Modern teknik för borrning av olje- och gasbrunnar. Vad är en oljebrunn? Oljeborrningsprocess - video
Gruvdrift är extraktion från jordens tarmar naturliga resurser... Utveckling av fasta mineraler utförs med öppen skärning eller gruvmetod. Brunnar borras för att utvinna flytande och gasformiga naturresurser. Modern brunnborrningsteknik möjliggör utveckling av olje- och gasfält på ett djup av över 12 000 meter.
Vikten av kolväteproduktion i modern värld svårt att överskatta. Bränsle är tillverkat av olja (se) och oljor, gummi syntetiseras. Den petrokemiska industrin producerar hushållsplast, färgämnen och tvättmedel. För länder för olje- och gasexportörer är avgifter från försäljning av kolväten utomlands en betydande och ofta den viktigaste metoden för att fylla på budgeten.
Utforskning av avlagringar, installation av borriggar
En geologisk undersökning utförs på den föreslagna platsen för mineralfyndigheterna och en plats för en forskningsbrunn bestäms. Inom en radie av 50 meter från prospekteringsbrunnen jämnas platsen ut och en oljerigg monteras. Forskningsbrunnens diameter är 70-150 mm. Under borrprocessen tas prover av borrstickor från olika djup för efterföljande geologisk undersökning. Moderna komplex för geologisk forskning gör det möjligt att exakt svara på frågan om det är värt att starta produktionen av energiresurser genom denna brunn i industriell skala.
När geologisk utforskning av borrstickor har visat löfte om industriell utveckling börjar byggandet av en borrplats. Det tidigare röjda området är betongat och inhägnat, en väghyvel läggs (asfalterad väg). De bygger en rigg på den skapade, monterar en vinsch, lerpumpar, installerar en generator och allt du behöver. Den monterade utrustningen testas, tar den gradvis till den planerade kapaciteten och tas i drift.
Oftast använd teknik mekanisk borrning av brunnar, som utförs roterande, slagverk eller kombinerat. Borren är fäst vid den fyrkantiga borrsträngen och sänks ned i borrhålet med hjälp av ett färdsystem. En rotor placerad ovanför brunnhuvudet överför roterande rörelse till borren.
När brunnen borras växer borrsträngen. Samtidigt med processen att borra en produktionsbrunn med hjälp av speciella pumpar pågår arbete med att spola brunnen. För att spola brunnen från partiklar av förstört berg används en spolningsvätska, som kan vara industriellt vatten, vattenhaltig suspension, lerlösningar eller kolvätebaserade lösningar. Efter att ha pumpat ut borrvätskan i speciella behållare rengörs den och används igen. Förutom att rengöra bottenhålet från sticklingar, ger borrvätskorna kylning av borren, minskar borrsträngens friktion mot borrhålets väggar och förhindrar kollaps.
I det sista borrningsskedet cementeras produktionsbrunnen.
Det finns två cementeringsmetoder:
- Direkt metod- lösningen pumpas in i borrsträngen och skjuts in i ringen.
- Omvänd metod- lösningen pumpas in i ringen från ytan.
Ett antal specialiserade maskiner och mekanismer används för att borra brunnar. På väg till konstruktionsdjup finns det ofta bergarter med ökad hårdhet. För att klara dem är det nödvändigt att lägga en extra belastning på borrsträngen, därför ställs ganska allvarliga krav på produktionsutrustningen.
Riggutrustningen är inte billig och är konstruerad för långvarig användning. Om produktionen stannar på grund av att någon mekanism går sönder, kommer det att bli nödvändigt att vänta på en ersättning, vilket allvarligt kommer att minska företagets lönsamhet. Utrustning och mekanismer för kolväteproduktion måste vara tillverkade av högkvalitativa och slitstarka material.
Borrplattformens utrustning kan delas in i tre delar:
- Borrdel- borra och borra sträng.
- Strömavsnitt- rotor- och tacklingssystem, som säkerställer rotering av borrsträngar och manipulationer.
- Hjälpdel- generatorer, pumpar, behållare.
Oavbruten drift av borriggen beror på att utrustningen fungerar korrekt och Underhåll mekanismer i de villkor som tillverkaren föreskriver. Det är lika viktigt att byta förbrukningsdelar i tid, även om utseende allt är bra med dem. Utan att följa reglerna är det omöjligt att garantera säkerheten för borrplattformspersonal, förebyggande av miljöföroreningar och oavbruten produktion av olja eller gas.
Metoder för att borra produktionsbrunnar
Brunnborrningsmetoder är uppdelade beroende på metod för påverkan på berget.
Mekanisk:
- Chock.
- Rotations.
- Kombinerad.
Icke-mekanisk:
- Hydraulisk spräckning.
- Hög temperaturexponering.
- Undergrävande.
Det bör noteras att huvudborrningsmetoden är roterande och roterande slagverk, andra metoder används sällan i praktiken.
Namn: Teknik och teknik för borrning av olja och gasbrunnar
Format: PDF
Storlek: 14,1 Mb
Utgivningsår: 2003
Förord
DEL 1. TEKNIK FÖR BORNING AV OLJA OCH GASBRUNN
Kapitel 1. Grunderna i olje- och gasfältgeologi
1.1. Jordskorpans sammansättning
1.2. Bergens geokronologi
1.3. Sedimentära bergarter och former av deras förekomst
1.4. Bildande av olje- och gasfyndigheter
1.5. Fysiska och kemiska egenskaper hos olja och gas
1.6. Prospektering och prospektering av olje- och gasfält
1.7. Rita upp en geologisk sektion av en brunn
1.8. Sammansättning och mineralisering av grundvatten
1.9. Väl testat
Kapitel 2. Allmänna begrepp för brunnbyggnad
2.1. Grundläggande begrepp och definitioner
2.2. Geologisk underbyggnad av platsen och utformningen av brunnen samt en teknisk struktur
2.3. Installation av utrustning för brunnskonstruktion
2.4. Brunnborrning
2.5. Borrbitar
2.6. Borrsträng
2.7. Bit -enhet
2.8. Funktioner för borrning av brunnar i vattenområden
2.9. Brunnhölje och reservoarisolering
Kapitel 3. Stenars mekaniska egenskaper
3.1. Allmänna bestämmelser
3.2. Bergens mekaniska och slipande egenskaper
3.3. Inverkan av allsidig tryck, temperatur och vattenmättnad på vissa egenskaper hos bergarter
Kapitel 4. Borr
4.1. Rullkeglar
4.2. Kinematik och dynamik hos rullkottebitar
4.3. Diamantmejslar
4.4. Bladmejslar
Kapitel 5. Drift av borrsträngen
5.1. Borrsträng fysisk modell
5.2. Borrsträngstabilitet
5.3. Belastningar och belastningar i borrsträngrören
Kapitel 6. Brunnspolning
6.1. Termer och definitioner
6.2. Välspolningsprocessfunktioner
6.3. Krav för borrvätskor
6.4. Borrningsvätskor
6.5. Beredning och rengöring av borrvätskor
6.6. Kemisk behandlingsteknik för borrningsvätska
6.7. Hydraulisk beräkning av brunnspolning med inkompressibel vätska
6.8. Avfallshanteringsmetoder för avfallsborrningsvätskor och borrstickor
6.9. Metoder för att neutralisera avfallsborrningsvätskor och sticklingar
Kapitel 7. Komplikationer vid borrning, deras förebyggande och kontroll
7.1. Klassificering av komplikationer
7.3. Vätskeförluster i brunnar
7.4. Visningar av gas-olja-vatten
7.5. Bindningar, åtdragning och placering av rörsträngen
Kapitel 8. Borrlägen
8.1. Inledande begrepp
8.2. Påverkan av olika faktorer på borrprocessen
8.3. Påverkan av differentiellt och förtryckande tryck på förstörelsen av stenar
8.4. Rationell bitutveckling
8.5. Borrregimdesign
8.6. Rengöring av en borrad brunn från sticklingar
Kapitel 9. Borrning av riktade och horisontella brunnar
9.1. Mål och mål för riktad brunnborrning
9.2. Grundläggande riktningsdesign
9.3. Bottenhåls banfaktorer
9.4. Borrhålsenheter för riktningsborrning
9.5. Brunnbanekontrollmetoder och anordningar
9.6. Funktioner för borrning och navigering av horisontella brunnar
Kapitel 10. Öppning och borrning av produktiva skikt
10.1. Reservoarborrning
10.2. Tekniska faktorer som säkerställer borrning och öppning av en produktiv formation
10.3. Förändring av permeabiliteten för bottenhålsbildningszonen. Kompletteringsborrningsvätskor
10.4. Formationstest och brunnprovning vid borrning
Kapitel 11. Brunnstrukturer. Filter
11.1. Bra designgrunder
11.2. Väl bottenstrukturer
Kapitel 12. Brunnhölje och reservoarisolering
12.1. Brunnborrning
12.2. Hölje teknik
12.3. Oljebrunnar och cementbruk
12.4. Väl cementerad beräkning
Kapitel 13. Återöppning av produktiva formationer, stimulering av olja (gas) och
väl utveckling
13.1. Kula perforering
13.2. Kumulativ perforering
13.3. Underbalanserad perforering
13.4. Perforering under förtryck
13.5. Särskilda lösningar för brunnperforering
13.6. Buffertavgränsare
13.7. Välfyllningsteknik med speciell vätska
13.8. Inflödesinduktion genom att ersätta vätska i produktionshöljet
13.9. Inflödesanrop med luftdyna
13.10. Inflödesanrop med startventiler
13.11. Inflödesanrop med jet -enheter
13.12. Intervallsänkning av vätskenivån i brunnen
13.13. Minska vätskenivån i brunnen genom kolvning (swabbing)
13.14. Kallar inflöde från behållaren med hjälp av luftningsmetod
13.15. Minskning av vätskenivån i brunnen vid onormalt lågt reservoartryck
13.16. Reservoirinduktion med tvåfasskum
13.17. Tekniken för att orsaka inflöde från formationen med skum med hjälp av ejektorer.
13.18. Reservoarinduktion med testverktygssatser
13.19. Användning av gasformiga medel för brunnutveckling. Väl avslutad med kväve
DEL 2. TEKNIK FÖR BORNING AV OLJA OCH GASBRUNN
Kapitel 14. Borrigg
14.1. Krav på borriggar
14.2. Klassificering och egenskaper hos installationer
14.3. Kompletta borriggar för produktion och djup prospekteringsborrning.
14.4. Urval av borriggens typ och huvudparametrar
14.5. Val av schema och layout för borriggsutrustningen
14.6. Krav på det kinematiska diagrammet för borrigg
14.7. Borriggar tillverkade av OJSC "Uralmagnzavod"
14.8. Borriggar tillverkade av JSC "Volgograd Drilling Equipment Plant"
Kapitel 15. Lanseringskomplex
15.1. Processen att lyfta och sänka kolumner. Komplexa funktioner
15.2. Kinematiskt diagram över komplexet för SPO
15.3. Talon -system
15.4. Urval av stålrep för tacklingssystem
15.5. Kronblock och reseblock
15.6. Borrkrokar och krokblock
15.7. Tackla mekanismer för borriggar i OJSC "Uralmagnzavod"
15.8. Resemekanismer för VZBT borriggar
15.9. Borrkrokar
15.10. Drawworks
15.11. Drawworks bromssystem
15.12. Utlösningsvolymen
15.13. Hoist kinematik
15.14. Lyftdynamik
Kapitel 16. Utrustning för brunnspolningssystem
16.1. Lera pumpar
16.2. Grenrör
16.3. Snurra
Kapitel 17. Ytcirkulationssystem
17.1. Parametrar och fullständighet i cirkulationssystem
17.2. Cirkulationssystem blockerar
17.3. Omrörare
17.4. Utrustning för rengöring av borrslam från sticklingar
17.5. Avgasare för borrningsvätska
17.6. Centrifugera lera reningsverk
17.7. Sugledningar för lerpumpar
Kapitel 18. Bergskärningsverktyg: borr, borrhuvuden,
expanderare, kalibratorer
18.1. Rullkeglar
18.2. Bladmejslar
18.3. Fräsning mejslar
18.4. Mejsel ISM
18.5. Diamantmejslar
18.6. Rullborrborrhuvuden
18.7. Kniv- och fräsborrhuvuden
18.8. Diamantborrhuvuden och ISM borrhuvuden
18.9. Kärnmottagningsverktyg
18.10. Förlängare
18.11. Kalibratorer-centralisatorer
Kapitel 19. Borrrör. Borrsträngdesign
19.1. Kelly rör
19.2. Upprörda borrör och kopplingar
19.3. Upprörda borrörslås
19.4. Borra rör med svetsade verktygsfogar
19.5. Lättmetallborrrör
19.6. Borrhalsband
19.7. Drill String Subs
19.8. Generella principer och metodik för att beräkna layouten av borrör i strängen
Kapitel 20. Bitdrev: Borrrotorer, motorer i borrhålet
20.1. Borrrotorer
20.2. Turbodrills
20.3. Borrhålsmotorer
20.4. Turbopropmotorer i borrhålet
20.5. Elektriska borrar
Kapitel 21. Brunnhuvudutrustning för borrade brunnar
21.1. Kolumnhuvuden
21.2 Utrustning för förebyggande av utblåsning
Kapitel 22. Höljesrör. Beräkning av höljessträngar
22.1. Hölje rör och kopplingar för dem
22.2. Beräkning av höljessträngar
Kapitel 23. Drivkomplexets drivning
23.1. Typer av enheter, deras egenskaper
23.2. Urval av drivmotorer
23.3. Artificiell anpassningsförmåga betyder för enheter
23.4. Kopplingar
23.5. Kedjedrivningar av borriggar
23.6. Drivenheter och motorer i moderna borriggar
23.7. Layout av drivaggregat och transmissioner
Kapitel 24. Utrustning för mekanisering och automatisering av teknik
processer
24.1. Bitmatningsautomatisering
24.2. Nedstigning och uppstigningsautomation (ASP)
24.3. Automatisk borrtång
24.4. Pneumatisk kilgrepp
24.5. Extra vinsch
Kapitel 25. Utrustning för borrning av olje- och gasbrunnar till sjöss
25.1. Funktioner i utvecklingen av olje- och gasfält till havs
25.2. De viktigaste typerna av tekniska medel för utveckling av olje- och gasfält till havs
25.3. Flytande borrutrustning (PBF)
25.4. Upphängande flytande borrigg (jack-up riggar)
25.5. Halv nedsänkbara flytande borriggar (PPDR)
25.6. Borrfartyg (BS)
25.7. Borrigg för PBS
25.8. Utrustning för undervattensbrunn
25.9. Retentionssystem för flytande borrutrustning vid borrningspunkten
25.10. Offshore -plattformar (SMP)
25.11. Miljöskydd vid borrning till havs
FEDERAL UTBILDNINGSBYRÅN
GOUVPO "UDMURTSK STATE UNIVERSITY"
Institutionen för ekonomi, förvaltning av olje- och gasindustrin
Om ämnet "Borrning av olje- och gasbrunnar"
Chef Borkhovich S. Yu.
Frågor till testet
1. Metoder för att borra brunnar
1.1 Slagborrning
1.2 Roterande borrning
2. Borrsträng. Huvudelement. Belastningsfördelning längs borrsträngens längd
2.2 Borrsträngens sammansättning
3. Syfte med borrvätskor. Tekniska krav och begränsningar av egenskaperna hos borrvätskor
3.1 Borrvätskans funktioner
3.2 Krav för borrvätskor
4. Faktorer som påverkar kvaliteten på brunncementering
5. Typer av borrkronor och deras syfte
5.1 Bittyper för massiv borrning
5.2 Rullkeglar
5.3 Knivmejslar
5.4 Fräsbitar
5,5 IMS bitar
Litteratur
Frågor till testet
Brunnborrningsmetoder
Borrsträng. Huvudelement. Belastningsfördelning längs borrsträngens längd
Syfte med borrvätskor. Tekniska krav och begränsningar av egenskaperna hos borrvätskor
Faktorer som påverkar kvaliteten på brunncementering
Typer av borrkronor och deras syfte
1 . Brunnborrningsmetoder
Existerar olika sätt borrning, men mekanisk borrning fick industriell distribution. Den är indelad i slagverk och rotations.
1.1 Slagborrning
Slagborrning borrverktyget inkluderar: mejsel (1); stötdämpare (2); replås (3); En mast (12) är installerad på ytan; block (5); balanseringsavdragningsrulle (7); hjälprulle (8); borrmaskintrumma (11); rep (4); kugghjul (10); vevstång (9); balansram (6). När växlarna roterar, gör rörelser, höjer och sänker balansramen. När ramen sänks lyfter startrullen borrverktyget ovanför botten av hålet. När ramen lyfts frigörs repet, mejseln faller i ansiktet och förstör därigenom berget. För att förhindra kollaps av brunnens väggar sänks höljet in i det. Denna borrmetod är tillämplig på grunda djup vid borrning av vattenbrunnar. För närvarande används inte slagverksmetoden för att borra brunnar.
1.2 Roterande borrning
Rotary borrning. Olje- och gasbrunnar borras genom roterande borrning. Med sådan borrning sker förstöring av ånga på grund av bitens rotation. Rotationen av borrningen tillhandahålls av rotorn placerad vid brunnhuvudet genom strängen av borrör. Detta kallas ett roterande läge. Vridmoment skapas också ibland med hjälp av en motor (turbodrill, elektrisk borr, borrhålsmotor), då kallas denna metod för borrning i hålet.
Turbodrill Drivs en hydraulturbin i rotation med hjälp av en borrvätska som pumpas in i brunnen.
Elektrisk borr- är en elektrisk motor, en elektrisk ström tillförs den via en kabel från ytan. Brunnar borras med en borrigg.
1-mejsel; 2 - tunga borrrör över huvudet; 3,8 - sub; 4 - centralisator; 5 - hylsor; 6.7 - tunga borrör; 9 - säkerhetsring; 10 - borrör; 11 - säkerhetssub; 12.23 - stavdelar, nedre och övre; 13 - ledande rör; 14 - reducerare; 15 - vinsch; 16 - svängbar del; 17 - krok; 18 - kronblock; 19 - torn; 20 - reseblock; 21 - svängbar; 22 - slang; 24 - stigare; 25 - rotor; 26 - slamavskiljare; 27 - lerpump
Förstörelsen utförs med hjälp av en bit, som körs på borrör, till botten. Roterande rörelse tillhandahålls av en motor i borrhålet genom borrsträngen. Efter att borrrören har sänkts med en bit, sätts två foder in i rotorrörets hål, och inuti dem finns två klämmor, som bildar ett fyrkantigt hål. I detta hål finns också ett ledande rör, även det med ett fyrkantigt tvärsnitt. Den tar emot vridmoment från rotorbordet och rör sig fritt längs rotoraxeln. All körning och hållning av borrsträngen på vikten utförs med en lyftmekanism.
2 Borrsträng. Huvudelement. Belastningsfördelning längs borrsträngens längd
2.1 Syftet med borrsträngen
Borrsträngen är länken mellan borrutrustningen på dagytan och borrhålsverktyget (borr, formningstester, fiskeverktyg, etc.) som används för tillfället för att utföra någon teknisk operation i brunnhålet.
Funktionerna som utförs av borrsträngen bestäms av det arbete som utförs i brunnen. De viktigaste är följande.
Under mekanisk borrning, borrsträngen:
· Är en kanal för att tillföra bottenhålet den energi som är nödvändig för borrens rotation: mekanisk - under roterande borrning; hydraulisk - vid borrning med hydrauliska motorer i borrhålet (turbodrill, skruvmotor i borrhålet); elektrisk - vid borrning med elektriska borrar (genom en kabel inuti rören);
· Uppfattar och överför till borrhålets väggar (vid ett litet strömbrunnsdjup också till rotorn) reaktivt vridmoment vid borrning med borrhålsmotorer;
· Är en kanal för cirkulerande cirkulation av arbetsmedlet (vätska, gas-vätskeblandning, gas); Vanligtvis rör sig arbetsmedlet ner till bottenhålet längs röret i röret, fångar upp det förstörda berget (sticklingar) och rör sig sedan upp i ringen till brunnhuvudet (direktspolning);
· Tjänar att skapa (efter vikten av den nedre delen av strängen) eller överföra (när verktyget tvingas) den axiella belastningen på biten, samtidigt som den tar emot de dynamiska belastningarna från arbetsbiten, delvis dämpar och reflekterar dem tillbaka till biten och delvis låta dem gå högre;
· Kan fungera som en kommunikationskanal för att ta emot information från bottenhålet eller överföra kontrollåtgärder till borrhålsverktyget.
· Under utlösningsoperationer används borrsträngen för att sänka och lyfta bitar, motorer i borrhålet, olika enheter i borrhålet;
· För passering av instrumentering nere i hålet;
För utveckling av brunnhålet, utför mellanliggande spolning med
syftet med att ta bort slamproppar osv.
Vid eliminering av komplikationer och olyckor samt forskning i brunnen och testformationer tjänar borrsträngen:
· För pumpning och blåsning av pluggmaterial i formationen;
· För att köra och installera packare för att genomföra hydrodynamiska studier av formationer genom att ta ut eller injicera vätska;
För att sänka och installera överlappningar för att isolera absorptionszoner,
· Förstärkning av zoner för sönderfall eller jordskred, installation av cementbroar etc.;
· För att sänka fiskeverktyget och arbeta med det.
Vid borrning med kärna (bergprov) med ett avtagbart kärnrör fungerar borrsträngen som en kanal genom vilken sänkning och lyftning av kärnröret utförs.
2.2 Borrsträngens sammansättning
Borrsträngen (med undantag för de senaste kontinuerliga rören) består av borrör med en gängad fog. Anslutning av rör till varandra utförs vanligtvis med hjälp av speciella anslutningselement - borrfogar, även om verktygslösa borrör också kan användas. När man lyfter borrsträngen (för att byta ut en sliten bit eller vid andra tekniska operationer), demonteras borrsträngen till kortare länkar varje gång, varvid den senare installeras inuti tornet på en speciell plattform - en ljusstak eller (i sällsynta fall) på ställen utanför borrningstornet, och när hon är nedförsbacke samlas hon igen i en lång kolumn.
Det skulle vara obekvämt och irrationellt att montera och demontera borrsträngen med dess demontering i separata (enkla) rör. Därför monteras enskilda rör preliminärt (vid uppbyggnad av verktyget) i så kallade borrpluggar, som inte därefter demonteras (medan borrningen utförs av denna borrsträng).
En plugg med en längd på 24-26 m (på ett borrdjup på 5000 m och mer kan borrpluggar med en längd på 36-38 m med ett borrtorn 53-64 m högt användas) består av två, tre eller fyra rör vid användning av rör med en längd av 12, 8 respektive m ), som inte kan demonteras ytterligare.
Som en del av borrsträngen direkt ovanför borrkronan eller ovanför borrhålsmotorn tillhandahålls alltid kraftiga borrör (krage), som med en multipel av sin vikt och styvhet jämfört med konventionella borrör gör det möjligt att skapa nödvändig belastning på biten och ge tillräcklig styvhet i verktygets botten under undvikande av dess böjning och okontrollerade borrhålskurvatur. Borrhalsband används också för att styra vibrationer i borrsträngens botten i kombination med dess andra element.
Borrsträngen innehåller vanligtvis centralisatorer, kalibratorer, stabilisatorer, filter, ofta metallfällor, backventiler, ibland speciella mekanismer och anordningar såsom expanderare, svänghjul, matningsmekanismer i borrhålet, vågledare, resonatorer, longitudinella och vridvibrationer, slitbanor som har en lämpligt syfte.
För kontrollerbar krökning av brunnhålet i en given riktning eller tvärtom för att räta ut ett redan krökt borrhål ingår avledare i borrsträngen och för att bibehålla borrhålets raka linje, speciella, ofta ganska komplexa, arrangemang av borrsträngens nedre del används.
Brunnborrning är en komplex teknisk process för att införa ett kraftigt borrhål i jordytan, som består av ett antal operationer:
- introduktion (fördjupning) av brunnar genom förstörelse av bergformationer lager för lager med ett speciellt kraftfullt borrverktyg;
- eliminering av borrat berg från brunnen;
- stärka brunnhålet med de så kallade höljessträngarna;
- undersökning av bergarter med hjälp av ett antal geologiska och geofysiska åtgärder, bestämning av borrningens kurs och riktning;
- Nedstigning till ett förutbestämt djup och förstärkning (cementering) av efterbehandlingskolonnen.
För första gången i världen utfördes borrning av en oljebrunn i mitten av 1800 -talet, nära staden Baku, djupet på den första oljebrunnen var 21 meter
Experter skiljer fyra typer av brunnborrningar, baserat på deras djup: grunt (upp till 1,5 km), medel (upp till 4,5 km), djupt (upp till 6 km) och superdjupt (över 6 km).
Ett intressant faktum: Kola superdjupbrunnar anses vara den djupaste oljebrunnen i världen, dess djup är cirka 12,26 km. Hittills drivs brunnen inte.
Det finns två sätt att borra efter typen av bergförstöring:
- mekanisk (roterande, chock);
- icke-mekanisk (termisk, explosiv, hydraulisk, elektrisk puls)
Den mekaniska metoden är den vanligaste i vårt land, borrföretag använder bara den, närmare bestämt uteslutande rotationsmetoden.... Under borrningen förstörs berget av kraftfulla bitar, bottenhålet frigörs från det borrade berget genom kontinuerligt cirkulerande flöden av borrslam, ibland används ett gasformigt medel för spolning. Det bör noteras att alla brunnar borras strikt vertikalt. Men om behovet ändå uppstår används också riktningsborrning..
Begagnade borrigg och utrustning
Borrning utförs med speciella borriggar, professionella borrverktyg och komplex utrustning... En borrigg är ett helt komplex av specialiserad markutrustning som används för att utföra brunnskapande och underhåll av själva borrprocessen. Riggen består av: en oljerigg, utrustning för utlösning, markutrustning, en offshorekonstruktion, en drivning, ett borrvätsketillförselsystem... Framgången för den tekniska processen beror till stor del på kvaliteten på borrvätskan, som bereds på en vatten- eller oljebas.
Idag, i världen, och särskilt i Ryssland, finns det flera stora fabriker som tillverkar borrutrustning.... Bland vilka:
Azneftekhimmash OJSC (Azerbajdzjan), Lugansk Machine Tool Plant Production Association (Ukraina), ALTAIGEOMASH LLC (Ryssland), Borrutrustningsanläggning (Volgograd, Ryssland).
Video
Tema: Borrning av olje- och gasbrunnar.
Plan: 1. Allmän information om olje- och gasverksamhet.
2. Metoder för att borra brunnar.
3. Klassificering av brunnar.
1. Allmän information om olje- och gasverksamhet.
Brunnborrning är processen att konstruera riktade gruvarbeten med stor längd och liten (jämfört med längd) diameter. Början på brunnen på jordens yta kallas brunnhuvudet, botten kallas bottenhålet. Denna process - borrning - är utbredd inom olika sektorer av den nationella ekonomin.
Syften och mål med borrning
Olja och gas produceras med hjälp av brunnar, vars huvudsakliga konstruktionsprocesser är borrning och hölje. Det är nödvändigt att utföra brunnskonstruktion av hög kvalitet i ständigt ökande volymer med en multipel minskning av tidpunkten för deras borrning, liksom med en minskning av arbetskraft och energiintensitet och kapitalkostnader.
Brunnborrning är den enda metoden för effektiv utveckling, inkrementell produktion och olje- och gasreserver.
Konstruktionscykeln för olje- och gasbrunnar före idrifttagningen består av följande successiva länkar:
borrning av brunnhålet, vars implementering endast är möjlig vid parallellt arbete av två typer - fördjupning av botten genom lokal förstörelse av berg och rengöring av brunnen från förstörd (borrad) sten;
separering av lager, bestående av sekventiella verk av två typer - säkring av borrhålets väggar med höljesrör anslutna till höljet, och tätning (cementering, pluggning) av det ringformiga utrymmet;
välutveckling som produktionsanläggning.
2. Metoder för att borra brunnar.
Vanliga metoder för roterande borrning - roterande, turbin och elektrisk borrning - innebär rotation av ett arbetsverktyg som förstör berget - lite. Det förstörda berget avlägsnas från brunnen genom att pumpa in i rörsträngen och gå ut genom ringröret med borrvätska, skum eller gas.
Rotary borrning
Vid roterande borrning roterar biten med hela borrsträngen; rotation överförs genom arbetsröret från rotorn ansluten till kraftverköverföringssystem. Vikten på biten genereras av en bråkdel av borrörets vikt.
Vid roterande borrning beror det maximala strängmomentet på bergmotståndet mot bitrotation, strängens friktionsmotstånd och roterande vätska mot borrhålsväggen, liksom på tröghetseffekten av elastiska vridvibrationer.
I världens borrningsmetod är rotationsmetoden den mest utbredda: nästan 100% av borrningsvolymen i USA och Kanada utförs med denna metod. V senaste åren det har funnits en tendens att öka mängden roterande borrningar i Ryssland, även i de östra regionerna. De främsta fördelarna med roterande borrning framför turbinborrning är oberoende av regleringen av parametrarna för borrläget, möjligheten att utlösa stora tryckfall på biten, en signifikant ökning av penetration per bitresa på grund av lägre rotationsfrekvenser etc.
Turbinborrning
Vid turbinborrning är biten ansluten till turboborns turbinaxel, som roteras genom rörelse av vätska under tryck genom ett system av rotorer och statorer. Belastningen genereras av en bråkdel av borrörets vikt.
Det högsta vridmomentet beror på bergets motstånd mot borrens rotation. Det maximala vridmomentet som bestäms genom beräkningen av turbinen (värdet på dess bromsmoment) beror inte på brunnens djup, bitens rotationshastighet, den axiella belastningen på den och de mekaniska egenskaperna hos de stenar som borras. Kraftöverföringskoefficienten från kraftkällan till det destruktiva verktyget vid turbinborrning är högre än vid roterande borrning.
Under turbinborrning är det dock omöjligt att självständigt reglera parametrarna för borrläget, och samtidigt är energiförbrukningen per 1 m penetration, kostnaderna för amortering av turbodriller och underhåll av verkstäder för deras reparation hög.
Turbinborrningsmetoden har blivit utbredd i Ryssland tack vare VNIIBT: s arbete.
Borrning med skruvmotorer (positiv förskjutning)
Motornas arbetskroppar skapas på grundval av en skruvmekanism med flera gängor, vilket gör det möjligt att uppnå den erforderliga rotationshastigheten med ett ökat vridmoment jämfört med turbodriller.
Hålmotor består av två sektioner - motor och spindel.
Motorsektionens arbetskroppar är statorn och rotorn, som är en skruvmekanism. Detta avsnitt innehåller också en dubbel svängning. Statorn är ansluten till borrsträngen med hjälp av en sub. Vridmomentet överförs från rotorn till spindelns utgående axel med hjälp av en dubbelskarv.
Spindelsektionen är konstruerad för att överföra den axiella belastningen till bottenhålet, för att absorbera den hydrauliska belastningen som verkar på motorrotorn och för att täta den nedre delen av axeln, vilket bidrar till skapandet av ett tryckfall.
I skruvmotorer beror vridmomentet på tryckfallet över motorn. När axeln belastas ökar vridmomentet som utvecklats av motorn och tryckfallet i motorn ökar också. Prestandakarakteristik en skruvmotor med kraven för effektiv bearbetning av bitar gör att du kan få en motor med en utgående axelhastighet i intervallet 80-120 rpm med ökat vridmoment. Den specifika egenskapen hos skruvmotorer (positiv förskjutning) gör dem lovande för implementering i borrning.
Borrning med elborr
Vid användning av elektriska borrar utförs borrens rotation med en elektrisk (trefas) växelströmsmotor. Energi tillförs den från ytan genom en kabel som sitter inuti borrörsträngen. Borrvätskan cirkulerar på samma sätt som vid roterande borrning. Kabeln förs in i rörsträngen genom en strömavtagare placerad ovanför sviveln. Den elektriska borrningen är fäst vid borrsträngens nedre ände, och biten är fäst vid den elektriska borrens axel. Fördel elektrisk motor före den hydrauliska är att rotationshastigheten, vridmomentet och andra parametrar för en elektrisk borr inte beror på mängden vätska som levereras, dess fysiska egenskaper och brunnens djup och på möjligheten att styra motorns funktion från ytan . Nackdelarna inkluderar komplexiteten att leverera energi till elmotorn, särskilt vid förhöjt tryck, och behovet av att täta elmotorn från borrvätskan.
Lovande riktningar i utvecklingen av borrmetoder i världspraxis
I inhemsk och utländsk praxis bedrivs forskning och utveckling.
arbeta med att skapa nya borrmetoder, teknik, utrustning.
Dessa inkluderar fördjupning i stenar med hjälp av explosioner, förstörelse av stenar med ultraljud, erosion, användning av laser, vibrationer, etc.
Några av dessa metoder har utvecklats och tillämpas, om än i en obetydlig mängd, ofta på försöksstadiet.
Hydromekanisk metoden för förstörelse av stenar vid fördjupning av brunnar används alltmer i experimentella och fältförhållanden... S.S. Shavlovsky utförde en klassificering av vattenstrålar som kan användas vid borrning av brunnar. Grunden för klassificeringen är det utvecklade trycket, strålarnas arbetslängd och graden av deras inverkan på bergarter av olika sammansättningar, cementering och hållfasthet, beroende på munstycksdiameter, strålens initialtryck och flödeshastighet av vatten. Användningen av vattenstrålar gör det möjligt att i jämförelse med mekaniska metoder öka de tekniska och ekonomiska indikatorerna för brunnborrning.
Vid VII International Symposium (Kanada, 1984) presenterades resultaten av arbetet med användning av vattenstrålar vid borrning. Dess kapacitet är förknippad med kontinuerlig, pulserande eller intermittent vätsketillförsel, förekomst eller frånvaro av slipande material och tekniska och tekniska egenskaper hos metoden.
Eroderande borrning ger fördjupningshastigheter 4-20 gånger högre än roterande borrning (under liknande förhållanden). Detta beror främst på den betydande ökningen av effekten som levereras till botten i jämförelse med andra metoder.
Dess väsen ligger i det faktum att ett slipmaterial - stålskott - levereras till biten av en speciell design tillsammans med borrvätskan. Storleken på granulaten är 0,42 - 0,48 mm, koncentrationen i lösningen är 6%. Genom bitmunstyckena matas denna lösning med skott till bottenhålet med hög hastighet och bottenhålet förstörs. I borrsträngen installeras två filter i följd för att avskärma och behålla partiklar, vars storlek inte tillåter dem att passera genom bitmunstyckena.
Ett filter är över biten och det andra är under kellyen där rengöring kan göras. Kemisk behandling av borrslam med skott är svårare än behandling av konventionell lera, särskilt vid förhöjda temperaturer.
Det säregna är att det är nödvändigt att hålla skottet i lösningen i suspension och sedan generera detta slipande material.
Efter preliminär rengöring av borrvätskan från gas och sticklingar med hjälp av hydrocykloner tas skottet och hålls i vått tillstånd. Därefter leds lösningen genom fina hydrocykloner och en avgasare och dess förlorade prestanda återställs genom kemisk behandling. En del av borrvätskan blandas med skott och matas in i borrhålet, på vägen blandas med konventionell borrvätska (i ett beräknat förhållande).
Lasrar- kvantgeneratorer av det optiska området - en av vetenskapens och teknikens anmärkningsvärda prestationer. De har funnit bred tillämpning inom många vetenskaps- och teknikområden.
Enligt utländska data är det för närvarande möjligt att organisera produktionen av kontinuerliga gaslasrar med en uteffekt på 100 kW och högre. Gaslasrarnas effektivitet (effektivitet) kan nå 20 - 60%. Lasernas höga effekt, förutsatt att extremt höga strålningstätheter erhålls, är tillräcklig för att smälta och förånga allt material, inklusive bergarter. Samtidigt spricker och flagnar berget.
Minimal effektdensitet för laserstrålning, tillräcklig för förstörelse av stenar genom smältning, har fastställts experimentellt: för sandstenar, siltstenar och leror är den cirka 1,2-1,5 kW / cm2. Effektdensiteten för den effektiva förstörelsen av oljemättade bergarter på grund av termiska processer vid oljeförbränning, särskilt när luft eller syre blåses in i förstörelseszonen, är lägre och uppgår till 0,7 - 0,9 kW / cm2.
Det uppskattas att för en brunn med ett djup av 2000 m och en diameter på 20 cm är det nödvändigt att spendera cirka 30 miljoner kW laserstrålningsenergi. Brunnborrning av sådant djup är ännu inte konkurrenskraftig jämfört med traditionella mekaniska borrmetoder. Det finns dock teoretiska förutsättningar för att öka effektiviteten hos lasrar: med en verkningsgrad som är lika med 60%kommer energi- och kostnadskostnaderna att minska avsevärt och dess konkurrenskraft kommer att öka. Vid användning av en laser vid borrning av brunnar med ett djup av 100-200 m är arbetskostnaden relativt låg. Men i alla fall, under laserborrning, kan tvärsnittsformen programmeras och borrhålsväggen bildas av bergsmältan och blir en glasaktig massa, vilket gör det möjligt att öka borrvätskans förskjutningskoefficient av cement. I vissa fall är det uppenbarligen möjligt att klara sig utan brunnhölje.
Utländska företag erbjuder flera mönster av lasrar. De är baserade på en kraftfull laser inrymd i ett förseglat hus som tål högt tryck. Temperaturmotståndet har ännu inte utarbetats. För dessa strukturer överförs laserstrålning till bottenhålet genom en ljusstyrande fiber. När berget förstörs (smälts) matas laserborren ner; den kan utrustas med en vibrator installerad i huset. När skalet pressas in i det smälta berget kan brunnhålets väggar komprimeras.
I Japan har produktionen av koldioxidlasrar påbörjats, vilket, när de används vid borrning, kommer att öka penetrationshastigheten avsevärt (upp till 10 gånger).
Borrhålssektionen under bildandet av borrhålet med denna metod kan ha en godtycklig form. Datorn, enligt det utvecklade programmet, ställer in laserstrålens skanningsläge på distans, vilket gör det möjligt att programmera storleken och formen på brunnhålet.
Det är möjligt att utföra termiska laserarbeten i framtiden vid perforering. Laserperforering ger kontrollerbarhet av förstöringsprocessen av höljessträngen, cementstenen och berget, och kan också underlätta penetrering av kanaler till ett avsevärt djup, vilket utan tvekan kommer att öka graden av perfektion av formationspenetration. Men bergfusion, vilket är tillrådligt vid fördjupning av brunnen, är oacceptabelt här, vilket bör beaktas vid användning av denna metod i framtiden.
I hushållsarbeten finns förslag om att skapa laserplasmainstallationer för termisk borrning av brunnar. Transport av plasma till botten av brunnen är dock fortfarande svår, även om forskning pågår för att undersöka möjligheten att utveckla ljusledare ("ljusledarrör").
En av de mest intressanta metoderna för att påverka bergarter, som har kriteriet "universalitet", är metoden att smälta dem genom direktkontakt med en eldfast spets - en penetrator. Betydande framsteg i skapandet av termiskt stabila material gjorde det möjligt att överföra frågan om bergsmältning till området verklig design. Redan vid en temperatur av cirka 1200-1300 ° C är smältmetoden användbar
Den finns i lös jord, sand och sandsten, basalt och andra stenar i den kristallina källaren. I bergarterna i sedimentkomplexet kräver uppenbarligen en högre temperatur borrning av lera och karbonatstenar.
Fusionsborrningsmetoden gör det möjligt att på borrhålsväggarna få en tillräckligt tjock sitallskorpa med släta innerväggar. Metoden har en hög energitillförselkoefficient i berget - upp till 80-90%. I detta fall kan problemet med att ta bort smältan från bottenhålet lösas, åtminstone i princip. Kommer ut genom utloppskanalerna eller helt enkelt strömmar runt en slät penetrator, smältan, stelnar, bildar ett slam, vars storlek och form kan kontrolleras. Skäret bärs bort av en vätska som cirkulerar ovanför borren och kyler toppen av borren.
De första projekten och proverna av termiska borrar dök upp på 60 -talet, och teorin och praktiken för bergsmältning började utvecklas mest aktivt från mitten av 70 -talet. Smältningsprocessens effektivitet bestäms huvudsakligen av temperaturen på penetratorns yta och bergets fysiska egenskaper och beror lite på de mekaniska och hållfasthetsegenskaperna. Denna omständighet bestämmer en viss universalitet hos smältmetoden i betydelsen av dess tillämplighet för att driva olika stenar. Smälttemperaturområdet för dessa olika polyminerala multikomponentsystem faller i allmänhet inom intervallet 1200-1500 ° C vid atmosfärstryck. I motsats till den mekaniska metoden att förstöra stenar genom smältning, med en ökning av djupet och temperaturen hos de underliggande bergarterna, ökar det dess effektivitet.
Som redan nämnts, parallellt med penetrationen, genomförs hölje och isolering av borrhålets väggar som ett resultat av skapandet av ett ogenomträngligt glasögonformigt skikt. Det är ännu inte klart om ytskiktet på penetratorn kommer att slita ut, vad är dess mekanism och intensitet. Det är möjligt att smältborrning, även om det är vid låg hastighet, kan utföras kontinuerligt inom det intervall som bestäms av brunnens konstruktion. Denna design i sig, på grund av den kontinuerliga fastsättningen av väggarna, kan förenklas kraftigt, även under svåra geologiska förhållanden.
Det är möjligt att föreställa sig de tekniska procedurer som endast är förknippade med fastsättning och isolering av väggarna i serie med borrningen av borrhålet med hjälp av den konventionella mekaniska borrmetoden. Dessa procedurer kan endast gälla information
terval, som är farliga på grund av risken för olika komplikationer.
Ur teknisk synvinkel bör en ledare tillhandahållas till injektionselementen i penetratorn liknande den som används vid elektrisk borrning.
3. Klassificering av brunnar
Brunnar kan klassificeras efter funktion, brunnhål och skärmprofil, filterperfektion och design, antal höljessträngar, plats på jordytan etc.
Brunnar skiljer sig utifrån deras syfte: referens, parametrisk, strukturell prospektering, prospektering, olja, gas, geotermisk, artesisk, injektion, observation, speciell.
Enligt brunnhålets och filterets profil är brunnarna: vertikala, lutande, riktningsorienterade, horisontella.
Enligt graden av perfektion skiljer man sig från brunnar: superperfekta, perfekta, ofullkomliga i öppningsgraden av produktiva formationer, ofullkomliga i formen av att öppna produktiva formationer.
Enligt filterutformningen klassificeras brunnarna i: lösa, fixerade med en produktionssträng, fixerade med ett plug-in slits- eller nätfilter, fixerade med ett grus-sandfilter.
Genom antalet kolumner i brunnen utmärks brunnar: enkelkolonn (endast produktionshölje), flerkolumn (två-, tre-, n-kolumn).
Genom sin placering på jordytan utmärks brunnar: ligger på land, offshore, offshore.
Syftet med de strukturella prospekteringsbrunnarna är att etablera (förtydliga) tektonik, stratigrafi, litologi i bergsektionen, bedöma möjliga produktiva horisonter.
Utforskningsbrunnar används för att identifiera produktiva formationer, liksom för att avgränsa utvecklade olje- och gasfält.
Extraktiv (operativ) är avsedd för utvinning av olja och gas från jordens inre. Denna kategori inkluderar också injektions-, värderings-, observations- och piezometriska brunnar.
Injektion krävs för att injicera vatten, gas eller ånga i behållaren för att behålla trycket i behållaren eller behandla bottenhålszonen. Dessa åtgärder syftar till att förlänga tiden för den flytande metoden för oljeproduktion eller öka produktionens effektivitet.
Syftet med utvärderingsbrunnar är att bestämma den initiala vatten-oljemättnaden och kvarvarande oljemättnad i formationen och genomföra andra studier.
Kontroll- och observationsbrunnar används för att övervaka utvecklingsmålet, studera arten av formationsvätskornas rörelse och förändringar i formationen av gas-olja-mättnad.
Referensbrunnar borras för att studera de geologiska strukturerna i stora regioner för att fastställa allmänna mönster för berggrund av stenar och för att identifiera möjligheten att det bildas olja och gasavlagringar i dessa bergarter.
1. Hur klassificeras brunnar?
2. Vilka metoder för att borra brunnar är kända?
3. Vad är laserborrning? ?
Litteratur
1. Bagramov R.A. Borrmaskiner och komplex: Lärobok. för universitet. - M.: Nedra, 1988. - 501 sid.
2. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Well Completions: Textbook. manual för
universitet. - M: LLC "Nedra -Business Center", 2000. - 670 sid.
3. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Komplikationer och olyckor vid oljeborrning
och gasbrunnar: Lärobok. för universitet. -M.: LLC "Nedra -Business Center", 2000. -679 s.
4. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Olje- och gasborrningsteknik
brunnar: Lärobok. för universitet. - M.: LLC "Nedra -Business Center", 2001. - 679 s.
5. Boldenko DF, Boldenko FD, Gnoyevykh A.N. Borrhålsmotorer. - M .: Nedra,
