beim Bohren von Ultratiefbrunnen ist die Vermeidung von Bohrlochabweichungen aufgrund der negativen Folgen der Bohrlochkrümmung während der Vertiefung sehr wichtig. Daher bei Auswahl an Methoden zum Bohren von Ultratiefbrunnen, und insbesondere deren oberen Intervalle, sollte auf die Beibehaltung der Vertikalität und Geradheit des Bohrlochs geachtet werden. [ 10 ]

Die Wahl des Bohrverfahrens sollte anhand einer Machbarkeitsstudie entschieden werden. Der Hauptindikator für Wahl der Bohrmethode ist Rentabilität - die Kosten für 1 m Penetration. [ 11 ]

Somit übersteigt die Geschwindigkeit des Drehbohrens mit Schlammspülung die Geschwindigkeit des Schlagdrahtbohrens um das 3- bis 5-fache. Daher ist der entscheidende Faktor in Wahl der Bohrmethode muss sein wirtschaftliche Analyse. [12 ]

Die technische und wirtschaftliche Effizienz eines Projektes zum Bau von Öl- und Gasbohrungen hängt maßgeblich von der Aussagekraft des Vertiefungs- und Spülverfahrens ab. Das Design der Technologie dieser Prozesse umfasst Wahl der Bohrmethode, die Art des Gesteinsbrechwerkzeugs und die Bohrmodi, die Auslegung des Bohrstrangs und seine Grundanordnung, das hydraulische Vertiefungsprogramm und Indikatoren für die Eigenschaften der Bohrspülung, die Arten der Bohrspülungen und die erforderlichen Chemikalien- und Materialmengen um ihre Eigenschaften zu erhalten. Die Verabschiedung von Konstruktionsentscheidungen bestimmt die Wahl des Bohrgerätetyps, der zusätzlich von der Konstruktion der Futterrohrstränge und den geographischen Bedingungen des Bohrens abhängt. [ 13 ]

Die Anwendung der Ergebnisse der Problemlösung schafft eine breite Möglichkeit für eine tiefe, umfassende Analyse der Bohrkronenentwicklung in einer großen Anzahl von Objekten mit einer großen Vielfalt von Bohrbedingungen. In diesem Fall ist es auch möglich, Empfehlungen für Auswahl der Bohrmethoden, Bohrlochmotoren, Schlammpumpen und Spülflüssigkeit. [ 14 ]

In der Praxis des Brunnenbaus haben sich folgende Bohrverfahren durchgesetzt: Rotary mit Direktspülung, Rotary mit Rückspülung, Rotary mit Lufteinblasung und Schlagseil. Die Bedingungen für die Verwendung verschiedener Bohrmethoden werden durch die tatsächlichen technischen und technologischen Merkmale von Bohranlagen sowie durch die Qualität der Arbeiten beim Bau von Brunnen bestimmt. Es ist zu beachten, dass für Auswahl einer Methode zum Bohren von Brunnen auf Wasser ist nicht nur die Durchdringungsrate von Brunnen und die Herstellbarkeit des Verfahrens zu berücksichtigen, sondern auch die Bereitstellung solcher Parameter der Öffnung des Grundwasserleiters, bei der die Verformung des Gesteins in der Bodenlochzone auf ein Minimum eingehalten wird und seine Durchlässigkeit im Vergleich zum Reservoir nicht abnimmt. [ 1 ]

Es ist viel schwieriger, ein Bohrverfahren zum Vertiefen eines vertikalen Bohrlochs zu wählen. Wenn beim Ausbohren des nach der Bohrpraxis gewählten Intervalls unter Verwendung von Bohrspülungen mit der Krümmung des vertikalen Bohrlochs gerechnet werden kann, werden in der Regel Hämmer mit entsprechender Bohrkrone verwendet. Wenn keine Krümmung beobachtet wird, dann Wahl der Bohrmethode wird wie folgt durchgeführt. Bei weichen Gesteinen (weicher Schiefer, Gips, Kreide, Anhydrit, Salz und weicher Kalkstein) empfiehlt sich das Elektrobohren mit Bohrerdrehzahlen bis 325 U/min. Mit zunehmender Gesteinshärte werden die Bohrverfahren in der Reihenfolge Verdrängermotor, Drehbohren und Drehschlagbohren angeordnet. [ 2 ]

Im Hinblick auf die Erhöhung der Geschwindigkeit und Reduzierung der Baukosten von Bohrlöchern mit einer PBU ist die Bohrmethode mit Hydrotransport des Kerns interessant. Dieses Verfahren kann unter Ausschluss der oben genannten Anwendungsbeschränkungen bei der Exploration von Placer aus der Bohrinsel in den Prospektions- und Prospektions- und Bewertungsstadien der geologischen Exploration verwendet werden. Die Kosten für die Bohrausrüstung überschreiten unabhängig von der Bohrmethode nicht 10 % der Gesamtkosten des Bohrgeräts. Daher hat die Änderung der Kosten der Bohrausrüstung allein keinen signifikanten Einfluss auf die Herstellungs- und Wartungskosten der PBU und auf Wahl der Bohrmethode... Die Erhöhung der Kosten der MODU ist nur dann gerechtfertigt, wenn sie die Arbeitsbedingungen verbessert, die Sicherheit und Geschwindigkeit des Bohrens erhöht, die Anzahl der witterungsbedingten Ausfallzeiten verringert und die Bohrsaison zeitlich verlängert. [ 3 ]

Auswahl des Bittyps und des Bohrmodus: Auswahlkriterien, Methoden zum Erhalten von Informationen und deren Verarbeitung, um optimale Modi festzulegen, den Wert der Parameter zu kontrollieren .

Die Auswahl eines Bits erfolgt auf der Grundlage der Kenntnis der Gesteine ​​​​(g / p), die das gegebene Intervall ausmachen, d.h. nach der Härtekategorie und nach der Abrasivitätskategorie g / p.

Beim Bohren einer Explorationsbohrung und manchmal einer Produktionsbohrung werden Gesteine ​​​​in Form von intakten Säulen (Kernen) regelmäßig beprobt, um einen stratigraphischen Schnitt zu erstellen, um die lithologischen Eigenschaften des durchströmten Gesteins zu untersuchen und den Gehalt an Öl und Gas zu ermitteln in den Poren von Gesteinen usw.

Mit Bohrkronen wird der Kern an die Oberfläche gezogen (Abb. 2.7). Ein solcher Meißel besteht aus einem Bohrkopf 1 und einem Kernsatz, der mittels eines Gewindes mit dem Bohrkopfkörper verbunden ist.

Reis. 2.7. Schema einer Bohrkronenvorrichtung: 1 - Bohrkopf; 2 - Kern; 3 - Steg; 4 - Kernsatzkörper; 5 - Kugelhahn

Je nach Beschaffenheit des Gesteins, in dem Kernbohrungen durchgeführt werden, kommen Rollenkonus-, Diamant- und Hartmetall-Bohrköpfe zum Einsatz.

Der Bohrmodus ist eine Kombination von Parametern, die die Leistung des Bohrers erheblich beeinflussen und die der Bohrer von seiner Konsole aus ändern kann.

Pd [kN] - Belastung des Bits, n [U/min] - Drehzahl des Bits, Q [l / s] - Durchfluss (Vorschub) der Industrie. w-ty, H [m] - Bohren auf dem Bit, Vm [m / Stunde] - Fell. Penetrationsrate, Vav = H / tБ - Durchschnitt,

Vm (t) = dh / dtB - Momentan, Vr [m / h] - Bohrgeschwindigkeit, Vr = H / (tB + tSPO + tB), C [rub / m] - Betriebskosten pro 1 m Eindringtiefe, C = (Cd + Cch (tB + tSPO + tB))/H, Cd – Bitkosten; Cch - die Kosten für 1 Stunde Arbeit des Bohrers. Rev.

Phasen der Suche nach dem optimalen Modus - in der Entwurfsphase - Betriebsoptimierung des Bohrmodus - Anpassung des Entwurfsmodus unter Berücksichtigung der während des Bohrprozesses erhaltenen Informationen.

Im Designprozess verwenden wir inf. beim Bohren erhalten. in diesem

Region, analog. conv., Daten auf golog. Abschnitt des Brunnens., Empfehlungen des Herstellers des Bohrers. Werkzeuge., Arbeitseigenschaften von Bohrlochmotoren.

Es gibt 2 Möglichkeiten, unten ein Bit auszuwählen: grafisch und analytisch.

Die Schneiden im Bohrkopf sind so montiert, dass das Gestein in der Mitte der Bohrlochsohle beim Bohren nicht zusammenbricht. Dies schafft die Voraussetzungen für die Bildung von Kern 2. Es gibt vier-, sechs- und weitere achtkonische Bohrköpfe, die für das Kernbohren in verschiedenen Formationen ausgelegt sind. Die Anordnung von Gesteinsschneidelementen in Diamant- und Karbid-Bohrköpfen ermöglicht auch, Gesteinsformationen nur entlang der Peripherie des Bohrlochbodens zu zerstören.

Beim Vertiefen des Bohrlochs gelangt die entstandene Gesteinssäule in den Kernsatz, der aus Körper 4 und Kernrohr (Bodenauflage) 3 besteht. Der Körper des Kernrohres dient zur Verbindung des Bohrkopfes mit dem Bohrgestänge, Platzieren des Bodens Pad und schützen Sie es vor mechanischer Beschädigung sowie für den Durchgang von Spülflüssigkeit zwischen ihm und dem Grunton. Das Bodenwerkzeug wurde entwickelt, um Kernproben aufzunehmen, sie während des Bohrens und beim Heben an die Oberfläche zu konservieren. Um diese Funktionen zu erfüllen, sind im unteren Teil der Socke Kerne und Kernhalter installiert, und oben - ein Kugelventil 5, das die aus dem Einweichen verdrängte Flüssigkeit durch sich selbst leitet, wenn es mit Kern gefüllt ist.

Je nach Einbauart des Erdbohrers im Korpus des Kernsatzes und im Bohrkopf gibt es Bohrkronen mit abnehmbarem und nicht abnehmbarem Erdbohrer.

Bohrkronen mit abnehmbarem Bagger ermöglichen das Anheben eines Baggers mit Kern, ohne den Bohrstrang anzuheben. Dazu wird an einem Seil ein Fänger in den Bohrstrang abgesenkt, mit dessen Hilfe ein Erdungswerkzeug aus dem Kernsatz entnommen und an die Oberfläche gehoben wird. Dann wird mit dem gleichen Fanggerät ein leerer Bagger abgesenkt und in den Rumpf des Kernsatzes eingebaut, und das Bohren mit Kernbohrung wird fortgesetzt.

Bohrkronen mit abnehmbarem Bodenträger werden zum Turbinenbohren und mit festen Bohrern zum Drehbohren verwendet.

Schematische Darstellung der Prüfung eines produktiven Horizonts mit einem Rohrformationstester.

Formationstester werden häufig beim Bohren verwendet und liefern die meisten Informationen über das getestete Ziel. Ein moderner Haushaltsbildungstester besteht aus folgenden Haupteinheiten: einem Filter, einem Packer, einem Probenehmer selbst mit Ausgleichs- und Haupteinlassventilen, einem Absperrventil und einem Zirkulationsventil.

Schematische Darstellung der einstufigen Zementierung. Die an diesem Vorgang beteiligte Druckänderung in den Zementierpumpen.

Die einstufige Bohrlochzementierungsmethode ist die gebräuchlichste. Bei diesem Verfahren wird die Zementaufschlämmung in einem vorbestimmten Intervall auf einmal zugeführt.

Die Endphase der Bohrarbeiten wird von einem Prozess begleitet, der das Zementieren von Bohrlöchern beinhaltet. Die Tragfähigkeit der gesamten Struktur hängt davon ab, wie gut diese Arbeiten ausgeführt werden. Das Hauptziel bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es, den Bohrschlamm durch Zement zu ersetzen, der einen anderen Namen hat - Zementschlämme. Beim Zementieren von Brunnen wird eine Zusammensetzung eingeführt, die aushärten und zu Stein werden muss. Heutzutage gibt es mehrere Möglichkeiten, den Prozess des Zementierens von Brunnen durchzuführen, die am häufigsten verwendete ist mehr als 100 Jahre alt. Es handelt sich um eine einstufige Verrohrungszementierung, die 1905 der Welt vorgestellt wurde und heute mit nur wenigen Modifikationen verwendet wird.

Zementierungsprozess

Die Technologie zum Zementieren von Bohrlöchern umfasst 5 Hauptarbeitsarten: die erste ist das Mischen der Zementaufschlämmung, die zweite das Einspritzen der Zusammensetzung in das Bohrloch, die dritte die Zufuhr der Mischung nach der gewählten Methode zum Ringraum, die vierte ist das Aushärten der Zementmischung und der fünfte ist die Qualitätskontrolle der durchgeführten Arbeiten.

Vor Beginn der Arbeiten sollte ein Zementierungsschema erstellt werden, das auf den technischen Berechnungen des Verfahrens basiert. Es wird wichtig sein, die bergbaulichen und geologischen Bedingungen zu berücksichtigen; die Länge des Intervalls, das verstärkt werden muss; Bohrlochkonstruktionsmerkmale sowie dessen Zustand. Es sollte bei Berechnungen und der Erfahrung mit der Durchführung solcher Arbeiten in einem bestimmten Bereich verwendet werden.

Abbildung 1. Schematische Darstellung des einstufigen Zementierungsprozesses.

In Abb. 1 sehen Sie die schematische Darstellung des einstufigen Zementierungsprozesses. "I" - Beginn der Gemischzufuhr zum Fass. "II" ist die Zufuhr der Mischung, die in das Bohrloch injiziert wird, wenn sich die Lösung durch die Verrohrung nach unten bewegt, "III" ist der Beginn des Einpressens der Vergussmasse in den Ringraum, "IV" ist die letzte Stufe des Drückens der Mischung. In Diagramm 1 - ein Manometer, das für die Überwachung des Druckniveaus verantwortlich ist; 2 - Zementierkopf; 3 - oberer Stopper; 4 - unterer Stecker; 5 - Gehäusestrang; 6 - Bohrlochwände; 7 - Stoppring; 8 - Flüssigkeit zum Pressen der Zementaufschlämmung; 9 - Bohrschlamm; 10 - Zementmischung.

Das schematische Diagramm einer zweistufigen Zementierung mit einer Fraktur in der Zeit. Vorteile und Nachteile.

Stufenzementierung mit einer Pause in der Zeit Das Zementierungsintervall wird in zwei Teile geteilt und eine spezielle Zementierhülse wird im Bohrloch in der Nähe der Schnittstelle installiert. Außerhalb der Säule, oberhalb und unterhalb der Kupplung, sind Zentrierlichter angebracht. Zementieren Sie zuerst den unteren Teil der Säule. Dazu wird 1 Portion cr in dem Volumen, das zum Füllen des cp vom Futterschuh zur Zementierhülse erforderlich ist, in die Verrohrung gepumpt, dann die Verdrängungsflüssigkeit. Für die Zementierung der Stufe 1 muss das Volumen der Verdrängungsflüssigkeit dem Innenvolumen der Säule entsprechen. Nach dem Pumpen des pz wird der Ball in die Säule fallen gelassen. Unter der Schwerkraft sinkt die Kugel die Saite hinunter und sitzt auf der unteren Hülse der Zementierhülse. Dann beginnen sie wieder mit dem Pumpen des PS in die Säule: Der Druck darin über dem Stopfen steigt, die Hülse bewegt sich bis zum Anschlag und das PS tritt durch die offenen Löcher aus der Säule. Durch diese Löcher wird das Bohrloch gespült, bis der Zementschlamm aushärtet (von mehreren Stunden bis zu einem Tag). Danach werden 2 Portionen cp zugepumpt, der obere Stopfen gelöst und die Lösung mit 2 Portionen pzh verdrängt. Der Stopfen, der die Hülse erreicht hat, wird mit Stiften im Körper der Zementierhülse verstärkt und drückt sie nach unten; In diesem Fall verschließt die Hülse die Löcher der Kupplung und trennt den Hohlraum der Säule vom Kontrollpunkt. Nach dem Aushärten wird der Dübel ausgebohrt. Der Installationsort der Kupplung wird in Abhängigkeit von den Gründen gewählt, die die Verwendung von Zementierschritten veranlasst haben. In Gasbohrungen wird die Zementierhülse 200-250 m über dem oberen Rand des Produktionshorizonts installiert. Wenn während der Bohrlochzementierung ein Verlustrisiko besteht, wird die Lage des Kragens so berechnet, dass die Summe der hydrodynamischen Drücke und des statischen Drucks der Spülungssäule im Ringraum geringer ist als der Bruchdruck der schwachen Formation. Zementierhülse immer gegen stabiles undurchlässiges Gestein anlegen und mit Laternen zentrieren. Sie werden verwendet: a) wenn die Aufnahme der Lösung während der einstufigen Zementierung unvermeidlich ist; b) beim Öffnen eines Reservoirs mit AED und während des Abbindens der Lösung nach einstufiger Zementierung kann es zu Überläufen und Gasbildung kommen; c) wenn die einstufige Zementierung die gleichzeitige Teilnahme am Betrieb einer Vielzahl von Zementpumpen und Mischmaschinen erfordert. Nachteile: großer zeitlicher Abstand zwischen dem Zementierungsende des unteren Abschnitts und dem Beginn des Zementierens des oberen Abschnitts. Dieser Nachteil kann hauptsächlich durch den Einbau eines externen Packers ca. unterhalb der Zementmuffe beseitigt werden. Wenn am Ende der Unterzementierung der Ringraum des Brunnens mit einem Packer verschlossen wird, kann sofort mit der Zementierung des Oberteils begonnen werden.

Grundsätze zur Berechnung der axialen Zugfestigkeit des Gehäuses für vertikale Brunnen. Die Besonderheiten der Berechnung von Spalten für abweichende und abweichende Wells.

Gehäuseberechnung Beginnen Sie mit der Bestimmung der externen Überdrücke. [ 1 ]

Berechnung von Futterrohrsträngen bei der Auslegung durchgeführt werden, um die Wanddicken und Festigkeitsgruppen des Mantelrohrmaterials auszuwählen sowie die Übereinstimmung der bei der Auslegung festgelegten Normsicherheitsbeiwerte mit den erwarteten unter Berücksichtigung der vorhandenen geologischen, technologischen , Marktbedingungen der Produktion. [ 2 ]

Berechnung von Futterrohrsträngen mit Trapezgewinde auf Zug erfolgt in Abhängigkeit von der zulässigen Belastung. Bei abschnittsweiser Verrohrung gilt die Abschnittslänge als Länge der Verrohrung. [ 3 ]

Gehäuseberechnung umfasst die Identifizierung von Faktoren, die den Gehäuseschaden beeinflussen, und die Auswahl der geeignetsten Stahlgüten für jeden spezifischen Betrieb in Bezug auf Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit. Das Design des Verrohrungsstrangs muss die Stranganforderungen für die Fertigstellung und den Betrieb eines Bohrlochs erfüllen. [ 4 ]

Berechnung von Futterrohrsträngen bei gerichteten Bohrlöchern unterscheidet sich von denen bei vertikalen Bohrlöchern durch die Wahl der Zugfestigkeit in Abhängigkeit von der Stärke der Bohrlochkrümmung sowie durch die Bestimmung des Außen- und Innendrucks, bei der die Position der für einen abweichenden Bohrloch charakteristischen Punkte bestimmt wird durch seine vertikale Projektion.

Berechnung von Futterrohrsträngen hergestellt nach den Höchstwerten der übermäßigen Außen- und Innendrücke sowie der axialen Belastungen (während des Bohrens, Testens, Betriebes, Brunnenüberholung) unter Berücksichtigung ihrer getrennten und gemeinsamen Wirkung.

Der Hauptunterschied Berechnung von Futterrohrsträngen für gerichtete Bohrlöcher aus der Berechnung für vertikale Bohrlöcher ist die Bestimmung der Zugfestigkeit, die in Abhängigkeit von der Stärke der Bohrlochkrümmung erfolgt, sowie die Berechnung von Außen- und Innendrücken unter Berücksichtigung der Dehnung des Bohrlochs

Gehäuseauswahl und Gehäuseberechnung Festigkeitsprüfungen werden unter Berücksichtigung der maximal zu erwartenden äußeren und inneren Überdrücke mit vollständigem Ersatz der Lösung durch das Formationsfluid sowie der axialen Belastungen der Rohre und der Aggressivität des Fluids in den Stadien des Bohrlochbaus und -betriebs durchgeführt, basierend auf bestehenden Strukturen.

Die Hauptbelastungen bei der Festigkeitsanalyse der Verrohrung sind axiale Zugbelastungen aufgrund ihres Eigengewichts sowie äußerer und innerer Überdruck während der Zementierung und des Bohrlochbetriebs. Darüber hinaus wirken weitere Lasten auf die Säule:

· Axiale dynamische Belastungen während der Zeit der instationären Bewegung der Säule;

· Axiale Belastungen aus den Reibungskräften des Strangs gegen die Wände des Bohrlochs während seines Laufs;

· Druckbelastungen aus einem Teil des Eigengewichts beim Entladen des Gehäuses nach unten;

· Biegebelastungen in abgelenkten Brunnen.

Berechnung des Fördermantels für eine Ölquelle

In den Formeln verwendete Symbole:

Abstand vom Bohrlochkopf zum Futterrohr, m L

Abstand vom Bohrlochkopf zum Zementschlamm, m h

Abstand vom Bohrlochkopf zum Flüssigkeitsspiegel im Strang, m N

Dichte der Druckflüssigkeit, g / cm 3 r Kühlmittel

Bohrflüssigkeitsdichte hinter dem Futterrohr, g / cm 3 r BR

Flüssigkeitsdichte in der Kolonne r B

Dichte der Verfüllzementschlämme hinter dem Futterrohr r CR

Interner Überdruck in einer Tiefe z, MPa P VIz

Übermäßiger äußerer Druck in einer Tiefe z P NIz

Zu hoher kritischer Außendruck, bei dem die Spannung

Der Druck im Rohrkörper erreicht die Streckgrenze Р КР

Reservoirdruck in Tiefe z R PL

Crimpdruck

Gesamtes Säulengewicht ausgewählter Abschnitte, N (MN) Q

Entlastungsfaktor des Zementringes k

Sicherheitsfaktor bei Berechnung für externen Überdruck n КР

Sicherheitsfaktor für Zugbemessung n STR

Abbildung 69. Schema der Bohrlochzementierung

Bei h> H Bestimmen Sie externe Überdrücke (bei Betriebsende) für die folgenden charakteristischen Punkte.

1: z = 0; R n und z = 0,01ρ bp * z; (86)

2: z = H; R n und z = 0,01ρ b. p * H, (MPa); (87)

3: z = h; R n und z = (0,01 [ρ b.ph – in (h – H)]), (MPa); (88)

4: z = L; R n und z = (0,01 [(ρ c.r – in) L – (ρ c. R – b. R) h + ρ in H)] (1 – k), (MPa). (89)

Wir bauen ein Grundstück A B C D(Abbildung 70). Dazu verschieben wir in horizontaler Richtung auf der akzeptierten Skala die Werte ρ n und z in Punkten 1 -4 (siehe Diagramm) und diese Punkte sind sequentiell durch gerade Liniensegmente miteinander verbunden

Abbildung 70. Diagramme von externem und internem

Überdrücke

Ermitteln Sie die Innenüberdrücke aus dem Zustand der Dichtheitsprüfung der Hülle in einem Schritt ohne Packer.

Bohrlochkopfdruck: R y = R pl - 0,01 ρ v L (MPa). (90)

Die wichtigsten Faktoren, die die Qualität der Bohrlochzementierung und die Art ihres Einflusses beeinflussen.

Die Qualität der Trennung von durchlässigen Formationen durch Zementieren hängt von folgenden Gruppen von Faktoren ab: a) der Zusammensetzung der Stopfmischung; b) Zusammensetzung und Eigenschaften des Zementschlamms; c) Zementierverfahren; d) Vollständigkeit des Austauschs der Verdrängungsflüssigkeit durch Zementschlamm im Ringraum des Bohrlochs; e) die Festigkeit und Dichtigkeit der Haftung des Dübelsteins mit dem Futterrohr und den Bohrlochwänden; f) die Verwendung zusätzlicher Mittel, um das Auftreten von Filtration und die Bildung von Sufffusionskanälen in der Zementschlämme während der Eindickungs- und Abbindezeit zu verhindern; g) Brunnenruhe während des Eindickens und Abbindens des Zementschlamms.

Grundlagen zur Berechnung der benötigten Mengen an Injektionsmaterial, Mischmaschinen und Zementieranlagen zur Herstellung und Injektion von Injektionsschlämme in die Verrohrung. Schema der Verrohrung von Zementiergeräten.

Es ist notwendig, die Zementierung für die folgenden Bedingungen zu berechnen:

- der Reservefaktor auf Höhe des Zementschlamms, der eingeführt wird, um Faktoren zu kompensieren, die nicht berücksichtigt werden können (statistisch ermittelt aus den Zementierungsdaten früherer Bohrungen); bzw. - der durchschnittliche Bohrlochdurchmesser und der Außendurchmesser des Förderrohrs, m; - die Länge des Zementierungsabschnitts, m; - der durchschnittliche Innendurchmesser des Förderrohrs, m; - die Höhe (Länge) des Zements Düse im Gehäuse belassen, m; - Sicherheitsfaktor des Verdrängungsfluids unter Berücksichtigung seiner Kompressibilität, - = 1,03; - - Koeffizient unter Berücksichtigung des Zementverlustes während des Be- und Entladevorgangs und der Zubereitung der Lösung; - - - Dichte des Zementschlamms, kg / m3 - Dichte der Bohrspülung, kg / m3; n - relativer Wassergehalt - Wasserdichte, kg / m3 - Schüttdichte von Zement, kg / m3;

Das zum Zementieren eines bestimmten Bohrlochintervalls erforderliche Volumen an Zementschlämme (m3): Vc.p. = 0,785 * kp * [(2-dn2) * lc + d02 * hc]

Verdrängungsflüssigkeitsvolumen: Vpr = 0,785 * - * d2 * (Lc-);

Pufferflüssigkeitsvolumen: Vb = 0,785 * (2-dн2) * lb;

Verfüllmasse Portlandzement: Мts = - ** Vtsr / (1 + n);

Das Wasservolumen für die Herstellung der Vergusslösung, m3: Vw = Mts * n / (kts * pw);

Vor dem Zementieren wird trockenes Vergussmaterial in die Bunker von Mischmaschinen geladen, dessen erforderliche Anzahl: nc = Mts / Vcm ist, wobei Vcm das Volumen des Mischbunkers ist.

Methoden zur Ausrüstung des unteren Abschnitts des Bohrlochs in der Zone der produktiven Formation. Bedingungen, unter denen es möglich ist, jedes dieser Verfahren anzuwenden.

1. Eine produktive Lagerstätte wird gebohrt, ohne die darüber liegenden Gesteine ​​vorläufig mit einem speziellen Futterrohrstrang zu überlappen, dann wird der Futterrohrstrang auf den Boden abgesenkt und zementiert. Um den inneren Hohlraum des Futterrohrstrangs mit dem produktiven Reservoir zu verbinden, ist er perforiert, d.h. eine große Anzahl von Löchern wird durch die Säule geschossen. Das Verfahren hat folgende Vorteile: einfach zu implementieren; ermöglicht es Ihnen, das Bohrloch selektiv mit jeder Zwischenschicht eines produktiven Reservoirs zu kommunizieren; die Kosten der eigentlichen Bohrarbeiten können geringer sein als bei anderen Zugangsmethoden.

2. Vorläufig wird der Futterrohrstrang abgesenkt und an der Oberseite des produktiven Reservoirs zementiert, wodurch die darüber liegenden Gesteine ​​isoliert werden. Das Reservoir wird dann mit kleineren Bohrern gebohrt und das Bohrloch wird unterhalb des Futterrohrschuhs offen gelassen. Das Verfahren ist nur anwendbar, wenn das Reservoir aus stabilem Gestein besteht und mit nur einer Flüssigkeit gesättigt ist; es erlaubt nicht die selektive Nutzung irgendeiner Zwischenschicht.

3. Es unterscheidet sich von dem vorherigen dadurch, dass das Bohrloch im produktiven Reservoir mit einem Filter verschlossen ist, der in der Verrohrung aufgehängt ist; der Raum zwischen Sieb und String wird oft mit einem Packer isoliert. Die Methode hat die gleichen Vorteile und Einschränkungen wie die vorherige. Im Gegensatz zum vorherigen kann es in Fällen angewendet werden, in denen eine produktive Lagerstätte aus Gesteinen besteht, die während des Abbaus nicht ausreichend stabil sind.

4. Das Bohrloch wird mit einem Rohrstrang bis zur Spitze der produktiven Lagerstätte verrohrt, dann wird diese ausgebohrt und mit einem Liner bedeckt. Der Liner wird über seine gesamte Länge zementiert und dann in einem vorbestimmten Intervall perforiert. Bei diesem Verfahren kann eine erhebliche Verschmutzung des Reservoirs vermieden werden, indem eine Spülflüssigkeit nur unter Berücksichtigung der Situation im Reservoir selbst gewählt wird. Es ermöglicht die selektive Nutzung verschiedener Zwischenschichten und ermöglicht Ihnen eine schnelle und kostengünstige Entwicklung eines Brunnens.

5. Es unterscheidet sich von der ersten Methode nur dadurch, dass der Futterrohrstrang nach dem Bohren des produktiven Reservoirs, dessen unterer Abschnitt aus Rohren mit Langlöchern vorgefertigt ist, in das Bohrloch abgesenkt wird und dass er nur über der Oberseite zementiert wird des produktiven Reservoirs. Der perforierte Abschnitt des Fadens wird gegen den Gehaltsbehälter gelegt. Mit diesem Verfahren ist es unmöglich, eine selektive Ausnutzung der einen oder anderen Zwischenschicht zu gewährleisten.

Faktoren, die bei der Auswahl eines Vergussmaterials zum Zementieren eines bestimmten Intervalls eines Brunnens berücksichtigt werden.

Die Wahl des Vergussmaterials zum Zementieren von Futterrohrsträngen wird durch die Gesteinseigenschaften des Abschnitts bestimmt. usw. Im Allgemeinen besteht die Vergussschlämme aus Vergusszement, Mediummischung, Reagenzien – Beschleuniger und Verzögerer der Abbindezeit, Reagenzien – Reduzierung der Filtrationsrate und speziellen Additiven. Bohrlochzement wird wie folgt ausgewählt: Je nach Temperaturintervall, je nach Messung der Dichte der Zementschlämme, je nach Art der Flüssigkeit und Ablagerungen im Zementierungsintervall wird die Zementmarke angegeben. Das Mischmedium wird in Abhängigkeit vom Vorhandensein von Salzablagerungen im Abschnitt des Bohrlochs oder dem Salzgehalt des Formationswassers ausgewählt. Um ein vorzeitiges Eindicken des Zementschlamms und eine Verwässerung von Produktionshorizonten zu verhindern, ist es erforderlich, die Filtrationsrate des Zementschlamms zu reduzieren. Als Reduzierer dieses Indikators werden NTF, Hypane, CMC, PVS-TR verwendet. Um die thermische Stabilität chemischer Additive zu erhöhen, Dispersionssysteme zu strukturieren und Nebenwirkungen bei der Verwendung einiger Reagenzien zu beseitigen, werden Ton, Natronlauge, Calciumchlorid und Chromate verwendet.

Auswahl eines Kernsatzes, um einen hochwertigen Kern zu erhalten.

Kernaufnahmewerkzeug - ein Werkzeug, das die Aufnahme, Trennung vom l / c-Massiv und die Erhaltung des Kerns während des Bohrvorgangs und während des Transports durch das Bohrloch ermöglicht. bis zum Abrufen zur Wiederholung für die Forschung. Varianten: - P1 - zum Drehbohren mit abnehmbarem (von BT abrufbarem) Kernbehälter, - P2 - nicht abnehmbarer Kernbehälter, - T1 - zum Turbinenbohren mit abnehmbarem Kernbehälter, - T2 - mit nicht abnehmbarem Kernbehälter . Typen: - zum Entkernen aus einem Massiv von dichtem g / p (Doppelkernrohr mit Kernaufnahme, isoliert von den Wannenkanälen und mit dem Körper des Geschosses rotierend), - zum Entnehmen von Kernen in g / c gebrochen, zerknittert , oder wechselnd in Dichte und Härte (nicht rotierende Kernaufnahme, aufgehängt an einem oder mehreren Lagern und zuverlässige Kernentferner und Kernhalter), - zum Entnehmen von Kernen in loser Schüttung l / c, leicht zu lösen. und Erosion. PZh (muss eine vollständige Abdichtung des Kerns und Überlappung des Kernlochs am Bohrende gewährleisten)

Konstruktionsmerkmale und Anwendungsgebiete von Bohrgestängen.

Führende Bohrgestänge werden verwendet, um die Rotation vom Rotor auf den Bohrstrang zu übertragen. Bohrgestänge sind normalerweise quadratisch oder sechseckig. Sie werden in zwei Versionen hergestellt: vorgefertigt und massiv. Bohrgestänge mit gestauchten Enden können nach außen und innen gestaucht werden. Bohrrohre mit angeschweißten Anschlussenden werden in zwei Ausführungen hergestellt: TBPV – mit angeschweißten Anschlussenden entlang des nach außen gestauchten Teils und TBP – mit angeschweißten Anschlussenden entlang des nicht gestauchten Teils an den Rohrenden, zylindrisches Gewinde mit einer Steigung von 4 mm, dauerhafte Verbindung des Rohres mit dem Schloss, dichtes Stecken mit dem Schloss. Bohrgestänge mit Stabilisierungsmanschetten unterscheiden sich von Standardrohren durch glatte Rohrabschnitte direkt hinter dem aufgeschraubten Nippel und Verschlusshülse und stabilisierende Dichtmanschetten an den Schlössern, kegeliges (1:32) Trapezgewinde mit einer Steigung von 5,08 mm mit an Innendurchmesserpaarung ……….

Die Prinzipien der Berechnung des Bohrstrangs beim Bohren mit einem Bohrlochmotor .

Berechnung des BK beim Bohren des SP eines gerade geneigten Abschnitts eines geneigten Brunnens

Qprod = Qcosα; Qnorm = Qsinα; Ftr = μQn = μQsinα (μ ~ 0,3);

Pprod = Qprod + Ftr = Q (sinα + μsinα)

LI> = Lsd + Lubt + Lnk + lI1 +… + l1n Wenn nicht, dann lIny = LI- (Lsd + Lubt + Lnk + lI1 +… + l1 (n-1))

Berechnung des BK beim Bohren des SD eines gekrümmten Abschnitts eines geneigten Brunnens.

II

Pi = FIItr + QIIprojects QIIprojects = |goR (sinαк-sinαн) |

Pi = μ | ± 2goR2 (sinαк-sinαн) -goR2sinαкΔα ± PнΔα |+ |goR2 (sinαк-sinαн) |

Δα = - Wenn>, dann cos “+”

"-Pн" - beim Wählen der Krümmung "+ Pн" - beim Zurücksetzen der Krümmung

es wird angenommen, dass der BC-Abschnitt aus einem Abschnitt besteht = πα / 180 = 0,1745α

Die Prinzipien der Berechnung des Bohrstrangs beim Drehbohren.

Statische Berechnung, wenn zyklische Wechselspannungen nicht berücksichtigt werden, sondern konstante Biege- und Torsionsspannungen berücksichtigt werden

Für ausreichend Kraft oder Ausdauer

Statische Berechnung für vertikale Brunnen:

;

Kz = 1,4 - bei Norm. Konv. Kz = 1,45 - mit Komplikationen. Konv.

für Hanglagen

;

;

Bohrmodus. Optimierungstechnik

Der Bohrmodus ist eine Kombination von Parametern, die die Leistung des Bohrers erheblich beeinflussen und die der Bohrer über sein Bedienfeld ändern kann.

Pd [kN] - Belastung des Bits, n [U/min] - Drehzahl des Bits, Q [l / s] - Durchfluss (Vorschub) der Industrie. w-ty, H [m] - Bohren auf dem Bit, Vm [m / Stunde] - Fell. Eindringgeschwindigkeit, Vsr = H / tБ - Durchschnitt, Vm (t) = dh / dtБ - Momentan, Vр [m / h] - Auslösegeschwindigkeit des Bohrens, Vр = H / (tБ + tСПП + tВ), C [rub / m ] - Betriebskosten pro 1 m Eindringtiefe, C = (Cd + Cch (tB + tSPO + tB)) / H, Cd - Einstandspreis des Bits; Cch - die Kosten für 1 Stunde Arbeit des Bohrers. Rev. Optimierung des Bohrmodus: maxVp - Exploration. gut, minC - explo. Gut ..

(Pd, n, Q) opt = minC, maxVp

C = f1 (Pd, n, Q); Vp = f2 (Pd, n, Q)

Phasen der Suche nach dem optimalen Modus - in der Designphase - Betriebsoptimierung des Bohrmodus - Anpassung des Designmodus unter Berücksichtigung der während des Bohrprozesses gewonnenen Informationen

Im Designprozess verwenden wir inf. beim Bohren erhalten. in dieser Region, in einem Analogon. conv., Daten auf golog. Abschnitt des Brunnens., Empfehlungen des Herstellers des Bohrers. Werkzeuge., Arbeitseigenschaften von Bohrlochmotoren.

2 Möglichkeiten, die Spitze des Bohrers im Bohrloch auszuwählen:

- Grafik tgα = dh / dt = Vm (t) = h (t) / (topt + tsp + tv) - analytisch

Klassifizierung von Methoden zur Stimulierung des Zuflusses während der Brunnenentwicklung.

Entwicklung bedeutet eine Reihe von Arbeiten, um einen Fluidfluss aus einer produktiven Formation zu induzieren, die bohrlochnahe Zone von Verunreinigungen zu reinigen und Bedingungen zu schaffen, um die höchstmögliche Bohrlochproduktivität zu erzielen.

Um einen Zufluss aus dem produktiven Horizont zu erhalten, ist es notwendig, den Druck im Bohrloch deutlich unter den Lagerstättendruck zu senken. Existiert verschiedene Wege Druckreduzierung basierend entweder auf dem Austausch einer schweren Bohrspülung durch eine leichtere oder auf einem sanften oder starken Abfall des Flüssigkeitsspiegels im Förderrohr. Um einen Zufluss aus einer Formation aus schwach stabilen Gesteinen zu induzieren, werden Methoden des sanften Druckabbaus oder mit geringer Amplitude von Druckschwankungen verwendet, um die Zerstörung der Lagerstätte zu verhindern. Wenn das Reservoir aus einem sehr festen Gestein besteht, wird oft die größte Wirkung mit einer scharfen Bildung großer Vertiefungen erzielt. Bei der Auswahl der Methode der Zuflussstimulation, der Größe und Art der Vertiefung müssen die Stabilität und Struktur des Speichergesteins, die Zusammensetzung und Eigenschaften der sättigenden Flüssigkeiten, der Verschmutzungsgrad beim Öffnen, die Vorhandensein von durchlässigen Horizonten in der Nähe der Ober- und Unterseite, die Stärke der Verrohrung und der Zustand der Bohrlochunterstützung. Bei einer sehr scharfen Erzeugung einer großen Vertiefung ist eine Verletzung der Festigkeit und Dichtheit der Auskleidung möglich, und bei einem kurzen, aber starken Druckanstieg im Bohrloch ist eine Flüssigkeitsaufnahme in die produktive Formation möglich.

Ersetzen einer schweren Flüssigkeit durch eine leichtere. Der Rohrstrang wird fast bis zum Boden geführt, wenn das Reservoir aus gut standfestem Gestein besteht, oder ungefähr bis zu den oberen Perforationen, wenn das Gestein nicht stabil genug ist. Der Austausch der Flüssigkeit erfolgt meist im Reverse-Circulation-Verfahren: Eine mobile Kolbenpumpe wird mit einer Flüssigkeit in den Ringraum gepumpt, deren Dichte geringer ist als die Dichte der Bohrspülung im Förderstrang. Wenn die leichtere Flüssigkeit den Ringraum füllt und die schwerere Flüssigkeit im Schlauch verdrängt, steigt der Druck in der Pumpe. Sie erreicht ihr Maximum in dem Moment, in dem sich die Leichtflüssigkeit dem Schlauchschuh nähert. p umt = (p pr -r Standby) qz nkt + p nkt + p mt, wobei p pr und p Standby die Dichte von schweren und leichten Flüssigkeiten ist, kg / m; z-Rohr - Rohrstrang-Lauftiefe, m; p nkt und p mt sind hydraulische Verluste im Rohrstrang und im Ringraum, Pa. Dieser Druck sollte den Druck des Produktionsgehäuses Druck p umt . nicht überschreiten< p оп.

Wenn das Gestein schwach stabil ist, wird der Wert der Dichteabnahme in einem Umlaufzyklus noch weiter reduziert, manchmal auf p -p = 150-200 kg / m3. Bei der Planung von Arbeiten zum Aufrufen des Zuflusses sollten Sie dies berücksichtigen und im Voraus Behälter mit einem Vorrat an Flüssigkeiten geeigneter Dichte sowie Einrichtungen zur Dichtekontrolle vorbereiten.

Beim Pumpen einer leichteren Flüssigkeit wird das Bohrloch entsprechend den Ablesungen von Manometern und dem Verhältnis der Flussraten der in den Ringraum gepumpten und aus dem Rohr herausfließenden Flüssigkeiten überwacht. Steigt die Fließgeschwindigkeit des austretenden Fluids, ist dies ein Zeichen für den Beginn des Zuflusses aus der Formation. Bei schnellem Anstieg der Durchflussmenge am Auslass der Verrohrung und Druckabfall im Ringraum wird der Abfluss durch eine Leitung mit Drossel geleitet.

Reicht der Ersatz der schweren Bohrspülung durch sauberes Wasser oder entgastes Öl nicht aus, um eine stabile Strömung aus der Formation zu erhalten, wird auf andere Verfahren zur Erhöhung des Absenkens oder der stimulierenden Wirkung zurückgegriffen.

Wenn die Lagerstätte aus wenig stabilem Gestein besteht, ist eine weitere Druckreduzierung möglich, indem Wasser oder Öl durch ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch ersetzt wird. Dazu werden eine Kolbenpumpe und ein mobiler Kompressor an den Ringraum des Brunnens angeschlossen. Nach dem Spülen des Brunnens mit sauberem Wasser wird der Pumpenfluss so gesteuert, dass der Druck darin deutlich niedriger ist als der zulässige Druck für den Kompressor und die Durchflussrate nach unten etwa 0,8-1 m / s beträgt und der Kompressor eingeschaltet ist . Der vom Kompressor gelieferte Luftstrom wird im Belüfter mit dem von der Pumpe gelieferten Wasserstrom gemischt, und das Gas-Flüssigkeits-Gemisch tritt in den Ringraum ein; Gleichzeitig beginnt der Druck in Kompressor und Pumpe zu steigen und erreicht ein Maximum in dem Moment, in dem sich das Gemisch dem Schlauchschuh nähert. Wenn sich das Gas-Flüssigkeits-Gemisch entlang des Rohrstrangs bewegt und das stille Wasser verdrängt wird, sinken die Drücke im Kompressor und in der Pumpe. Der Belüftungsgrad und die Reduzierung des statischen Drucks im Bohrloch wird nach Abschluss von ein oder zwei Zirkulationszyklen in kleinen Schritten erhöht, so dass der Druck im Ringraum am Bohrlochkopf den zulässigen Kompressor nicht überschreitet.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist die Notwendigkeit, eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit von Luft und Wasser aufrechtzuerhalten. Durch die Verwendung von Zweiphasenschaum anstelle eines Wasser-Luft-Gemisches kann der Luft- und Wasserverbrauch deutlich reduziert und der Druck im Brunnen effektiv gesenkt werden. Solche Schäume werden auf Basis von Salzwasser, Luft und einem geeigneten schäumenden Tensid hergestellt.

Reduzierung des Drucks im Brunnen mit einem Kompressor. Um einen Zufluss aus Formationen zu induzieren, die aus starken, stabilen Gesteinen bestehen, wird häufig die Kompressormethode zur Verringerung des Flüssigkeitsspiegels im Bohrloch verwendet. Die Essenz einer der Varianten dieser Methode ist wie folgt. Ein mobiler Kompressor bläst Luft so in den Ringraum ein, dass der Flüssigkeitsspiegel darin so tief wie möglich zurückgedrückt wird, die Flüssigkeit in der Rohrleitung belüftet und ein Unterdruck erzeugt wird, der notwendig ist, um einen Zufluss aus der produktiven Formation zu erhalten. Befindet sich der statische Flüssigkeitsspiegel im Bohrloch vor Beginn des Betriebs am Bohrlochkopf, die Tiefe, bis zu der das Niveau im Ringraum beim Einblasen von Luft zurückgedrückt werden kann.

Bei z cn > z Schläuchen bricht die vom Kompressor eingespritzte Luft in die Schläuche ein und beginnt die Flüssigkeit darin zu belüften, sobald der Pegel im Ringraum bis zum Schlauchschuh sinkt.

Wenn z cn> z-Rohre sind, werden beim Einführen der Rohre in die Brunnen vorläufig spezielle Startventile installiert. Das obere Startventil wird in einer Tiefe von z "start = z" cn - 20 m installiert. Beim Einblasen von Luft durch den Kompressor öffnet das Startventil in dem Moment, in dem die Drücke in der Rohrleitung und im Ringraum in der Tiefe ihrer Installation gleich sind; in diesem Fall beginnt Luft durch das Ventil in den Schlauch zu entweichen und die Flüssigkeit zu belüften, und der Druck im Ringraum und im Schlauch nimmt ab. Wenn nach Reduzierung des Drucks im Bohrloch der Zufluss aus der Formation nicht einsetzt und fast die gesamte Flüssigkeit aus der Rohrleitung über dem Ventil durch Luft verdrängt wird, schließt sich das Ventil, der Druck im Ringraum steigt wieder an und die Flüssigkeitsstand sinkt zum nächsten Ventil. Die Einbautiefe z "" des nächsten Ventils kann aus der Gleichung ermittelt werden, wenn wir z = z "" + 20 und z st = z "ch.

Befindet sich der statische Flüssigkeitsspiegel im Bohrloch vor Betriebsbeginn deutlich unterhalb des Bohrlochkopfes, so wird beim Einblasen von Luft in den Ringraum und Zurückdrücken des Flüssigkeitsspiegels auf die Tiefe z cf der Druck auf das Reservoir erhöht, was zur Aufnahme eines Teils der Flüssigkeit führen kann. Es ist möglich, die Aufnahme von Flüssigkeit in die Formation zu verhindern, wenn am unteren Ende des Rohrstrangs ein Packer installiert wird und ein spezielles Ventil im Rohr installiert wird und mit Hilfe dieser Vorrichtungen die Zone der produktiven Formation vom Rest des Brunnens getrennt. In diesem Fall bleibt beim Einblasen von Luft in den Ringraum der Druck auf die Formation unverändert, bis der Druck im Rohrstrang oberhalb des Ventils unter den Formationsdruck fällt. Sobald die Absenkung für den Zufluss der Formationsflüssigkeit ausreicht, wird das Ventil angehoben und die Formationsflüssigkeit beginnt entlang der Rohrleitung zu steigen.

Nach einem Zufluss von Öl oder Gas muss die Bohrung einige Zeit mit möglichst hoher Fließgeschwindigkeit arbeiten, damit die Bohrspülung und deren Filtrat sowie andere dort eingedrungene Schluffpartikel aus der Nähe entfernt werden können -Bohrlochzone; in diesem Fall wird die Durchflussmenge so geregelt, dass die Zerstörung des Reservoirs nicht beginnt. Proben der aus dem Bohrloch fließenden Flüssigkeit werden regelmäßig entnommen, um ihre Zusammensetzung und Eigenschaften zu untersuchen und den Gehalt an festen Partikeln darin zu kontrollieren. Die Abnahme des Gehalts an Feststoffpartikeln wird verwendet, um den Fortschritt der Reinigung der bohrlochnahen Zone von Verschmutzung zu beurteilen.

Wenn trotz der Erzeugung eines großen Drawdowns die Bohrlochflussrate niedrig ist, greifen sie normalerweise auf verschiedene Methoden zur Stimulierung der Formation zurück.

Klassifizierung von Stimulationsmethoden während der Brunnenentwicklung.

Basierend auf der Analyse kontrollierter Faktoren ist es möglich, eine Klassifizierung von Methoden der künstlichen Stimulation sowohl für die gesamte Formation als auch für die Bodenlochzone jedes spezifischen Bohrlochs zu erstellen. Nach dem Wirkprinzip werden alle Methoden der künstlichen Beeinflussung in folgende Gruppen eingeteilt:

1. Hydro-Gasdynamik.

2. Physikochemisch.

3. Thermisch.

4. Kombiniert.

Unter den Verfahren zur künstlichen Stimulierung des Reservoirs sind die am weitesten verbreiteten hydrogasdynamischen Verfahren, die mit der Steuerung der Größe des Reservoirdrucks durch Einspritzen verschiedener Flüssigkeiten in das Reservoir verbunden sind. Heute werden mehr als 90 % des in Russland geförderten Öls mit Methoden zur Kontrolle des Lagerstättendrucks durch Injektion von Wasser in die Lagerstätte verbunden, die als Reservoir Pressure Maintenance (RPM) Waterflooding bezeichnet wird. In einer Reihe von Bereichen wird die Lagerstättendruckhaltung durch Gasinjektion durchgeführt.

Die Feldentwicklungsanalyse zeigt, dass bei niedrigem Lagerstättendruck, dem Versorgungskreislauf weit genug von den Bohrlöchern oder wenn der Entwässerungsmodus nicht aktiv ist, die Ölförderungsrate ziemlich niedrig sein kann; Auch der Ölrückgewinnungsfaktor ist gering. In all diesen Fällen ist der Einsatz des einen oder anderen RPM-Systems notwendig.

Daher sind die Hauptprobleme bei der Verwaltung des Prozesses der Erschließung von Reserven durch künstliche Stimulierung des Reservoirs mit der Untersuchung von Wasserfluten verbunden.

Methoden zur künstlichen Beeinflussung der Bohrlochsohlenzonen haben ein wesentlich breiteres Spektrum an Möglichkeiten. Der Einfluss auf die bohrlochnahe Zone erfolgt bereits im Stadium der anfänglichen Öffnung des produktiven Horizonts im Bohrlochbau, was in der Regel zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der Bohrlochzone führt. Am weitesten verbreitet sind Methoden zur Beeinflussung der Bodenlochzone während des Betriebs von Bohrlöchern, die wiederum in Methoden zur Stimulierung des Zuflusses oder der Injektivität und Methoden zur Begrenzung oder Isolierung des Wasserzuflusses (Reparatur- und Isolationsarbeiten - RIR) unterteilt sind.

Die Klassifizierung von Methoden zur Stimulation der bohrlochnahen Zone, um den Zufluss oder die Injektivität zu stimulieren, wird vorgestellt in Tab. 1, und um Wasserzuflüsse zu begrenzen oder zu isolieren - in Tab. 2... Es ist ganz offensichtlich, dass die obigen Tabellen, da sie recht vollständig sind, nur die in der Praxis am besten getesteten Methoden zur künstlichen Beeinflussung des CCD enthalten. Sie schließen nicht aus, sondern legen die Notwendigkeit von Ergänzungen sowohl in Bezug auf die Expositionsmethode als auch auf die verwendeten Materialien nahe.

Bevor wir mit der Betrachtung von Methoden zum Management des Prozesses der Erschließung von Reserven fortfahren, stellen wir fest, dass das Untersuchungsobjekt ein komplexes System ist, das aus einer Lagerstätte (ölgesättigte Zone und Wiederauffüllungsgebiet) mit ihren Lagerstätteneigenschaften und Sättigungsflüssigkeiten und einer bestimmten Anzahl von Brunnen, die sich systematisch auf dem Reservoir befinden. Dieses System ist in hydrodynamischer Hinsicht vereinheitlicht, woraus folgt, dass jede Änderung eines seiner Elemente automatisch zu einer entsprechenden Änderung des Betriebs des gesamten Systems führt, d.h. Dieses System ist automatisch einstellbar.

Beschreiben Sie die technischen Mittel, um beim Bohren Betriebsinformationen zu erhalten.

Informationsunterstützung für den Prozess des Bohrens von Öl- und Gasquellen ist das wichtigste Glied im Bohrlochbauprozess, insbesondere bei der Erschließung und Erschließung neuer Öl- und Gasfelder.

Die Anforderungen an die Informationsunterstützung beim Bau von Öl- und Gasquellen sind in dieser Situation die Überführung der Informationstechnologien in die Kategorie der Informations- und Informationstechnologien, in der die Informationsunterstützung neben der Beschaffung der erforderlichen Informationsmenge eine zusätzliche wirtschaftliche, technologischer oder sonstiger Effekt. Diese Technologien umfassen die folgenden komplexen Arbeiten:

Kontrolle der oberflächentechnologischen Parameter und Auswahl der optimalsten Bohrmodi (z. B. Auswahl der optimalen Belastung des Bohrers, Sicherstellung von schnelle Geschwindigkeit Durchdringungen);

Bohrlochmessungen und Protokollierung während des Bohrens (MWD- und LWD-Systeme);

Messungen und Informationssammlung, begleitet von gleichzeitiger Kontrolle des technologischen Prozesses des Bohrens (Kontrolle der Trajektorie eines horizontalen Bohrlochs mit kontrollierten Bohrloch-Orientatoren gemäß den Daten von Bohrloch-Telemetriesystemen).

Bei der Informationsunterstützung des Brunnenbauprozesses kommt eine besonders wichtige Rolle zu: Geologische und technologische Forschung (GTI)... Die Hauptaufgabe des GTI-Dienstes besteht darin, die geologische Struktur des Bohrlochabschnitts zu untersuchen, produktive Formationen zu identifizieren und zu bewerten und die Qualität des Bohrlochbaus basierend auf den während der Bohrungen gewonnenen geologischen, geochemischen, geophysikalischen und technologischen Informationen zu verbessern. Die vom GTI-Dienst erhaltenen Betriebsinformationen sind von großer Bedeutung bei der Bohrung von Erkundungsbohrungen in schlecht untersuchten Regionen mit schwierigen bergbaulichen und geologischen Bedingungen sowie bei der Durchführung von Richt- und Horizontalbohrungen.

Durch die neuen Anforderungen an die informationstechnische Unterstützung des Bohrprozesses können die vom GTI-Dienst gelösten Aufgaben jedoch deutlich erweitert werden. Das hochqualifizierte Bedienpersonal der GTI-Charge, das an der Bohranlage arbeitet, ist in der Lage, praxisnah zu lösen ein volles Aufgabenspektrum zur informationstechnischen Unterstützung des Bohrprozesses:

geologische, geochemische und technologische Forschung;

Wartung und Arbeit mit Telemetriesystemen (MWD- und LWD-Systeme);

Wartung von auf Rohren abgesenkten Stand-alone-Mess- und Protokollsystemen;

Kontrolle von Bohrschlammparametern;

Qualitätskontrolle des Brunnengehäuses;

Studien der Formationsflüssigkeit während des Testens und des Bohrlochtests;

drahtgebundene Protokollierung;

Überwachungsdienste usw.

In einer Reihe von Fällen ist die Kombination dieser Arbeiten in GTI-Chargen wirtschaftlich rentabler und ermöglicht es Ihnen, Nebenkosten für die Wartung spezialisierter, eng fokussierter geophysikalischer Crews zu sparen, um die Transportkosten zu minimieren.

Derzeit gibt es jedoch keine technischen und softwaremethodischen Möglichkeiten, die aufgeführten Werke am GTI-Bahnhof zu einer einzigen technologischen Kette zusammenzufassen.

Daher wurde es notwendig, eine weiterentwickelte GTI-Station einer neuen Generation zu entwickeln, die die Funktionalität der GTI-Station erweitert. Betrachten Sie in diesem Fall die Hauptarbeitsbereiche.

Grundvoraussetzungen für moderne GTI-Station ist Zuverlässigkeit, Vielseitigkeit, Modularität und Informationsgehalt.

Stationsstruktur ist in Abb. 1. Es basiert auf dem Prinzip verteilter Fernerfassungssysteme, die über eine serielle Standardschnittstelle miteinander verbunden sind. Die wichtigsten nachgeschalteten Sammelsysteme sind Hubs zur Entkopplung der seriellen Schnittstelle und zum Anschluss einzelner Komponenten Stationen: Gaserfassungsmodul, Modul für geologische Instrumente, digitale oder analoge Sensoren, Informationstafeln. Über dieselben Konzentratoren sind andere autonome Module und Systeme mit dem Erfassungssystem (mit dem Aufzeichnungscomputer des Betreibers) verbunden - ein Qualitätskontrollmodul für die Bohrlochverrohrung (Verteilerblock), Oberflächenmodule von Bohrloch-Telemetriesystemen, geophysikalische Datenaufzeichnungssysteme wie "Hector" " oder "Vulkan" usw.

Reis. 1. Vereinfacht Strukturschema GTI-Stationen

Hubs müssen gleichzeitig für eine galvanische Trennung von Kommunikations- und Stromversorgungskreisen sorgen. Je nach Aufgabenstellung der GTI-Station kann die Anzahl der Konzentratoren unterschiedlich sein – von mehreren Einheiten bis hin zu mehreren zehn Einheiten. Software GTI-Station bietet volle Kompatibilität und abgestimmtes Arbeiten in einer einzigen Softwareumgebung aller technischen Mittel.

Prozessparameter Sensoren

Technologische Parametersensoren, die in GTI-Stationen verwendet werden, sind eine der wichtigsten Komponenten der Station. Die Genauigkeit der Messwerte und die Zuverlässigkeit des Betriebs der Sensoren bestimmen weitgehend die Effizienz des Schlammprotokollierungsdienstes bei der Lösung von Problemen der Überwachung und Betriebsführung des Bohrprozesses. Aufgrund der rauen Betriebsbedingungen (großer Temperaturbereich von –50 bis +50 °C, aggressive Umgebung, starke Vibrationen usw.) bleiben Sensoren jedoch das schwächste und unzuverlässigste Glied der technischen Mittel von GTI.

Die meisten Sensoren, die in Produktionschargen von GTI zum Einsatz kommen, wurden Anfang der 90er Jahre unter Verwendung heimischer Hardwarekomponenten und primärer Messelemente der heimischen Produktion entwickelt. Darüber hinaus wurden mangels Auswahl öffentlich verfügbare Primärkonverter eingesetzt, die den hohen Anforderungen an den Einsatz in einer Bohranlage nicht immer entsprachen. Dies erklärt die ungenügend hohe Zuverlässigkeit der verwendeten Sensoren.

Die Prinzipien der Messsensoren und ihre konstruktiven Lösungen wurden in Bezug auf inländische Bohrgeräte alten Modells gewählt, und daher ist ihre Installation auf modernen Bohrgeräten und noch mehr auf Bohrgeräten ausländischer Hersteller schwierig.

Aus dem oben Gesagten folgt, dass die Entwicklung einer neuen Sensorgeneration äußerst relevant und zeitgemäß ist.

Eine der Anforderungen bei der Entwicklung von GTI-Sensoren ist die Anpassung an alle auf dem russischen Markt existierenden Bohrgeräte.

Die Verfügbarkeit einer großen Auswahl an hochpräzisen Primärwandlern und hochintegrierten kleinen Mikroprozessoren ermöglicht die Entwicklung hochpräziser, programmierbarer Sensoren mit hoher Funktionalität. Die Sensoren verfügen über eine unipolare Versorgungsspannung und gleichzeitig digitale und analoge Ausgänge. Die Kalibrierung und Konfiguration der Sensoren erfolgt per Software von einem Rechner aus der Station, es besteht die Möglichkeit der Softwarekompensation von Temperaturfehlern und Linearisierung der Sensorkennlinie. Der digitale Teil der Elektronikplatine für alle Sensortypen ist vom gleichen Typ und unterscheidet sich nur in der Einstellung des internen Programms, wodurch es bei Reparaturarbeiten vereinheitlicht und austauschbar ist. Aussehen Sensoren sind in Abb. 2.

Reis. 2. Sensoren für technologische Parameter

Haken-Wägezelle hat eine Reihe von Funktionen (Abb. 3). Das Funktionsprinzip des Sensors basiert auf der Messung der Zugkraft des Drahtseils am „toten“ Ende mit einem DMS-Kraftsensor. Der Sensor verfügt über einen eingebauten Prozessor und einen nichtflüchtigen Speicher. Alle Informationen werden in diesem Speicher aufgezeichnet und gespeichert. Die Speicherkapazität ermöglicht es Ihnen, die monatliche Menge an Informationen zu speichern. Der Sensor kann mit einer autarken Stromquelle ausgestattet werden, die den Betrieb des Sensors sicherstellt, wenn die externe Stromquelle getrennt wird.

Reis. 3. Gewichtssensor am Haken

Bohrer Informationstafel entwickelt, um von Sensoren empfangene Informationen anzuzeigen und zu visualisieren. Das Aussehen der Anzeigetafel ist in Abb. 4.

Auf der Frontplatte der Bohrerkonsole befinden sich sechs Linearskalen mit zusätzlicher digitaler Anzeige zur Anzeige von Parametern: Drehmoment am Rotor, Einlassdruck, Einlassdichte des Einlasses, Lebensdauer im Tank, Durchflussmenge am Einlass , Durchflussmenge am Auslass. Die Parameter des Gewichtes am Haken, der Belastung des Gebisses werden analog zum GIV auf zwei Zifferblättern mit zusätzlicher Vervielfältigung in digitaler Form angezeigt. Im unteren Teil des Displays befindet sich eine lineare Skala zur Anzeige der Bohrgeschwindigkeit, drei digitale Indikatoren zur Anzeige von Parametern - Bohrlochtiefe, Position über dem Bohrloch, Gasgehalt. Die alphanumerische Anzeige dient zur Anzeige von Textnachrichten und Warnungen.

Reis. 4. Erscheinungsbild der Informationstafel

Geochemisches Modul

Das geochemische Modul der Station umfasst einen Gaschromatographen, einen Analysator für den Gesamtgasgehalt, eine Luft-Gas-Leitung und einen Bohrschlamm-Entgaser.

Der wichtigste Teil des geochemischen Moduls ist der Gaschromatograph. Für eine fehlerfreie und eindeutige Identifizierung von produktiven Intervallen beim Öffnen wird ein sehr zuverlässiges, genaues und hochempfindliches Gerät benötigt, das es ermöglicht, die Konzentration und Zusammensetzung von gesättigten Kohlenwasserstoffgasen im Bereich von 1 10 -5 bis 100 %. Um die GTI-Station zu vervollständigen, a Gaschromatograph "Rubin"(Abb. 5) (siehe Artikel in dieser Ausgabe von NTV).

Reis. 5. Feldchromatograph "Rubin"

Die Sensitivität des geochemischen Moduls der GTI-Station kann auch durch Erhöhung des Entgasungskoeffizienten der Bohrspülung erhöht werden.

Um das in der Bohrspülung gelöste Bohrlochgas zu isolieren, verwenden Sie Entgaser von zwei Typen(Abb. 6):

Schwimmerentgaser mit passiver Wirkung;

aktive Entgaser mit Zwangsstromteilung.

Schwimmer-Entgaser einfach und zuverlässig im Betrieb, bieten jedoch einen Entgasungskoeffizienten von nicht mehr als 1-2%. Entgaser mit Zwangsstromteilung können eine Entgasungsrate von bis zu 80-90% bieten, sind jedoch weniger zuverlässig und erfordern eine ständige Überwachung.

Reis. 6. Bohrschlamm-Entgaser

a) einen passiven Schwimmer-Entgaser; b) aktiver Entgaser

Die kontinuierliche Analyse des Gesamtgasgehalts erfolgt mit Remote-Gesamtgassensor... Der Vorteil dieses Sensors gegenüber herkömmlichen in der Station befindlichen Gesamtgasanalysatoren liegt in der Effizienz der gewonnenen Informationen, da sich der Sensor direkt auf der Anlage befindet und die Verzögerungszeit für den Gastransport von der Anlage zur Station entfällt. Darüber hinaus haben wir zur Vervollständigung der Stationen entwickelt Gassensoren zur Messung der Konzentrationen von Nicht-Kohlenwasserstoff-Komponenten des analysierten Gasgemisches: Wasserstoff H 2, Kohlenmonoxid CO, Schwefelwasserstoff H 2 S (Abb. 7).

Reis. 7. Sensoren zur Messung des Gasgehalts

Geologisches Modul

Das geologische Modul der Station ermöglicht die Untersuchung von Bohrklein, Kernproben und Formationsflüssigkeit beim Bohren eines Bohrlochs, die Registrierung und Verarbeitung der erhaltenen Daten.

Die von den Betreibern der GTI-Station durchgeführten Studien ermöglichen es, folgendes zu lösen Geologische Hauptaufgaben:

lithologische Sektion des Abschnitts;

Zuteilung von Kollektoren;

Beurteilung der Art der Reservoirsättigung.

Zur zeitnahen und qualitativ hochwertigen Lösung dieser Probleme wurde die optimale Instrumenten- und Ausrüstungsliste ermittelt und darauf aufbauend ein geologischer Instrumentenkomplex entwickelt (Abb. 8).

Reis. 8. Ausrüstung und Geräte des geologischen Moduls der Station

Mikroprozessor-Kohlenstoffzähler KM-1A wurde entwickelt, um die mineralische Zusammensetzung von Gesteinen in Karbonatabschnitten mithilfe von Bohrklein und Bohrkernen zu bestimmen. Mit diesem Gerät können Sie den Anteil von Calcit, Dolomit und unlöslichen Rückständen in der untersuchten Gesteinsprobe bestimmen. Das Gerät verfügt über einen eingebauten Mikroprozessor, der den Prozentsatz von Calcit und Dolomit berechnet, dessen Werte auf einer Digitalanzeige oder auf einem Monitorbildschirm angezeigt werden. Es wurde eine Modifikation des Karbonatomeres entwickelt, die es ermöglicht, den Gehalt des Sideritminerals im Gestein (Dichte 3,94 g / cm 3) zu bestimmen, der die Dichte von Karbonatgesteinen und Zement von terrigenen Gesteinen beeinflusst, was erheblich reduziert werden kann die Porositätswerte.

Schlammdichtemesser PSh-1 ist für die Express-Dichtemessung und Beurteilung der Gesamtporosität von Gesteinen durch Schnitte und Bohrkerne bestimmt. Das Messprinzip des Gerätes ist hydrometrisch, basierend auf dem Wiegen der untersuchten Schlammprobe in Luft und Wasser. Mit dem Dichtemessgerät PSh-1 kann die Dichte von Gesteinen mit einer Dichte von 1,1-3 . gemessen werden g / cm²³ .

Installation PP-3 wurde entwickelt, um Reservoirgesteine ​​zu identifizieren und die Reservoireigenschaften von Gesteinen zu untersuchen. Mit diesem Gerät können Sie die volumetrische, mineralogische Dichte und die Gesamtporosität bestimmen. Das Messprinzip des Gerätes ist thermogravimetrisch, basierend auf einer hochpräzisen Messung des Gewichts der untersuchten, zuvor mit Wasser gesättigten Gesteinsprobe und einer kontinuierlichen Überwachung der Gewichtsänderung diese Probe da Feuchtigkeit beim Erhitzen verdunstet. Zum Zeitpunkt der Verdunstung von Feuchtigkeit kann man den Wert der Durchlässigkeit des untersuchten Gesteins beurteilen.

Flüssigdestillationseinheit UDZh-2 bestimmt für Beurteilung der Sättigungsart von Gesteinsspeichern durch Bohrklein und Bohrkerne, Filtrationsdichteeigenschaften, und ermöglicht auch die Bestimmung der Restölwassersättigung aus Bohrkernen und Bohrklein direkt an der Bohranlage durch Anwendung eines neuen Ansatzes im Destillat Kühlsystem. Das Gerät verwendet ein Kondensatkühlsystem auf Basis eines thermoelektrischen Peltier-Elements anstelle der verwendeten Wasserwärmetauscher in solchen Geräten. Dies reduziert Kondensatverluste durch eine kontrollierte Kühlung. Das Funktionsprinzip der Anlage basiert auf der Verdrängung von Formationsflüssigkeiten aus den Poren von Gesteinsproben aufgrund von Überdruck, der beim thermostatisch gesteuerten Aufheizen von 90 auf 200 ºС ( 3 ºС) entsteht, Kondensation von Dämpfen in einem Wärmetauscher und Separation des bei der Destillation gebildeten Kondensats durch Dichte in Öl und Wasser.

Thermische Desorptions- und Pyrolyseeinheit ermöglicht die Bestimmung des Vorhandenseins von freien und sorbierten Kohlenwasserstoffen anhand von kleinen Gesteinsproben (Schnitte, Kernstücke) sowie die Beurteilung des Vorhandenseins und des Umwandlungsgrades von organischem Material und basierend auf der Interpretation der erhaltenen Daten, um in den Abschnitten der Brunnen die Intervalle der Reservoirs, die Abdeckungen der produzierenden Sedimente zu unterscheiden und auch die Art der Sättigung der Sammler zu beurteilen.

IR-Spektrometer hergestellt für Bestimmung des Vorkommens und quantitative Bewertung des im untersuchten Gestein (Gaskondensat, Leichtöl, Schweröl, Bitumen usw.) vorhandenen Kohlenwasserstoffs, um die Art der Lagerstättensättigung zu beurteilen.

Luminoskop LU-1M mit UV-Fernbelichter und Aufnahmegerät dient der Untersuchung von Bohrklein und Kernproben unter ultravioletter Beleuchtung, um das Vorhandensein von bituminösen Stoffen im Gestein sowie deren quantitative Bewertung zu bestimmen. Das Messprinzip des Geräts basiert auf der Eigenschaft von Bitumoiden, bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen ein "kaltes" Leuchten auszusenden, dessen Intensität und Farbe es ermöglichen, das Vorhandensein, die qualitative und quantitative Zusammensetzung von Bitumen in . visuell zu bestimmen das untersuchte Gestein, um die Art der Reservoirsättigung zu beurteilen. Das Gerät zum Fotografieren von Hauben dient der Dokumentation der Ergebnisse der Lumineszenzanalyse und hilft, den subjektiven Faktor bei der Bewertung der Analyseergebnisse zu eliminieren. Der Remote Illuminator ermöglicht die Voruntersuchung eines großen Bohrkerns an der Bohrstelle, um das Vorhandensein von Bitumoiden zu erkennen.

Schlammtrockner OSH-1 entwickelt für die schnelle Trocknung von Schlammproben unter dem Einfluss von Wärmefluss. Der Luftentfeuchter verfügt über einen eingebauten einstellbaren Timer und mehrere Modi zum Einstellen der Intensität und Temperatur des Luftstroms.

Die technischen und informationellen Fähigkeiten der beschriebenen GTI-Station entsprechen modernen Anforderungen und ermöglichen die Implementierung neuer Technologien zur Informationsunterstützung beim Bau von Öl- und Gasquellen.

Bergbauliche und geologische Eigenschaften des Abschnitts, die das Auftreten, die Vorbeugung und die Beseitigung von Komplikationen beeinflussen.

Komplikationen beim Bohrvorgang treten aus folgenden Gründen auf: schwierige bergbauliche und geologische Bedingungen; geringes Bewusstsein für sie; niedrige Bohrgeschwindigkeit, zum Beispiel durch lange Stillstandszeiten, schlechte technologische Lösungen in der technischen Planung für den Bau eines Brunnens.

Bei komplizierten Bohrungen kommt es häufiger zu Unfällen.

Bergbauliche und geologische Eigenschaften müssen bekannt sein, um ein Projekt für den Bau eines Brunnens korrekt zu erstellen, um Komplikationen bei der Durchführung des Projekts zu vermeiden und zu bewältigen.

Reservoirdruck (Ppl) - Flüssigkeitsdruck in Gesteinen mit offener Porosität. So heißen die Gesteine, in denen die Hohlräume miteinander kommunizieren. Dabei kann das Formationsfluid nach den Gesetzen der Hydromechanik strömen. Zu diesen Gesteinen gehören Verstopfungsgesteine, Sandsteine, Reservoirs von produktiven Horizonten.

Porendruck (Ppor) ist der Druck in geschlossenen Hohlräumen, also der Druck des Fluids im Porenraum, in dem die Poren nicht miteinander kommunizieren. Solche Eigenschaften besitzen Tone, Salzgesteine, Reservoirdeckel.

Gesteinsdruck (Pg) - hydrostatischer (geostatischer) Druck in der betrachteten Tiefe aus den stromaufwärts gelegenen Schichten des HF.

Das statische Niveau der Formationsflüssigkeit im Bohrloch, bestimmt durch die Gleichheit des Drucks dieser Säule mit dem Formationsdruck. Das Niveau kann unter der Erdoberfläche liegen (der Brunnen wird absorbiert), mit der Oberfläche zusammenfallen (es herrscht Gleichgewicht) oder über der Oberfläche (der Brunnen sprudelt) Рпл = rgz.

Dynamischer Flüssigkeitsstand im Bohrloch - beim Einfüllen in den Brunnen oberhalb des statischen Niveaus und bei der Entnahme von Flüssigkeit darunter, z. B. beim Abpumpen mit einer Tauchpumpe, eingestellt.

Depression P = Pbw-Rpl<0 – давление в скважине меньше пластового. Наличие депрессии – необходимое условие для притока пластового флюида.

Repression P = Rskv-Rpl> 0 - Brunnendruck ist nicht höher als Reservoirdruck. Es findet eine Absorption statt.

Der Koeffizient des anomalen Formationsdrucks Ka = Rpl / rvgzpl (1), wobei zpl die Tiefe der Oberkante des betrachteten Reservoirs ist, rw die Wasserdichte ist, g die Erdbeschleunigung ist. Ka<1=>ANPD; Ka> 1 => AHPD.

Der Verlust- oder Bruchdruck Pp ist der Druck, bei dem alle Phasen der Bohr- oder Injektionsflüssigkeit absorbiert werden. Der Wert von Pp wird empirisch aus Beobachtungsdaten beim Bohren oder mit Hilfe spezieller Untersuchungen im Bohrloch bestimmt. Die erhaltenen Daten werden zum Bohren anderer ähnlicher Brunnen verwendet.

Zusammengesetztes Druckdiagramm für Komplikationen. Auswahl der ersten Variante des Brunnendesigns.

Kombiniertes Druckdiagramm. Auswahl der ersten Variante des Brunnendesigns.

Um ein technisches Design für den Bau von Bohrlöchern korrekt zu erstellen, ist es notwendig, die Verteilung der Lagerstätten- (Poren-) und Absorptionsdrücke (Hydraulic Fracting) über die Tiefe bzw. die Verteilung von Ka und Kp genau zu kennen ( in dimensionsloser Form). Die Verteilung von Ka und Kp ist im kombinierten Druckdiagramm dargestellt.

Verteilung von Ka und Kp entlang der Tiefe z.

· Brunnendesign (1. Option), das später spezifiziert wird.

Aus dieser Grafik ist ersichtlich, dass wir drei Tiefenintervalle mit kompatiblen Bohrbedingungen haben, dh solche, in denen eine Flüssigkeit mit der gleichen Dichte verwendet werden kann.

Es ist besonders schwierig zu bohren, wenn Ka = Kp. Das Bohren wird super schwierig, wenn Ka = Kp<1. В этих случаях обычно бурят на поглощение или применяют промывку аэрированной жидкостью.

Nach dem Öffnen des Absorptionsintervalls werden Isolationsarbeiten durchgeführt, wodurch der Kp (künstlich) ansteigt, wodurch beispielsweise das Zementieren des Gehäuses ermöglicht wird.

Schema des Brunnenkreislaufsystems

Schema des Zirkulationssystems von Brunnen und das Druckverteilungsdiagramm darin.

Schema: 1. Meißel, 2. Bohrlochmotor, 3. Bohrloch, 4. BT, 5. Werkzeugverbindung, 6. Vierkant, 7. Wirbel, 8. Bohrhülse, 9. Steigrohr, 10. Druckleitung (Verteiler), 11 Pumpe, 12. Saugdüse, 13. Rutschensystem, 14. Vibrationssieb.

1. Linie der hydrostatischen Druckverteilung.

2. Linie der hydraulischen Druckverteilung im Getriebe.

3. Linie der hydraulischen Druckverteilung in BT.

Der Druck der Bohrspülung auf die Formation muss immer innerhalb des schattierten Bereichs zwischen Ppl und Pp liegen.

Durch jede Verschraubung des BK versucht die Flüssigkeit aus dem Rohr in den Ringraum zu fließen (während der Zirkulation). Dieser Trend wird durch den Druckabfall in den Rohren und im BC verursacht. Leckage unterbricht die Schraubverbindung. Unter sonst gleichen Bedingungen ist der organische Nachteil des Bohrens mit einem hydraulischen Bohrlochmotor ein erhöhter Druckabfall an jeder Gewindeverbindung, da im Bohrlochmotor

Das Zirkulationssystem wird verwendet, um Bohrspülung vom Bohrlochkopf zu den Aufnahmetanks zu liefern, von Bohrklein zu reinigen und zu entgasen.

Die Abbildung zeigt ein vereinfachtes Diagramm des Zirkulationssystems TsS100E: 1 - Nachfüllleitung; 2 - Mörtelrohrleitung; 3 - Reinigungseinheit; 4 - Empfangsblock; 5 - Schaltschrank der elektrischen Ausrüstung.

Der vereinfachte Aufbau des Zirkulationssystems ist ein Rinnensystem, das aus einer Rinne für den Mörteltransport, einem Bodenbelag in der Nähe der Rinne zum Begehen und Reinigen der Rinnen, Geländer und des Sockels besteht.

Die Dachrinnen können aus 40 mm Holzbohlen und 3-4 mm Blechen hergestellt werden. Breite - 700-800 mm, Höhe - 400-500 mm. Es werden rechteckige und halbrunde Rinnen verwendet. Um die Fließgeschwindigkeit der Lösung und das Herausfallen der Platte zu reduzieren, werden in den Rinnen Trennwände und Tropfen mit einer Höhe von 15-18 cm installiert.Am Boden der Rinne befinden sich an diesen Stellen Luken mit Ventilen installiert, durch die das abgelagerte Gestein entfernt wird. Die Gesamtlänge des Rinnensystems hängt von den Parametern der verwendeten Flüssigkeiten, den Bedingungen und der Technologie des Bohrens sowie von den Mechanismen zur Reinigung und Entgasung der Flüssigkeiten ab. Die Länge kann in der Regel im Bereich von 20-50 m liegen.

Bei Verwendung von Mechanismen zur Reinigung und Entgasung von Lösung (Vibrationssiebe, Sandabscheider, Schlammabscheider, Entgaser, Zentrifugen) wird das Rinnensystem nur für die Zufuhr von Lösung aus dem Brunnen zum Mechanismus und den Auffangbehältern verwendet. In diesem Fall hängt die Länge des Rinnensystems nur von der Position der Mechanismen und Behälter in Bezug auf das Bohrloch ab.

In den meisten Fällen wird das Rinnensystem auf Metallsockeln in Abschnitten mit einer Länge von 8-10 m und einer Höhe von bis zu 1 m montiert.Diese Abschnitte werden auf Stahl-Teleskopgestellen installiert, die die Installationshöhe der Rinnen regulieren die Demontage des Rinnensystems im Winter erleichtert. Wenn sich also das Schnittgut unter den Rillen ansammelt und gefriert, können die Rillen zusammen mit den Böden aus den Racks entfernt werden. Ein Rinnensystem ist mit einer Neigung in Richtung der Lösungsbewegung montiert; Das Rinnensystem ist mit einem Rohr oder Rinne mit kleinerem Querschnitt und größerer Neigung mit dem Bohrlochkopf verbunden, um die Geschwindigkeit der Lösung zu erhöhen und den Güllefall an dieser Stelle zu reduzieren.

In der modernen Brunnenbohrtechnik werden besondere Anforderungen an Bohrspülungen gestellt, wonach die Ausrüstung zur Reinigung der Lösung eine qualitativ hochwertige Reinigung der Lösung von der festen Phase gewährleisten, diese mischen und kühlen sowie den Schlamm aus der Lösung entfernen muss die während des Bohrens aus gasgesättigten Formationen in ihn eindrangen. In Verbindung mit diesen Anforderungen sind moderne Bohrinseln mit Umlaufsystemen mit einem bestimmten Satz einheitlicher Mechanismen ausgestattet - Tanks, Geräte zur Reinigung und Aufbereitung von Bohrspülungen.

Die Mechanismen des Umlaufsystems sorgen für eine dreistufige Reinigung der Bohrspülung. Aus dem Brunnen gelangt die Lösung in der ersten Stufe der Grobreinigung in das Vibrationssieb und wird im Tanksumpf gesammelt, wo grober Sand abgelagert wird. Aus dem Absetzbecken gelangt die Lösung in den Teil des Umlaufsystems und wird von einer Schlammkreiselpumpe dem Entgaser zugeführt, wenn die Lösung entgast werden muss, und dann zum Sandabscheider, wo die zweite Stufe der Reinigung von Gesteinen bis zu 0,074 - 0,08 mm in Formatpassagen. Danach wird die Lösung dem Schlammabscheider zugeführt - der dritten Reinigungsstufe, in der Gesteinspartikel bis zu 0,03 mm entfernt werden. Sand und Schlamm werden in einen Behälter ausgetragen, von wo sie einer Zentrifuge zur weiteren Trennung der Lösung vom Gestein zugeführt werden. Die gereinigte Lösung aus der dritten Stufe gelangt in die Aufnahmetanks - in den Aufnahmeblock von Schlammpumpen, um sie in das Bohrloch einzuspeisen.

Die Kreislaufanlagen werden vom Werk zu folgenden Einheiten zusammengestellt:

Lösung Reinigungseinheit;

Zwischenblock (einer oder zwei);

Empfangsblock.

Als Basis für die Zusammenstellung der Blöcke dienen rechteckige Container, die auf Schlittenböden montiert sind.

Hydraulischer Druck von Ton- und Zementschlämmen nach dem Stoppen der Zirkulation.

Absorption. Die Gründe für ihr Auftreten.

VonDas Verschlucken von Bohr- oder Injektionsflüssigkeiten ist eine Art Komplikation, die sich durch das Austreten von Flüssigkeit aus dem Bohrloch in die Gesteinsformation äußert. Im Gegensatz zur Filtration zeichnen sich Absorptionen dadurch aus, dass alle Phasen der Flüssigkeit in die HP gelangen. Und beim Filtern nur wenige. In der Praxis werden Verluste auch als die tägliche Entnahme von Bohrspülung in die Formation in einem den natürlichen Verlust durch Filtration und Bohrklein übersteigenden Volumen definiert. Jede Region hat ihren eigenen Standard. In der Regel sind mehrere m3 pro Tag erlaubt. Die Resorption ist die häufigste Art von Komplikationen, insbesondere in den Ural-Wolga-Regionen Ost- und Südostsibiriens. Absorptionen treten in Abschnitten auf, die meist gebrochene MS aufweisen, die größten Deformationen von Gesteinen aufweisen und deren Erosion durch tektonische Prozesse verursacht wird. In Tatarstan beispielsweise werden jährlich 14% der Kalenderzeit für den Kampf gegen Akquisitionen aufgewendet, was die Zeit für Pelz übersteigt. Bohren. Durch Verluste verschlechtern sich die Bohrbedingungen:

1.Erhöht die Gefahr des Steckenbleibens des Werkzeugs, weil die Geschwindigkeit des Aufwärtsstroms der Bohrspülung nimmt oberhalb der Absorptionszone stark ab, wenn gleichzeitig keine großen Bohrkleinpartikel in die Formation gelangen, sammeln sie sich im Bohrloch an, wodurch das Werkzeug festgezogen und geklebt wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Werkzeug durch den Absetzschlamm hängen bleibt, steigt insbesondere nach dem Stoppen der Pumpe (Umwälzung).

2. Rutschungen und Erdrutsche in instabilen Gesteinen nehmen zu. HNVP kann aus den im Abschnitt verfügbaren flüssigkeitshaltigen Horizonten entstehen. Der Grund ist ein Absinken des Drucks der Flüssigkeitssäule. Bei Vorhandensein von zwei oder mehr gleichzeitig geöffneten Schichten mit unterschiedlichen Koeffizienten. Ka und Kp können Querströmungen auftreten, die die Isolationsarbeiten und die anschließende Zementierung des Bohrlochs erschweren.

Viele Zeit- und Materialressourcen (inerte Füllstoffe, Dübelmaterialien) werden für Isolierungen, Ausfallzeiten und Unfälle, die Absorption verursachen, verschwendet.

Gründe für Akquisitionen

Die qualitative Rolle des Faktors, der die Größe der Drift der Lösung in die Absorptionszone bestimmt, kann durch Betrachtung der Strömung einer viskosen Flüssigkeit in einer kreisförmigen porösen Formation oder einem kreisförmigen Schlitz verfolgt werden. Die Formel zur Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit der absorbierten Flüssigkeit in einer porösen kreisförmigen Formation wird durch Lösen des Gleichungssystems erhalten:

1. Bewegungsgleichung (Darcy-Form)

V = K / M * (dP / dr): (1) wobei V, P, r, M die Strömungsgeschwindigkeit, der aktuelle Druck, der Formationsradius bzw. die Viskosität sind.

2. Massenerhaltungsgleichung (Stetigkeit)

V = Q / F (2) wobei Q, F = 2πrh, h die Flüssigkeitsabsorptionsrate bzw. die entlang des Radius veränderliche Fläche und die Dicke der Absorptionszone ist.

3. Zustandsgleichung

ρ = const (3) dieses Gleichungssystem lösen: 2 und 3 in 1 erhalten wir:

Q = (K/M) * 2π rF (dP / dr)

Q = (2π HK (Pmit-Pbitte)) / Mln (rk / rc) (4)Formel Dupies

Eine ähnliche Formel (4) kann Bussensco für m kreisförmige Risse (Schlitze) erhalten, die gleich offen und gleich weit voneinander entfernt sind.

Q = [(πδ3 (Pс-Ppl)) / 6Mln (rk / rc)] * m (5)

δ- Öffnung (Höhe) des Schlitzes;

m ist die Anzahl der Risse (Schlitze);

M ist die effektive Viskosität.

Es ist klar, dass es zur Verringerung des Durchflusses der absorbierten Flüssigkeit gemäß den Formeln (4) und (5) erforderlich ist, die Parameter im Nenner zu erhöhen und im Zähler zu verringern.

nach (4) und (5)

Q = £ (H (oder m), Ppl, rk, Pc, rc, M, K, (oder δ)) (6)

Die Parameter, die zum Zeitpunkt der Öffnung der Absorptionszone in Funktion (6) enthalten sind, können bedingt in 3 Gruppen eingeteilt werden.

1.Gruppe - geologische Parameter;

2.Gruppe - technologische Parameter;

3. Gruppe - gemischt.

Diese Aufteilung ist bedingt, da im Betrieb, d.h. technologische Auswirkungen (Flüssigkeitsentzug, Überschwemmung usw.) auf das Reservoir ändern auch Ppl, rk

Verlust in Gesteinen mit geschlossenen Brüchen. Merkmal von Indikatorkurven. Hydraulische Frakturierung und ihre Vorbeugung.

Merkmal von Indikatorkurven.

Weiter betrachten wir Zeile 2.

Eine ungefähre Indikatorkurve für Gesteine ​​mit künstlich geöffneten geschlossenen Brüchen kann durch die folgende Formel beschrieben werden: Pc = Pb + Ppl + 1 / A * Q + BQ2 (1)

Für Gesteine ​​mit natürlich offenen Brüchen ist die Indikatorkurve ein Sonderfall der Formel (1)

с-Рпл = ΔР = 1 / A * Q = A * ΔР

In Gesteinen mit offenen Brüchen beginnt der Verlust also bei allen Repressionswerten und in Gesteinen mit geschlossenen Brüchen - erst nach der Erzeugung eines Drucks, der dem hydraulischen Bruchdruck Pc * im Bohrloch entspricht. Die wichtigste Maßnahme zur Bekämpfung von Zirkulationsverlusten in Gesteinen mit geschlossenen Brüchen (Ton, Salz) ist die Vermeidung von Hydrofracking.

Bewertung der Wirksamkeit der Arbeit zur Beseitigung der Absorption.

Die Wirksamkeit von Dämmarbeiten wird durch die Injektivität (A) der Absorptionszone charakterisiert, die während der Dämmarbeiten erreicht werden kann. Wenn sich in diesem Fall herausstellt, dass die erhaltene Injektivität A niedriger ist als ein bestimmter technologisch zulässiger Wert der Injektivität Aq, der für jede Region charakteristisch ist, kann die Isolationsarbeit als erfolgreich angesehen werden. Somit können die Isolationsbedingungen geschrieben werden als A≤Aq (1) A = Q / Pc- P * (2) Für Gesteine ​​mit künstlich geöffneten Rissen P * = Pb + Ppl + Pp (3) wobei Pb der seitliche Druck von ist das Gestein, Rr - Zugfestigkeit g.p. In besonderen Fällen Рb und Рр = 0 für Gesteine ​​mit natürlichen offenen Brüchen А = Q / Pc - Рпл (4), wenn die geringste Absorption nicht zulässig ist, dann Q = 0 und А → 0,

dann Ps<Р* (5) Для зоны с открытыми трещинами формула (5) заменяется Рс=Рпл= Рпогл (6). Если давление в скважине определяется гидростатикой Рс = ρqL то (5 и 6) в привычных обозначениях примет вид: ρо≤Кп (7) и ρо= Ка=Кп (8). На практике трудно определить давление поглощения Р* , поэтому в ряде районов, например в Татарии оценка эффективности изоляционных работ проводят не по индексу давления поглощения Кп а по дополнительной приемистости Аq. В Татарии допустимые приемистости по тех. воде принято Аq≤ 4 м3/ч*МПа. Значение Аq свое для каждого района и различных поглощаемых жидкостей. Для воды оно принимается обычно более, а при растворе с наполнителем Аq берется меньше. Согласно 2 и 4 А=f (Q; Рс) (9). Т.е все способы борьбы с поглощениями основаны на воздействии на две управляемые величины (2 и 4) , т.е. на Q и Рс.

Methoden zum Umgang mit der Absorption beim Öffnen der Absorptionszone.

Herkömmliche Verfahren zur Vermeidung von Verlusten basieren auf einer Verringerung der Druckabfälle der absorbierenden Formation oder einer Änderung von a / t) des Filterfluids. Wird, anstatt den Druckabfall an der Formation zu verringern, die Viskosität durch Zugabe von Stopfen, Bentonit oder anderen Stoffen erhöht, ändert sich die Absorptionsrate umgekehrt mit der Viskositätserhöhung, wie aus Formel (2.86) folgt. In der Praxis lässt sich die Viskosität durch Anpassung der Parameter der Lösung nur in relativ engen Grenzen verändern. Die Vermeidung von Verlusten durch Umstellen auf Spülung mit einer Lösung mit erhöhter Viskosität ist nur möglich, wenn wissenschaftlich fundierte Anforderungen an diese Fluide unter Berücksichtigung der Besonderheiten ihrer Strömung in der Formation entwickelt werden. Die Verbesserung der Methoden zur Vermeidung von Verlusten, basierend auf der Reduzierung von Druckverlusten in den absorbierenden Formationen, ist untrennbar mit einer eingehenden Untersuchung und Entwicklung von Methoden zum Bohren von Brunnen im Gleichgewicht im Brunnenformationssystem verbunden. Der Bohrschlamm, der bis zu einer gewissen Tiefe in die absorbierende Formation eindringt und sich in den Absorptionskanälen verdickt, schafft ein zusätzliches Hindernis für die Bewegung des Bohrschlamms aus dem Bohrloch in die Formation. Die Eigenschaft der Lösung, einen Widerstand gegen die Bewegung von Flüssigkeit innerhalb der Formation zu schaffen, wird bei der Durchführung von Präventivmaßnahmen zur Vermeidung von Verlusten genutzt. Die Stärke eines solchen Widerstands hängt von den strukturellen und mechanischen Eigenschaften der Lösung, der Größe und Form der Kanäle sowie von der Eindringtiefe der Lösung in die Formation ab.

Um die Anforderungen an die rheologischen Eigenschaften von Bohrspülungen beim Durchgang durch absorbierende Formationen zu formulieren, betrachten wir die Kurven (Abb. 2.16), die die Abhängigkeit der Schubspannung und der Verformungsgeschwindigkeit de / df für einige Modelle nicht-newtonscher Flüssigkeit widerspiegeln. Gerade 1 entspricht dem Modell eines zähplastischen Mediums, das durch die Grenzschubspannung τ0 gekennzeichnet ist. Kurve 2 charakterisiert das Verhalten von pseudoplastischen Flüssigkeiten, bei denen sich die Spannungswachstumsrate mit steigender Scherrate verlangsamt und die Kurven abflachen. Linie 3 spiegelt die rheologischen Eigenschaften einer viskosen Flüssigkeit (Newton) wider. Kurve 4 charakterisiert das Verhalten viskoelastischer und dilatanter Flüssigkeiten, bei denen die Schubspannung mit steigender Dehngeschwindigkeit stark ansteigt. Viskoelastische Flüssigkeiten umfassen insbesondere schwache Lösungen einiger Polymere (Polyethylenoxid, Guarkernmehl, Polyacrylamid usw.) in Wasser, die die Eigenschaft aufweisen, den hydrodynamischen Widerstand während des Flusses von Flüssigkeiten mit hohem Reynolds-Zahlen (Toms-Effekt). Gleichzeitig ist die Viskosität dieser Flüssigkeiten bei ihrer Bewegung durch die absorbierenden Kanäle aufgrund der hohen Schergeschwindigkeiten in den Kanälen hoch. Das Bohren mit Spülung mit belüfteten Bohrspülungen ist eine der radikalen Maßnahmen in einem Bündel von Maßnahmen und Methoden, um Zirkulationsverluste beim Bohren von Tiefbrunnen zu verhindern und zu beseitigen. Die Belüftung der Bohrspülung verringert den hydrostatischen Druck und trägt dadurch zu seiner Rückkehr in ausreichender Menge an die Oberfläche und dementsprechend zu einer normalen Reinigung des Bohrlochs sowie zur Auswahl repräsentativer Proben von durchlässigem Gestein und Formationsflüssigkeiten bei. Die technischen und wirtschaftlichen Kennwerte beim Bohren von Brunnen mit Bohrlochspülung mit belüfteter Lösung sind höher als bei der Verwendung von Wasser oder anderen Spülflüssigkeiten als Bohrspülung. Die Qualität der Durchdringung produktiver Formationen wird ebenfalls erheblich verbessert, insbesondere in Feldern, in denen diese Formationen ungewöhnlich niedrige Drücke aufweisen.

Eine wirksame Maßnahme zur Vermeidung von Umlaufverlusten ist das Einbringen von Füllstoffen in die zirkulierende Bohrspülung. Der Zweck ihrer Verwendung besteht darin, Tampons in den Absorptionskanälen herzustellen. Diese Tampons dienen als Grundlage für die Ablagerung von Filterkuchen (Schlamm) und die Isolierung von absorbierenden Formationen. V. F. Rogers glaubt, dass das Brückenbildungsmittel praktisch jedes Material sein kann, das aus Partikeln besteht, die klein genug sind, dass es, wenn es in die Bohrspülung eingebracht wird, durch Schlammpumpen gepumpt werden kann. In den Vereinigten Staaten werden mehr als hundert Arten von Füllstoffen und deren Kombinationen verwendet, um Absorptionskanäle zu verstopfen. Als Verstopfungsmittel Hackschnitzel oder Bast, Fischschuppen, Heu, Gummiabfälle, Guttaperchablätter, Baumwolle, Baumwollkapseln, Zuckerrohrfasern, Nussschalen, Kunststoffgranulate, Perlit, Blähton, Textilfasern, Bitumen, Glimmer, Asbest, Schnitt Papier, Moos, geschredderter Hanf, Zelluloseflocken, Leder, Weizenkleie, Bohnen, Erbsen, Reis, Hühnerfedern, Tonklumpen, Schwamm, Koks, Stein usw. Diese Materialien können allein und in Kombinationen von der Industrie hergestellt oder formuliert werden vor Gebrauch... Die Eignung jedes Dübelmaterials im Labor zu bestimmen ist aufgrund fehlender Kenntnisse über die Größe der zu verstopfenden Löcher schwierig.

In der ausländischen Praxis wird besonderes Augenmerk auf eine "dichte" Packung von Füllstoffen gelegt. Man hält sich an die Ansicht von Fernas, wonach die dichteste Packung von Teilchen die Bedingung ihrer Größenverteilung nach dem Gesetz der geometrischen Progression erfüllt; beim Eliminieren von Zirkulationsverlusten kann die größte Wirkung mit einem maximal verdichteten Stopfen erzielt werden, insbesondere bei sofortiger Entnahme der Bohrspülung.

Füllstoffe werden nach ihren Qualitätsmerkmalen in faserig, lamellar und körnig unterteilt. Faserstoffe sind pflanzlichen, tierischen, mineralischen Ursprungs. Dazu gehören auch synthetische Materialien. Faserart und -größe haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Arbeit. Die Stabilität der Fasern während ihrer Zirkulation in der Bohrspülung ist wichtig. Die Materialien liefern gute Ergebnisse beim Verstopfen von Sand- und Kiesformationen mit Körnungen bis 25 mm Durchmesser sowie beim Verstopfen von Rissen in grobkörnigen (bis 3 mm) und feinkörnigen (bis 0,5 mm) Gesteinen.

Lamellenmaterialien eignen sich zum Verstopfen von grobem Kies und Brüchen bis 2,5 mm Größe. Dazu gehören: Zellophan, Glimmer, Schalen, Baumwollsamen usw.

Körnige Materialien: Perlit, zerkleinerter Gummi, Plastikstücke, Nussschalen usw. Die meisten von ihnen verstopfen Kiesbetten mit Körnern bis zu 25 mm Durchmesser effektiv. Perlite liefert gute Ergebnisse in Kiesformationen mit Korndurchmessern bis 9-12 mm. Eine Nussschale mit einer Größe von 2,5 mm oder weniger verstopft Risse bis zu einer Größe von 3 mm, während größere (bis zu 5 mm) und zerkleinerter Gummi Risse bis zu einer Größe von 6 mm verstopft, d.h. sie können Risse 2 mal mehr verstopfen als bei der Verwendung von faserigen oder lamellaren Materialien.

In Ermangelung von Daten über die Größe der Körner und Risse des absorbierenden Horizonts werden Mischungen von faserigen mit lamellaren oder körnigen Materialien, Cellophan mit Glimmer, faserigen mit flockigen und körnigen Materialien sowie beim Mischen von körnigen Materialien verwendet: Perlit mit Gummi oder Nussschalen. Die beste Mischung zur Beseitigung der Absorption bei niedrigen Drücken ist ein hochkolloidaler Schlamm mit Zusatz von Fasermaterialien und Glimmerblättern. An der Bohrlochwand abgelagerte Faserstoffe bilden ein Netz. Glimmerblätter verstärken dieses Geflecht und verstopfen die größeren Kanäle im Gestein, und darüber bildet sich eine dünne, dichte Lehmkruste.

Gas-Wasser-Öl-Vorführungen. Ihre Gründe. Anzeichen für den Eintrag von Formationsflüssigkeiten. Klassifizierung und Erkennung der Erscheinungsformen.

Während der Absorption fließt Flüssigkeit (Spülung oder Verstopfen) aus dem Bohrloch in die Formation und wenn es sich manifestiert, umgekehrt, aus der Formation in das Bohrloch. Gründe für die Zulassung: 1) Eintritt in das vorhandene Bohrloch aus dem Bohrklein flüssigkeitshaltiger Formationen. In diesem Fall ist der Druck im Bohrloch nicht unbedingt höher und niedriger als der Lagerstättendruck; 2) Wenn der Druck im Bohrloch niedriger ist als der Lagerstättendruck, dh es herrscht Druck auf der Lagerstätte, sind die Hauptgründe für das Auftreten von Depressionen, dh den Druckabfall auf die Lagerstätte im Bohrloch, wie folgt: 1) beim Anheben des Werkzeugs kein Bohrspülmittel in das Bohrloch auffüllen. Eine Vorrichtung zum automatischen Befüllen des Brunnens ist erforderlich; 2) eine Abnahme der Dichte der Spülflüssigkeit aufgrund ihres Aufschäumens (Gasens), wenn die Flüssigkeit an der Oberfläche im Rinnensystem mit Luft in Kontakt kommt, sowie aufgrund der Behandlung von p.zh mit einem Tensid. Entgasung ist erforderlich (mechanisch, chemisch); 3) Bohren eines Brunnens unter unverträglichen Bedingungen. Es gibt zwei Ebenen im Diagramm. Die erste Schicht ist durch Ka1 und Kp1 gekennzeichnet; für die zweite Ka2 und Kn2. erste Schicht sollte mit einem Schlamm 0.1 . gebohrt werden (zwischen Ka1 und Kp1), die zweite Schicht ρ0,2 (Abb.)

Es ist unmöglich, die zweite Schicht auf einer Lösung mit der Dichte der ersten Schicht zu öffnen, da es in der zweiten Schicht zu Absorption kommt; 4) starke Schwankungen des hydrodynamischen Drucks beim Stoppen der Pumpe, Auslösen und andere Arbeiten, die durch eine Zunahme der statischen Scherspannung und das Vorhandensein von Öldichtungen an der Säule verstärkt werden;

5) Unterschätzte p.w-Dichte, die in der technischen Auslegung aufgrund mangelnder Kenntnis der tatsächlichen Verteilung des Lagerstättendrucks (Ka), d. h. der Geologie des Gebiets, übernommen wurde. Diese Gründe beziehen sich eher auf Explorationsbohrungen; 6) ein geringes Maß an betrieblicher Klärung der Lagerstättendrücke durch deren Vorhersage im Zuge der Vertiefung des Bohrlochs. Keine Verwendung der Methoden zur Vorhersage des d-Exponenten, σ (Sigma) -Exponenten usw. 7) Herausfallen des Beschwerungsmittels aus der Bohrspülung und Verringerung des hydraulischen Drucks. Anzeichen für einen Zufluss von Formationsflüssigkeit sind: 1) eine Erhöhung des Niveaus der zirkulierenden Flüssigkeit im Pumpenaufnahmetank. Eine Füllstandsanzeige ist erforderlich; 2) Gas wird aus der Lösung freigesetzt, die das Bohrloch am Bohrlochkopf verlässt, wobei ein Sieden der Lösung beobachtet wird; 3) nachdem die Zirkulation gestoppt wurde, fließt die Lösung weiter aus der Vertiefung (die Vertiefung läuft über); 4) der Druck steigt bei einer unerwarteten Öffnung der Formation mit ungewöhnlich hohem Druck stark an. Wenn Öl aus den Lagerstätten kommt, bleibt sein Film an den Wänden der Tröge oder fließt über die Lösung in den Trögen. Wenn Formationswasser ankommt, ändern sich die Eigenschaften des p.zh. Seine Dichte nimmt normalerweise ab, die Viskosität kann abnehmen und zunehmen (nach dem Eindringen von Salzwasser). Der Flüssigkeitsverlust nimmt normalerweise zu, der pH-Wert ändert sich und der elektrische Widerstand nimmt normalerweise ab.

Klassifizierung der Flüssigkeitsaufnahme. Sie erfolgt entsprechend der Komplexität der zu ihrer Liquidation erforderlichen Maßnahmen. Sie werden in drei Gruppen unterteilt: 1) Erscheinungsform - ungefährlicher Zufluss von Formationsflüssigkeiten, die den Bohrprozess und die akzeptierte Arbeitstechnologie nicht stören; 2) Ausbruch - der Flüssigkeitsstrom, der nur durch eine spezielle gezielte Änderung der Bohrtechnologie mit den auf der Bohrinsel verfügbaren Mitteln und Geräten beseitigt werden kann; 3) Brunnen - das Eindringen von Flüssigkeit, deren Beseitigung den Einsatz zusätzlicher Mittel und Ausrüstung erfordert (mit Ausnahme derjenigen, die auf der Bohrinsel verfügbar sind) und die mit dem Auftreten von Drücken im Lagerstättensystem verbunden ist, die die Integrität gefährden der oc , Bohrlochkopfausrüstung und Formationen im ungesicherten Teil des Bohrlochs.

Einbau von Zementbrücken. Merkmale der Wahl des Rezepts und der Vorbereitung der Vergusslösung für den Einbau von Brücken.

Eine der ernsthaften Varianten der Zementierprozesstechnologie ist die Installation von Zementbrücken für verschiedene Zwecke. Die Verbesserung der Qualität von Zementbrücken und die Verbesserung der Effizienz ihres Betriebs ist ein wesentlicher Bestandteil der Verbesserung der Bohr-, Fertigstellungs- und Betriebsprozesse von Bohrlöchern. Die Qualität von Brücken und ihre Langlebigkeit bestimmen auch die Zuverlässigkeit des Umweltschutzes. Gleichzeitig weisen Felddaten darauf hin, dass es häufig Fälle von Einbau von minderfesten und undichten Brücken, vorzeitigem Abbinden von Zementschlämme, festsitzenden Rohren usw. Diese Komplikationen werden nicht nur und nicht so sehr durch die Eigenschaften der verwendeten Vergussmaterialien verursacht, sondern durch die Besonderheiten der Arbeiten selbst beim Einbau von Brücken.

In tiefen Hochtemperaturbohrungen kommt es bei diesen Arbeiten häufig zu Unfällen mit intensiver Eindickung und Abbindung einer Mischung aus Ton- und Zementlösungen. In einigen Fällen stellt sich heraus, dass Brücken undicht sind oder nicht stark genug sind. Die erfolgreiche Installation von Brücken hängt von vielen natürlichen und technischen Faktoren ab, die die Besonderheiten der Zementsteinbildung sowie deren Kontakt und "Adhäsion" mit Gesteinen und Rohrmetall bestimmen. Daher sind die Bewertung der Tragfähigkeit der Brücke als Ingenieurbauwerk und die Untersuchung der im Bohrloch herrschenden Bedingungen bei der Durchführung dieser Arbeiten zwingend erforderlich.

Der Zweck der Installation von Brücken besteht darin, eine stabile wassergas- und öldichte Düse aus Zementstein einer bestimmten Festigkeit für den Übergang zum darüber liegenden Horizont zu erhalten, ein neues Bohrloch zu bohren, den instabilen und kavernösen Teil des Bohrlochs zu verstärken, den Horizont zu testen mit Hilfe eines Reservoir-Testers, Aufarbeitung und Konservierung oder Stilllegung von Brunnen.

Aufgrund der Art der einwirkenden Lasten lassen sich zwei Kategorien von Brücken unterscheiden:

1) unter Flüssigkeits- oder Gasdruck und 2) unter Belastung durch das Gewicht des Werkzeugs beim Bohren eines zweiten Bohrlochs, mit einem Formationsprüfgerät oder in anderen Fällen (Brücken dieser Kategorie müssen zusätzlich zur Gasdichtheit sehr hohe mechanische Festigkeit).

Die Analyse von Felddaten zeigt, dass Brücken Drücken bis 85 MPa, Axiallasten bis 2100 kN und Schubspannungen pro 1 m Brückenlänge bis 30 MPa auftreten können. Solche erheblichen Belastungen treten beim Testen von Bohrlöchern mit Hilfe von Lagerstättentestern und bei anderen Arbeiten auf.

Die Tragfähigkeit von Zementbrücken hängt weitgehend von ihrer Höhe, dem Vorhandensein (oder Fehlen) und dem Zustand des Schlammkuchens oder der Schlammreste auf der Saite ab. Beim Entfernen des losen Teils des Schlammkuchens beträgt die Scherspannung 0,15–0,2 MPa. In diesem Fall ist auch bei Auftreten maximaler Belastungen eine Brückenhöhe von 18-25 m ausreichend, das Vorhandensein einer 1-2 mm dicken Bohrschlammschicht an den Wänden des Stranges führt zu eine Verringerung der Schubspannung und eine Erhöhung der erforderlichen Höhe auf 180-250 m Die Höhe der Brücke sollte mit der Formel Nm berechnet werden ≥ Aber - Qm / pDc [τm] (1) wobei H0 die Einbautiefe ist des unteren Teils der Brücke; QM ist die axiale Belastung der Brücke aufgrund des Druckabfalls und der Entlastung des Rohrstrangs oder Formationsprüfgeräts; Dс - Bohrlochdurchmesser; [τm] ist die spezifische Tragfähigkeit der Brücke, deren Werte sowohl von den Hafteigenschaften des Dübelmaterials als auch von der Art der Montage der Brücke bestimmt werden. Die Dichtheit der Brücke hängt auch von ihrer Höhe und dem Zustand der Kontaktfläche ab, da der Druck, bei dem der Wasserdurchbruch auftritt, direkt proportional zur Länge und umgekehrt proportional zur Dicke der Kruste ist. Befindet sich zwischen der Hülle und dem Zementstein ein Tonkuchen mit einer Schubspannung von 6,8-4,6 MPa und einer Dicke von 3-12 mm, beträgt der Wasserdurchbruchsdruckgradient 1,8 bzw. 0,6 MPa pro 1 m einer Kruste erfolgt der Wasserdurchbruch bei einem Druckgefälle von mehr als 7,0 MPa pro 1 m.

Folglich hängt die Dichtheit der Brücke auch stark von den Bedingungen und der Methode ihrer Installation ab. In diesem Zusammenhang sollte die Höhe der Zementbrücke auch aus dem Ausdruck

Nm ≥ Aber - м / [∆р] (2) wobei Рм - der maximale Wert des Druckabfalls, der auf die Brücke während ihres Betriebs einwirkt; [∆р] - zulässiger Druckgradient des Flüssigkeitsdurchbruchs entlang der Kontaktzone zwischen Brücke und Bohrlochwand; auch dieser Wert wird hauptsächlich in Abhängigkeit von der Art des Brückeneinbaus und den verwendeten Hinterfüllmaterialien bestimmt. Wählen Sie aus den Werten der Höhe der Zementbrücken, die durch die Formeln (1) und (2) bestimmt werden, einen größeren aus.

Der Einbau einer Brücke hat viel mit dem Zementieren von Säulen gemeinsam und hat folgende Merkmale:

1) eine kleine Menge an Verschlussmaterialien wird verwendet;

2) der untere Teil der Füllrohre ist mit nichts ausgestattet, der Anschlagring ist nicht installiert;

3) Gummitrennstopfen werden nicht verwendet;

4) in vielen Fällen werden Brunnen rückgespült, um das Brückendach zu "schneiden";

5) die Brücke wird von unten durch nichts eingeschränkt und kann sich unter dem Einfluss des Dichteunterschieds zwischen Zement und Bohrschlamm ausbreiten.

Die Installation der Brücke ist in Konstruktion und Methode ein einfacher Vorgang, der in Tiefbrunnen unter dem Einfluss von Faktoren wie Temperatur, Druck, Gas-Wasser- und Ölvorkommen usw. erheblich kompliziert ist. Länge, Durchmesser und Konfiguration der Füllrohre , rheologische Eigenschaften von Zement und Bohrschlämmen sind ebenfalls wichtig, Bohrlochreinheit und Abwind- und Aufwärtsströmungsmodi. Die Bohrlochkavernosität hat einen wesentlichen Einfluss auf den Einbau der Brücke im unverrohrten Teil des Bohrlochs.

Zementbrücken müssen stark genug sein. Die Praxis zeigt, dass, wenn die Brücke während der Festigkeitsprüfung bei einer spezifischen Axiallast von 3,0-6,0 MPa und gleichzeitigem Spülen nicht zusammenbricht, ihre Festigkeitseigenschaften die Bedingungen sowohl für das Bohren einer neuen Welle als auch für die Belastung durch das Gewicht erfüllen des Rohrstrangs oder ein Formationsprüfgerät.

Beim Einbau von Brücken zum Bohren eines neuen Schachtes wird ihnen eine zusätzliche Höhenanforderung auferlegt. Dies liegt daran, dass die Festigkeit des Oberteils (H1) der Brücke die Möglichkeit bieten soll, ein neues Bohrloch mit einer zulässigen Krümmungsintensität zu bohren, und das Unterteil (H0) soll eine zuverlässige Isolierung des alten Bohrlochs gewährleisten. Nm = H1 + Ho = (2Dc * Rc) 0,5+ Ho (3)

wobei Rc der Krümmungsradius des Rumpfes ist.

Die Analyse der verfügbaren Daten zeigt, dass der Erhalt zuverlässiger Brücken in Tiefbrunnen von einer Reihe gleichzeitig wirkender Faktoren abhängt, die in drei Gruppen unterteilt werden können.

Die erste Gruppe - natürliche Faktoren: Temperatur, Druck und geologische Bedingungen (Kavernenbildung, Rissbildung, Einwirkung aggressiver Wässer, Wasser- und Gasproduktion und -aufnahme).

Die zweite Gruppe - technologische Faktoren: Fließgeschwindigkeit von Zement und Bohrschlamm in Rohren und Ringräumen, rheologische Eigenschaften von Lösungen, chemische und mineralogische Zusammensetzung des Bindemittels, physikalische und mechanische Eigenschaften von Zementschlamm und -stein, Schrumpfwirkung von Bohrlochzement, Kompressibilität der Bohrspülung, Heterogenität der Dichten, Koagulation von Bohrspülung beim Mischen mit Zement (Bildung von hochviskosen Pasten), Größe des Ringspalts und Exzentrizität der Rohre im Bohrloch, Kontaktzeit des Puffers Flüssigkeit und Zementschlamm mit dem Schlammkuchen.

Die dritte Gruppe - subjektive Faktoren: die Verwendung von Verschlussmaterialien, die für die gegebenen Bedingungen nicht akzeptabel sind; falsche Auswahl der Lösungsformulierung im Labor; unzureichende Vorbereitung des Bohrlochs und Verwendung von Bohrschlamm mit hohen Viskositäts-, SST- und Flüssigkeitsverlustwerten; Fehler bei der Bestimmung der Menge an Quetschflüssigkeit, der Position des Füllwerkzeugs, der Dosierung von Reagenzien zum Mischen von Zementschlamm im Bohrloch; die Verwendung einer unzureichenden Anzahl von Zementiereinheiten; die Verwendung einer unzureichenden Menge Zement; geringer Organisationsgrad des Prozesses der Installation der Brücke.

Eine Temperatur- und Druckerhöhung trägt zu einer intensiven Beschleunigung aller chemischen Reaktionen bei, was zu einer schnellen Eindickung (Verlust der Pumpfähigkeit) und Abbinden von Zementschlämmen führt, die nach kurzzeitigen Zirkulationsunterbrechungen teilweise nicht mehr gepresst werden können.

Bisher bestand die Hauptmethode für den Einbau von Zementbrücken darin, Zementschlamm in das Bohrloch in das Auslegungstiefenintervall entlang eines auf das Niveau der unteren Markierung der Brücke abgesenkten Rohrstrangs zu injizieren, gefolgt vom Anheben dieses Strangs über die Zementierungszone. In der Regel wird ohne Trennstopfen und Bewegungsüberwachung gearbeitet. Der Prozess wird durch das Volumen der Verdrängungsflüssigkeit gesteuert, das aus der Bedingung der Gleichheit der Füllstände der Zementschlämme im Rohrstrang und im Ringraum berechnet wird, und das Volumen der Zementschlämme wird gleich dem Volumen des Bohrlochs genommen im Intervall der Brückeninstallation. Die Effizienz der Methode ist gering.

Zunächst ist anzumerken, dass die zum Zementieren von Futterrohrsaiten verwendeten zementartigen Materialien für den Einbau von starken und dichten Brücken geeignet sind. Schlechte oder gar fehlende Verlegung von Brücken, vorzeitiges Abbinden einer Bindemittellösung und andere Faktoren werden in gewissem Maße durch falsche Auswahl der Formulierung von Bindemittellösungen in Bezug auf die Eindickzeit (Abbindezeit) oder Abweichungen von die im Labor ausgewählte Formulierung, die bei der Herstellung einer Bindemittellösung zulässig ist.

Es wurde festgestellt, dass zur Reduzierung der Komplikationswahrscheinlichkeit, der Abbindezeit und bei hohen Temperaturen und Drücken die Verdickungszeit die Arbeitsdauer beim Einbau von Brücken um mindestens 25 % überschreiten sollte. In einer Reihe von Fällen werden bei der Auswahl von Bindemittellösungen die Besonderheiten der Arbeiten bei der Installation von Brücken nicht berücksichtigt, die darin bestehen, die Zirkulation zu stoppen, um den Füllrohrstrang anzuheben und den Bohrlochkopf abzudichten.

Bei hohen Temperaturen und Drücken kann die Scherfestigkeit der Zementschlämme auch nach kurzzeitigen Umwälzstopps (10-20 min) stark ansteigen. Daher ist eine Wiederherstellung der Zirkulation nicht möglich und in den meisten Fällen ist der Füllrohrstrang stecken geblieben. Daher ist es bei der Auswahl einer Zementschlämmeformulierung notwendig, die Dynamik ihrer Eindickung auf einem Konsistometer (CC) mit einem Programm zu untersuchen, das den Prozess des Einbaus einer Brücke simuliert. Die Eindickzeit der Zementschlämme Tzag entspricht der Bedingung

Tzag> T1 + T2 + T3 + 1,5 (T4 + T5 + T6) + 1,2T7 wobei T1, T2, T3 die Zeit sind, die jeweils zum Vorbereiten, Pumpen und Drücken der Zementaufschlämmung in das Bohrloch aufgewendet wird; T4, T5, T6 - die Zeit, die für das Anheben des Füllrohrstrangs bis zum Abschneiden der Brücke, für das Abdichten der Mündung und für die Vorbereitungen zum Abschneiden der Brücke aufgewendet wurde; Тт - Zeit, die für das Schneiden der Brücke aufgewendet wurde.

Nach einem ähnlichen Programm ist es notwendig, die Mischung von Zementschlämme mit Bohren im Verhältnis 3: 1,1: 1 und 1: 3 zu untersuchen, wenn Zementbrücken in Brunnen mit hoher Temperatur und hohem Druck installiert werden. Der Erfolg des Einbaus einer Zementbrücke hängt maßgeblich von der exakten Einhaltung der im Labor gewählten Rezeptur bei der Herstellung der Zementschlämme ab. Die Hauptbedingungen hier sind die Einhaltung des ausgewählten Gehalts an chemischen Reagenzien und das Mischflüssigkeits- und Wasser-Zement-Verhältnis. Um eine möglichst homogene Vergussschlämme zu erhalten, sollte diese mit einem durchschnittlichen Tank zubereitet werden.

Komplikationen und Unfälle beim Bohren von Öl- und Gasquellen unter Permafrostbedingungen und Maßnahmen zu deren Vermeidung .

Beim Bohren in den Intervallen der Permafrostausbreitung werden durch die gemeinsame physikalisch-chemische Einwirkung und Erosion an den Bohrlochwänden eisverfestigte sandig-tonige Ablagerungen zerstört und durch den Bohrschlammfluss leicht ausgewaschen. Dies führt zu einer intensiven Kavernenbildung und damit verbundenen Steinschlägen und Schutt.

Die am stärksten zerstörten Gesteine ​​mit geringem Eisgehalt und schwach verdichteten Gesteinen. Die Wärmekapazität solcher Gesteine ​​ist gering und ihre Zerstörung erfolgt daher viel schneller als bei Gesteinen mit hohem Eisgehalt.

Unter den gefrorenen Gesteinen gibt es zwischengelagerte aufgetaute Gesteine, von denen viele anfällig für Bohrschlammverluste bei Drücken sind, die den hydrostatischen Druck der Wassersäule im Bohrloch geringfügig überschreiten. Die Aufnahme in solche Schichten kann sehr intensiv sein und erfordert besondere Maßnahmen, um sie zu verhindern oder zu beseitigen.

In den Permafrostabschnitten liegen die instabilsten Gesteine ​​des Quartärs in der Regel im Bereich von 0 - 200 m, in denen mit herkömmlicher Bohrtechnik das tatsächliche Bohrlochvolumen das Nennvolumen um das 3- bis 4-fache übersteigen kann. Als Folge von starken Hohlräumen. was mit dem Auftreten von Bänken, Abrutschen von Schnittgut und Steinschlägen einhergeht, wurden die Leiter in vielen Brunnen nicht in der vorgesehenen Tiefe geführt.

Infolge der Zerstörung des Permafrosts wurde in einer Reihe von Fällen ein Absinken des Leiters und der Richtung beobachtet, und manchmal bildeten sich ganze Krater um den Bohrlochkopf, die kein Bohren zuließen.

Im Intervall der Permafrostausbreitung ist es schwierig, eine Zementierung und Bohrlochbefestigung vorzusehen, da in großen Kavernen stehende Zonen der Bohrspülung entstehen, aus denen sie nicht mit Injektionsflüssigkeit verdrängt werden kann. Das Zementieren ist oft einseitig und der Zementring ist nicht durchgehend. Dies schafft günstige Bedingungen für Zwischenschicht-Querströmungen und die Bildung von Greifen, für den Kollaps der Säulen beim Rückgefrieren von Gesteinen bei verlängerten "Zwischenschichten" des Brunnens.

Die Zerstörungsprozesse des IMF sind ziemlich komplex und wenig untersucht. 1 Die im Bohrloch zirkulierende Bohrspülung interagiert sowohl mit Gestein als auch mit Eis thermisch und hydrodynamisch, und diese Wechselwirkung kann durch physikalisch-chemische Prozesse (z.

Derzeit kann das Vorhandensein osmotischer Prozesse im System Gestein (Eis) - Kuchen an der Bohrlochwand - Bohrspülung im Bohrloch als nachgewiesen angesehen werden. Diese Prozesse sind spontan und entgegengesetzt zum Potentialgradienten (Temperatur, Druck, Konzentration) gerichtet. bemühen sich, Konzentrationen, Temperaturen, Drücke auszugleichen. Die Rolle eines semipermeablen Baffles kann sowohl ein Filterkuchen als auch eine brunnennahe Laufbahnschicht des Gesteins selbst spielen. Und in der Zusammensetzung des gefrorenen Gesteins kann neben Eis als zementierendem Stoff auch nicht gefrierendes Porenwasser mit unterschiedlichem Mineralisierungsgrad vorhanden sein. Die Menge an nicht gefrierendem Wasser in MMG1 ist abhängig von Temperatur, Materialzusammensetzung, Salzgehalt und kann anhand der empirischen Formel abgeschätzt werden

w = aT ~ B .

1pa = 0,2618 + 0,55191 nS;

1 St. (- B)= 0,3711 + 0,264S:

S ist die spezifische Oberfläche des Gesteins. m a / p G - Gesteinstemperatur, "C.

Aufgrund des Vorhandenseins von Bohrschlamm im offenen Bohrloch und im Permafrost - Porenflüssigkeit mit einem gewissen Mineralisierungsgrad kommt es unter Einwirkung des osmotischen Drucks zu einem spontanen Ausgleich der Jodkonzentrationen. Dadurch kann es zur Zerstörung von gefrorenem Gestein kommen. Wenn die Bohrspülung im Vergleich zum Porenwasser eine erhöhte Konzentration von etwas gelöstem Salz aufweist, beginnen Phasenumwandlungen an der Eis-Flüssigkeits-Grenzfläche verbunden mit einer Abnahme des Eisschmelzpunktes, d.h. der Prozess seiner Zerstörung wird beginnen. Und da die Stabilität der Bohrlochwand hauptsächlich von Eis als einer das Gestein zementierenden Substanz abhängt, geht unter diesen Bedingungen die Stabilität des Permafrosts, c, der die Bohrlochwand ausbessert, verloren, was zu Ablagerungen, Einstürzen, der Formation führen kann von Kavernen und Schlammpfropfen, Landungen und Puffs bei Stolpervorgängen, Unterbrechungen von Verrohrungssträngen beim Absenken in das Bohrloch, Aufnahme von Bohrspül- und Injektionsflüssigkeiten.

Sind die Mineralisierungsgrade des Bohrschlamms und des Porenwassers des Permafrostbodens gleich, befindet sich das Bohrlochgesteinssystem im isotonischen Gleichgewicht und eine Zerstörung des Permafrostbodens unter physikalisch-chemischen Einflüssen ist unwahrscheinlich.

Mit zunehmendem Salzgehalt des Spülmittels ergeben sich Bedingungen, unter denen Porenwasser mit geringerem Salzgehalt vom Gestein in den Brunnen wandert. Durch den Verlust von immobilisiertem Wasser nimmt die mechanische Festigkeit des Eises ab, das Eis kann brechen, was zur Bildung eines Hohlraums im Bohrloch führt. Dieser Vorgang wird durch die erosive Wirkung des zirkulierenden Spülmittels verstärkt.

Die Zerstörung von Eis durch salzhaltige Spülflüssigkeit wurde in den Arbeiten vieler Forscher festgestellt. Am Leningrader Bergbauinstitut durchgeführte Experimente haben gezeigt, dass mit steigender Salzkonzentration in der Eiswaschflüssigkeit die Eiszerstörung intensiviert wird. So. bei einem Gehalt von 23 bzw. 100 kg/m NaCl im Umlaufwasser betrug die Eiszerstörungsintensität bei einer Temperatur von minus 1 C 0,0163 bzw. 0,0882 kg/h.

Der Prozess der Eiszerstörung wird auch durch die Einwirkungsdauer der salzigen Spülflüssigkeit beeinflusst, so dass der Gewichtsverlust einer Eisprobe mit einer Temperatur von minus 1 °C, wenn das Eis einer 3%igen NaCl-Lösung ausgesetzt wird, be: nach 0,5 h 0,62 p bis 1,0 h 0,96 g: nach 1,5 h 1,96 g

Beim Auftauen der bohrlochnahen Zone des Permafrostbodens wird ein Teil seines Bauraums freigesetzt, in dem auch die Bohrspülung bzw. deren Dispersionsmedium gefiltert werden kann. Dieser Prozess kann sich als weiterer physikalisch/imikatorischer Faktor erweisen, der zur Zerstörung des Permafrosts beiträgt. Es kann von einem osmotischen Flüssigkeitsfluss aus Brunnen in das Gestein begleitet werden, wenn die Konzentration irgendeines löslichen Salzes in der Permafrostflüssigkeit höher ist als in der Flüssigkeit. Füllen des Bohrlochs.

Um den negativen Einfluss physikalisch-chemischer Prozesse auf den Zustand des zu bohrenden Bohrlochs im Permafrost zu minimieren, ist daher zunächst eine Gleichgewichtskonzentration der Bestandteile Bohrschlamm und interstitielle Flüssigkeit im Permafrost sicherzustellen an der Bohrlochwand.

Leider ist diese Forderung in der Praxis nicht immer umsetzbar. Daher greifen sie häufig darauf zurück, das zementierende Permafrosteis vor der physikalisch-chemischen Wirkung von Bohrspülung mit Filmen aus viskosen Flüssigkeiten zu schützen, die nicht nur die vom Bohrloch freigelegten Eisoberflächen, sondern auch den teilweise an das Bohrloch angrenzenden Zwischenraum bedecken. wodurch der direkte Kontakt der mineralisierten Flüssigkeit mit Eis unterbrochen wird.

Wie AV Maramzin und AA Ryazanov hervorheben, nahm die Intensität der Eiszerstörung beim Übergang vom Spülen der Brunnen mit Salzwasser zum Spülen mit einer viskoseren Tonlösung um das 3,5- bis 4-fache bei der gleichen Konzentration an NaCl in ihnen ab. Bei Behandlung der Bohrspülung mit Schutzkolloiden (CMC, SSB |) nahm sie noch weiter ab. Auch die positive Rolle von Additiven zur Bohrspülung von hochkolloidalem Bentonit-Glnpulver und Hypan wurde bestätigt.

So sollen Hohlräume, Zerstörung der Bohrlochkopfzone, Schutt und Steinschlag beim Bohren von Bohrlöchern im Permafrost verhindert werden. Die Bohrspülung muss folgende Grundvoraussetzungen erfüllen:

haben eine niedrige Filtrationsrate:

haben die Fähigkeit, im Permafrost einen dichten, undurchdringlichen Film auf der Eisoberfläche zu bilden:

haben eine geringe Erosionsfähigkeit; eine niedrige spezifische Wärme haben;

ein Filtrat zu bilden, das mit der Gesteinsflüssigkeit keine echten Lösungen bildet;

gegenüber der Eisoberfläche hydrophob sein.

Zavgorodny Ivan Alexandrovich

Student im 2. Studienjahr, Mechanische Fakultät, Spezialisierung auf "Bohren von Öl- und Gasquellen" Astrakhan State Polytechnic College, Astrachan

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Marina Kuznetsova

Lehrer für spezielle Disziplinen am Staatlichen Polytechnischen College Astrachan, Astrachan

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Einführung. Seit der Antike fördert die Menschheit Öl, zunächst wurden primitive Methoden angewendet: mit Brunnen, Öl von der Oberfläche von Lagerstätten sammeln, Kalkstein oder in Öl getränkten Sandstein verarbeiten. Im Jahr 1859 erscheint im US-Bundesstaat Pennsylvania das mechanische Bohren von Bohrlöchern nach Öl, ungefähr zur gleichen Zeit begann das Bohren von Bohrlöchern in Russland. In den Jahren 1864 und 1866 wurden die ersten Brunnen im Kuban mit einer Durchflussmenge von 190 Tonnen / Tag gebohrt.

Anfänglich wurden Ölquellen im Handdrehstangenverfahren gebohrt, bald wurde auf Handstangenschlagbohren umgestellt. In den Ölfeldern Aserbaidschans hat sich die Stoßstangenmethode durchgesetzt. Der Übergang von der manuellen Methode zum maschinellen Bohren von Brunnen führte zur Notwendigkeit einer Mechanisierung der Bohrarbeiten, zu deren Entwicklung die russischen Bergbauingenieure G.D. Romanovsky und S.G. Voislaw. 1901 wurde erstmals in den USA das Drehbohren mit Bohrlochspülung mit einem zirkulierenden Fluidstrom (mit Bohrschlamm) eingesetzt; außerdem erfand der französische Ingenieur Fauvelle bereits 1848 das Heben von Bohrklein durch einen zirkulierenden Wasserstrahl . Von diesem Moment an begann eine Zeit der Entwicklung und Verbesserung des Drehbohrverfahrens. 1902 wurde in Russland die erste 345 m tiefe Bohrung im Rotationsverfahren in der Region Grosny gebohrt.

Heute nehmen die Vereinigten Staaten eine führende Position in der Ölindustrie ein, 2 Millionen Bohrlöcher werden jährlich gebohrt, ein Viertel davon ist produktiv, während Russland immer noch nur an zweiter Stelle steht. In Russland und im Ausland werden verwendet: manuelles Bohren (Wasserentnahme); mechanisch; geführtes Spindelbohren (in England entwickeltes sicheres Bohrsystem); Explosivbohrtechnologien; Thermal; physikalisch-chemische, Elektrofunken- und andere Methoden. Darüber hinaus werden viele neue Brunnenbohrtechnologien entwickelt, zum Beispiel in den USA hat das Colorado Mining Institute eine Laserbohrtechnologie basierend auf Gesteinsverbrennung entwickelt.

Bohrtechnik. Am gebräuchlichsten ist das mechanische Bohrverfahren, das im Schlag-, Dreh- und Schlag-Rotations-Bohrverfahren ausgeführt wird. Beim Schlagbohrverfahren erfolgt die Zerstörung von Gestein durch die Schläge des Gesteinsschneidwerkzeugs auf den Boden des Bohrlochs. Die Zerstörung von Gestein durch die Rotation eines gegen den Boden gepressten Gesteinsschneidwerkzeugs (Meißel, Meißel) wird als Drehbohrverfahren bezeichnet.

Beim Bohren von Öl- und Gasquellen in Russland wird ausschließlich ein Drehbohrverfahren verwendet. Bei Verwendung eines Drehbohrverfahrens wird ein Bohrloch mit einem rotierenden Meißel gebohrt, während die gebohrten Gesteinspartikel während des Bohrens durch einen kontinuierlich zirkulierenden Strom von Bohrschlamm oder Luft oder Gas, die in das Bohrloch injiziert werden, an die Oberfläche getragen werden. Je nach Standort des Motors wird das Drehbohren in Drehbohren und Turbobohren unterteilt. Beim Drehbohren - der Rotator (Rotor) befindet sich an der Oberfläche und treibt den Bohrer mit Hilfe eines Bohrgestänges in das Bohrloch ein, die Drehzahl beträgt 20-200 U / min. Beim Bohren mit einem Bohrlochmotor (Turbobohrer, Schneckenbohrer oder Elektrobohrmaschine) - wird das Drehmoment vom Bohrlochmotor übertragen, der über dem Bohrer montiert ist.

Der Bohrprozess besteht aus den folgenden Hauptvorgängen: Absenken der Bohrgestänge mit einem Bohrmeißel in das Bohrloch bis zum Grund und Heben der Bohrgestänge mit dem verbrauchten Bohrmeißel aus dem Bohrloch und Bearbeiten des Bohrmeißels am Boden, d. h. das Brechen des Bohrgesteins. Diese Vorgänge werden periodisch unterbrochen, um die Verrohrung in das Bohrloch zu führen, um ein Einstürzen der Wände zu verhindern und die Öl- (Gas-) und Wasserhorizonte zu trennen. Gleichzeitig werden beim Bohren von Bohrlöchern eine Reihe von Hilfsoperationen durchgeführt: Kernbohrung, Aufbereitung von Spülflüssigkeit (Bohrschlamm), Protokollierung, Messung der Krümmung, Bohrlochentwicklung, um den Fluss von Öl (Gas) zu induzieren in den Brunnen usw.

Abbildung 1 zeigt das Flussdiagramm der Bohranlage.

Abbildung 1. Schema einer Bohranlage zum Drehbohren: 1 - Drahtseil; 2 - Fahrblock; 3 - Turm; 4 - Haken; 5 - Schlauch bohren; 6 - führendes Rohr; 7 - Dachrinnen; 8 - Schlammpumpe; 9 - Pumpenmotor; 10 - Pumpenleitung; 11 - Aufnahmetank (Kapazität); 12 - Bohrverbindung; 13 - Bohrgestänge; 14 - Hydraulikmotor im Bohrloch; 15 - Meißel; 16 - Rotor; 17 - Winde; 18 - Winden- und Rotormotor; 19 - drehbar

Eine Bohranlage ist ein Komplex von Maschinen und Mechanismen, die zum Bohren und Verrohren von Bohrlöchern bestimmt sind. Der Bohrvorgang wird durch das Absenken und Anheben des Bohrstrangs sowie das Schweben gehalten. Zur Entlastung des Seils und zur Reduzierung der Motorleistung werden Hebezeuge, bestehend aus einem Turm, einem Zugwerk und einem Fahrsystem, eingesetzt. Das Flaschenzugsystem besteht aus einem feststehenden Teil des Kronenblocks, der an der Spitze der Turmkappe installiert ist, und einem beweglichen Teil des beweglichen Blocks, Flaschenzug, Haken und Zügel. Das Hubsystem ist so konzipiert, dass es die Drehbewegung der Windentrommel in eine Translationsbewegung des Hakens umwandelt. Die Bohranlage ist zum Heben und Senken des Bohrgestänges und der Futterrohre in das Bohrloch sowie zum Halten des Bohrgestänges auf dem Gewicht während des Bohrens und zum gleichmäßigen Zuführen und Platzieren des Fahrsystems, der Bohrgestänge und eines Teils des Bohrlochs bestimmt Ausrüstung darin. Die Hebearbeiten werden mit einer Bohrwinde durchgeführt. Das Zugwerk besteht aus einer Basis, auf der die Windenwellen befestigt und durch Zahnräder miteinander verbunden sind, alle Wellen sind mit einem Getriebe verbunden und das Getriebe wiederum ist mit dem Motor verbunden.

Die Übertagebohrausrüstung umfasst eine Aufnahmebrücke, die zum Verlegen von Bohrgestängen und zum Bewegen von Ausrüstung, Werkzeugen, Materialien und Ersatzteilen ausgelegt ist. Ein System von Vorrichtungen zum Reinigen von Bohrschlamm von Bohrklein. Und eine Reihe von Hilfsstrukturen.

Der Bohrstrang verbindet den Bohrmeißel (Gesteinsschneidwerkzeug) mit der Oberflächenausrüstung, d. h. der Bohranlage. Das obere Rohr im Bohrstrang ist quadratisch, es kann sechskantig oder genutet sein. Das Bleirohr geht durch die Öffnung des Rotortisches. Der Rotor wird in der Mitte der Bohrinsel platziert. Das obere Ende des Führungsrohres ist mit einem Drehgelenk verbunden, das dazu bestimmt ist, das am Haken hängende Bohrgestänge zu drehen und durch dieses Bohrspülung zuzuführen. Der untere Teil des Wirbels ist mit der Kelly verbunden und kann sich mit dem Bohrstrang drehen. Der obere Teil des Wirbels ist immer bewegungslos.

Betrachten wir die Technologie des Bohrprozesses (Abbildung 1). An das Loch des feststehenden Teils des Drehgelenks 19 ist ein flexibler Schlauch 5 angeschlossen, durch den die Bohrflüssigkeit mit Schlammpumpen 8 in das Bohrloch gepumpt wird. Die Spülflüssigkeit fließt über die gesamte Länge des Bohrstrangs 13 und gelangt in die Hydraulik Bohrlochmotor 14, der die Motorwelle in Drehung versetzt, und dann tritt die Flüssigkeit in den Bohrmeißel 15 ein. Aus den Bohrlöchern spült die Flüssigkeit das Bohrloch, nimmt die gebohrten Gesteinspartikel auf und steigt zusammen mit ihnen durch die Bohrlöcher nach oben Ringraum zwischen den Bohrlochwänden und den Bohrgestängen und führt zum Pumpeneinlass. An der Oberfläche wird die Bohrspülung mit speziellen Geräten vom gebohrten Gestein gereinigt und anschließend wieder in das Bohrloch eingespeist.

Der bohrtechnologische Prozess hängt stark von der Bohrspülung ab, die je nach geologischen Eigenschaften des Feldes auf Wasser-, Öl-, Gas- oder Luftbasis aufbereitet wird.

Ausgabe. Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass die Technologien für das Verhalten von Bohrprozessen unterschiedlich sind, jedoch für die gegebenen Bedingungen (Tiefe des Bohrlochs, seine Bestandteile, Drücke usw.) geeignet sind, sollten auf der Grundlage geologischer und klimatischer Bedingungen ausgewählt werden . Denn die Betriebseigenschaften des Bohrlochs, nämlich seine Fließgeschwindigkeit und Produktivität, hängen von der Qualität des Bohrens des produktiven Horizonts im Feld ab.

Referenzliste:

1.Vadetsky Yu.V. Bohren von Öl- und Gasquellen: Ein Lehrbuch für den Anfang. prof. Ausbildung. M.: Verlagszentrum "Akademie", 2003. - 352 S. ISB-Nr. 5-7695-1119-2.

2.Vadetsky Yu.V. Bohrerhandbuch: Lehrbuch. Handbuch für den Anfang. prof. Ausbildung. M.: Verlagszentrum "Akademie", 2008. - 416 S. ISB-Nr. 978-5-7695-2836-1.