За последние пятьдесят лет буровые инструменты и технологии постоянно совершенствовались. Сегодня большинство компаний по добыче и разведке нефти и газа используют передовые и современные буровые инструменты и методы для добычи нефти и газа в самых суровых и труднодоступных регионах. В этом посте мы подробно рассмотрим их.
Буровой инструмент и оборудование
Буровое оборудование используется для проходки водозаборных, разведочных, добывающих или технических скважин. Применяются для бурения шпуров под сваи или для размещения зарядов при взрывных работах, используются для промывки и укрепления стенок пробуренного отверстия с последующим его обустройством.
Оборудование предназначено для решения следующих задач:
- геологоразведочного и геологотехнического бурения;
- реализации технических, гидрогеологических и водозаборных скважин;
- инженерно-строительных и отраслевых изысканий;
- выполнения проходческих работ.
Роторное бурение
Роторное бурение скважины происходит с помощью долота, прикрепленного к бурильной трубе, на конце буровой колонны может находиться любое буровое долото. Ротором в называют подвижную часть механизма, передающую энергию вращения на рабочий инструмент.
Роторное бурение является одним из наиболее распространенных видов бурения во всем мире. Оно подходит для скважин глубиной более 900 метров. Для бурения вам потребуется построить вышку высотой 40 метров для поддержки оборудования для роторного бурения, которое включает в себя двигатель, вращающийся стол и буровое долото. Эта вышка отвечает за обеспечение надлежащего процесса бурения. Для роторного бурения требуется оборудование для контроля расхода жидкости, чтобы поднять пульпу на поверхность и уравновешивать разницу давления. Оборудование для регулирования расхода жидкости также подключено к системе для предотвращения выбросов и может подавать давление жидкости для регулирования давления в пласте. Кроме основного предназначения (вращения инструмента), ротор служит удерживающим устройством бурильных и обсадных труб при выполнении спуско-подъемных операций. В состав оборудования входят долота шарошечные и алмазные, стропы для присоединения элеватора к талевому блоку, переходники различных типов, грязевые насосы для откачки пульпы.
Роторные буровые установки известны своей универсальностью, что делает их популярными среди компаний, занимающихся разведкой нефти и газа. Они могут бурить в любых породах с небольшими изменениями и работают со скоростью от 40 до 250 оборотов в минуту.
Ударное бурение
Ударным называется метод механического бурения, возникающего от ударов падающего снаряда, сбрасываемого в забой скважины. Ударный импульс падающего снаряда разрушает (дробит, раздавливает, рыхлит) грунт. Буровой снаряд массой 1000…3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу вследствие силы удара при падении тяжелого снаряда. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на определенный угол, создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины. Во время бурения в скважину периодически подают воду, и образовавшийся шлам вычерпывают желонкой.
Компании, занимающиеся разведкой нефти и газа, используют ударное бурение для строительства скважин диаметром до 400 мм и глубиной до 200 м. Буровой станок для ударного бурения обычно состоит из агрегата на гусеничном ходу, рамы, кабины, мачты с инструментальным и желоночным блоками, механизма свинчивания бурового снаряда, лебедок. Процесс бурения осуществляется с помощью тросов. Поддержание стабильности ствола скважины часто является проблемой. Поэтому компании, занимающиеся разведкой нефти и газа, используют обсадную трубу OCTG, чтобы не допустить ее разрушения. Принцип ударного бурения скважин используется в станках ударно-канатного бурения, которое эффективно при проходке скважин в мерзлых грунтах, закарстованных породах и в породах с коэффициентом крепости f < 15.
Буровые установки
Традиционная буровая установка — это огромный монстр весов в 9 тысяч тонн, который может бурить скважины более 7 км. Предназначена для работу в суровых условиях. Многочисленные геологические исследования в начале 20-го века показали значительные запасы нефти и газа на шельфе, что побудило нефтегазодобывающие компании задуматься о том, как получить к ним доступ. В конце концов, в 1947 году Керр-Макги построил первую в мире морскую нефтяную вышку в Мексиканском заливе на глубине 6 м и тогда же начала с нее бурение. Бурильная платформа Кермак-16 была размером с обычную жилую комнату и стоила всего 230 тысяч долларов, ее демонтировали в 1984 году.
Установить, кто первым взялся за морскую добычу нефти, сложно. Российские историки утверждают, что ещё в 1824 году на Апшеронском полуострове недалеко от Баку, в нескольких десятках метров от берега, промышленники устраивали колодцы и черпали оттуда нефть. Американцы же как всегда считают первопроходцами шельфа своих соотечественников. В большинстве морских буровых установок используется вращающийся стол, но разработано и множество других, включая самоподъемные и стационарные платформы, полупогружные платформы и буровые суда. Нефтяной промысел всегда был и остается делом рискованным, а добыча на континентальном шельфе — опасна вдвойне.
Направленное бурение
Установки направленного бурения являются производными от установок с поворотным столом, но имеют различную конфигурацию. Например, установки наклонно-направленного бурения используют забойный двигатель для управления направлением движения бурового долота. Кроме того, они используют ручную или цифровую систему управления для определения положения и наклона бурового долота.
Установки направленного бурения были созданы для строительства ориентированных скважин. С помощью специальной технологии бурения можно безопасно и эффективно разрабатывать приповерхностные традиционные или нетрадиционные месторождения нефти и газа, а также геотермальную энергию. Такие установки могут создавать несколько стволов скважин в одном месте, что приводит к снижению воздействия на окружающую среду. Установки направленного бурения также снижают затраты компаний по разведке и добыче нефти и газа. Кроме того, они отлично справляются с разработкой пластов, что делает их идеальными для морских станций и бурения в сложных условиях. Суть метода ННБ состоит в использовании мобильных буровых установок, выполняющих предварительное бурение по заранее рассчитанной траектории.
Бурение электробуром
Электробурение похоже на роторное бурение, только вместо двигателей внутреннего сгорания в нем используются электродвигатели. Это различие приводит к изменению типа управления бурением. Электробур — это забойная машина, вращающий момент создается погружным маслонаполненным асинхронным электродвигателем. Используется для бурения вертикальных, наклонно-направленных и разветвленно-горизонтальных нефтяных и газовых скважин.
Электробурение в основном используется в странах Северной Европы и Азии, поскольку оно дает ряд преимуществ, как и гидравлические буровые установки, и применимо в условиях высокого давления и высокой температуры. Однако важно отметить, что эти буровые установки требуют значительного технического обслуживания. К недостаткам электробура на трубах относится малая надежность токоподвода, особенно при глубоком бурении скважин малого диаметра.
Методы бурения
Методы бурения различаются в зависимости от места и задачи. Выбрать правильную буровую установку: легче сказать, чем сделать. Правильный выбор буровой установки, долота, места и других факторов является отправной точкой для технологий разведки и добычи нефти и газа. Понимание условий различных пластов также имеет решающее значение и определяет методы бурения.
Бурение при повышенном гидростатическом давлении
Бурение при повышенном гидростатическом давлении предполагает использование буровых растворов с оптимальными характеристиками для повышения гидростатического давления. Метод создания напряжений предполагает повышение кольцевого напряжения на границе ствола скважины, в буровой раствор добавляется материал для упрочнения стенок. Буровой раствор с этим материалом циркулирует при повышенном гидростатическом давлении, что приводит к образованию мелких трещин в призабойной зоне. Эти трещины способствуют сжатию ствола скважины, они создают дополнительное кольцевое напряжение.
Буровой раствор с материалом для упрочнения стенок проникает в эти трещины, и частицы упрочняющего материала начинают собираться на поверхности призабойной зоны, закупоривая её. Дополнительное налипание этого материала создаёт гидравлическое уплотнение на устье каждой трещины, и, как следствие, новые порции раствора более не могут поступать в трещину из скважины, а раствор, находящийся в трещине, поглощается пластом. В результате понижается гидродинамическое давление в трещине, она начинает закрываться. Для успеха этого метода требуются высокие концентрации закупоривающих добавок к буровому раствору. Материалы: графитовые смеси, мрамор, ореховая скорлупа и нефтяной кокс.
Бурение на депрессии (ОПД)
Вскрытие продуктивных пластов при отрицательном дифференциальном давлении в системе «скважина-пласт» позволяет получать потенциальные дебиты скважин. В связи с этим в последние годы в практике строительства скважин всё большее распространение приобретает технология вскрытия продуктивных пластов при депрессии. Главная цель применения технологии вскрытия продуктивных пластов в условиях депрессии состоит в снижении стоимости разработки месторождения. Для реализации этого метода требуется специальное оборудование устья скважины, применение трёхфазного сепаратора, факельной установки, системы манифольдов, компрессоров и другого оборудования. Негативная сторона бурения на депрессии является опасность газонефтеводопроявлений при вскрытии. Более щадящий метод — это равновесное вскрытие горизонта. При бурении на депрессии акцент делается на защите пластов от повреждений, особенно в истощённых пластах с низким давлением. Сущность технологии заключается в создании условий не допускающих превышения забойных давлений над пластовым давлением вскрываемого горизонта в период вскрытия продуктивного пласта и последующего времени заканчивания скважины.
В качестве бурового раствора при бурении на ОПД можно использовать традиционный буровой раствор, воду, растворы на основе углеводородных соединений, аэрированные флюиды, а также сжатый воздух. Бурение при ОПД может минимизировать большое число таких проблем, как неблагоприятная реакция глин, разделение фаз, выпадение в осадок и образование эмульсии. Эти проблемы возникают при проникновении фильтрата бурового раствора в пласт при бурении с повышенным гидростатическим давлением в стволе скважины. Дополнительная выгода ОПД — сокращение времени бурения, увеличение времени работы долота, прямую индикацию зон продуктивных пластов и реже их продуктивность. Чаще всего пониженное давление создаётся искусственно при инжекции газа (азота) в циркуляционную систему. Бурение при пониженном давлении более дорогостоящая процедура, чем обычная программа бурения. Эффективное вскрытие пластов с низкими пластовыми давлениями целесообразно при равновесии или поддержании минимально допустимой депрессии с учетом глубины скважины. Технологически это наиболее эффективный и щадящий способ вскрытия продуктивного горизонта.
Приобретайте оборудование OCTG высшего качества от CNPS
Вы ищете OCTG и нефтесервисное оборудование высшего качества? Если ответ положительный, мы можем вам помочь. CNPS поставляет исключительное оборудование OCTG компаниям, занимающимся разведкой нефти и газа по всему миру.
CNPS — поставщик комплексных энергетических решений. Мы начали свою деятельность в 2008 году, предлагая трубы и балки OCTG, а также решения. С тех пор мы выросли и стали ведущим поставщиком энергетических решений для нефтегазовой отрасли. Наши разработки включают решения в области возобновляемой и устойчивой энергетики, нефтесервисное оборудование, электронные компоненты, оборудование для каротажа скважин и всё необходимое для бурения и заканчивания нефтяных и газовых скважин.
Звоните или напишите нам по электронной почте для получения КП и уточнения деталей поставки по России.
