Perforació direccional: avantatges i inconvenients

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

En els darrers anys, la construcció està sortint d'una crisi prolongada, augmenta el nombre d'habitatges en construcció, complexos industrials, carreteres i altres instal·lacions d'infraestructures. En conseqüència, les tècniques d'enginyeria d' alta tecnologia són cada cop més demandades per reduir el temps i els costos laborals.

Informació general

Aquests inclouen la perforació direccional. Se sap que els pous són tant verticals (estàndards) com inclinats. A més, la desviació de la vertical/horitzontal necessària per a això és petita: només 2 graus per a la perforació estàndard, més de 6 graus per a la perforació profunda (pous artesians, producció de petroli o gas).

És natural que la presència d'aquesta desviació pugui ser deguda no només a raons artificials, sinó també completament naturals. Es divideixen en diversos grups (geològic, tècnic, tecnològic). Si coneixeu tots aquests factors a fons, podeu controlar la posició amb gran precisió.pous a l'espai.

En conseqüència, la desviació artificial s'entén com qualsevol "corbadura" del canal del pou, que es va concebre originalment. És important entendre que la perforació direccional implica un control estricte de la direcció del moviment del trepant durant tot el treball.

Característiques de la perforació de pous de petroli i gas

Especialment moltes dificultats són causades per aquest treball en l'aspecte de la indústria del petroli i del gas. Allà, s'ha de dur a terme la perforació inclinada mitjançant perfils de guia especials. També és important recordar que la fossa superior sempre (!) es fa estrictament vertical, i la desviació comença als horitzons inferiors, en l'azimut previst.

Sobretot sovint, la perforació inclinada s'utilitza no en el desenvolupament de jaciments, sinó només en la seva exploració. És molt més barat comprovar si hi ha "marcadors" fent un forat inclinat prou llarg que intentar foradar la roca a una profunditat suficient verticalment.

Com es fa la perforació direccional en general? La tecnologia és relativament senzilla: primer es perfora la fossa principal i després, amb l'ajuda de dispositius de flexió, es porta al lloc correcte un trepant oblic o horitzontal, amb el qual ja s'està fent un eix addicional. Per mantenir amb precisió la direcció marcada pel projecte, cal utilitzar "marcadors", també són balises. En molts casos, s'utilitzen càmeres especials per visualitzar el procés de perforació.

Notes importants

NecessitatCal tenir en compte que, en alguns casos, aquests pous estan forçats per les característiques de les roques geològiques. Per tant, de vegades és més barat perforar una fossa sobre la ubicació d'algun tipus de roca ígnia sòlida que perforar-la.

Tingueu en compte també que la perforació direccional implica la penetració de forats estrictament horitzontals. Tots els pous obtinguts per aquest mètode es divideixen en pous únics i multilaterals. En aquest darrer cas, diverses capes surten del tronc principal. Un mètode de perforació similar a la indústria del petroli i el gas s'utilitza àmpliament en els casos següents:

• Quan s'obren formacions de petroli o gas que es troben entre falles paral·leles.
• Si resultés que el dipòsit desenvolupat canvia bruscament de direcció.
• En el cas que els horitzons amb petroli o gas estiguin sota cúpules de sal (a causa de les dificultats per perforar-los).
• Quan sigui necessari evitar zones de col·lapse a les mines.
• La perforació desviada (en particular, horitzontal) és indispensable si la formació productiva es troba sota algun tipus d'embassament o al fons marí, sota zones residencials o edificis aïllats.
• En bastidors i plataformes de perforació ubicades directament al mar, en el 90% dels casos s'utilitza aquest mètode de perforació de fosses.
• A més, la perforació direccional és indispensable si cal realitzar un pou multilateral en una zona amb un terreny molt accidentat (barrancs, turons, etc.).

Un mètode similar és indispensable siPer alguna raó (esfondrament, desplaçament de la roca tectònica), el pou de la mina es va desplaçar cap a un costat i, per tant, calia evitar la zona problemàtica. Això també es fa si és necessari prendre una mostra de nucli del forat principal, ja que és impossible fer-ho d' altres maneres.

A més, la perforació direccional s'utilitza quan cal extingir ràpidament un pou que s'ha incendiat per algun motiu, així com en els casos en què cal ampliar la part inferior de la fossa per motius operatius. De la mateixa manera, la superfície de drenatge s'incrementa als pous antics quan cal augmentar els volums de producció.

Això es practica quan inicialment se sap que el dipòsit no pertany a la categoria dels rics, però s'exigeix que el “munyeu” ràpidament. A continuació, s'utilitza la perforació "cluster", amb retirada múltiple i múltiple de la fossa principal de laterals. Si en aquest cas s'utilitzen mètodes estàndard, el retorn del camp serà baix i el pou s'esgotarà ràpidament.

El mètode de perforació direccional trenca les fosses primàries a través de pastes de carbó, ja que en aquesta situació s'han d'alliberar primer de possibles bosses de gas. Si això no es fa, hi ha una alta probabilitat d'ignició i fins i tot d'explosió durant el funcionament del pou.

Per trencar el forat s'utilitzen motors de fons (turboperforants, trepants elèctrics ocasionalment, motors de cargol). Mètode de perforació: rotatiu.

Mètodes principals

El mètode principal (tant aquí com a l'estranger) és l'ús dinàmic de les característiques del terreny. I això és comprensible, ja que idealment planes i estepes planes estan lluny d'estar a tot arreu.

Per regla general, es prenen com a mostra les traces típiques (perfils) que es construeixen amb antelació, i s'utilitzen mètodes de modelització matemàtica per a això. És important tenir en compte que el mètode "típic" només es pot aplicar (!) a camps ja desenvolupats, totes les característiques dels quals es coneixen des de fa temps. La particularitat d'aquest mètode és que no intenten controlar la curvatura del terreny, sinó que s'hi adapten. Per desgràcia, però al mateix temps, es manifesta un inconvenient important, expressat en un augment notable del cost de la perforació.

En el perfil de disseny els llocs amb el màxim grau de curvatura estan necessàriament marcats, ja que sense aquestes dades no és aconsellable elaborar un projecte acabat. El disseny en aquest cas és responsabilitat d'un enginyer de perforació direccional format.

Canvi de la disposició de la plataforma de perforació per corregir el revolt del pou

La forma més habitual a l'hora de controlar el corbat del forat directament durant la perforació. El mètode és bo perquè no cal utilitzar equips especials. El seu desavantatge rau en la severa limitació dels modes de perforació accelerada.

Ús de desviadors artificials

Per a aquest tipus de treball s'utilitzen subs doblegades, mugrons excèntrics, tascons i altres dispositius de desviació. Tots els dispositius es seleccionen individualment, en funció de la situació específica i del tipus de terreny.

Varietat d'avet

Un mètode important de perforació direccional és la perforació de coixinets. Al mateix temps, l'inici de totes les fosses es troba en un punt, i les seccions finals són on van les capes dels dipòsits descoberts.

El mètode és bo perquè us permet reduir significativament la quantitat de treball d'instal·lació al lloc, reduir significativament el nombre de línies de comunicació necessàries, incloses les carreteres a les zones on s'està treballant, i la necessitat d'aigua. es redueix el subministrament i les línies d'alimentació. Aquest tipus de perforació es va provar per primera vegada a l'URSS, més precisament, a l'Azerbaidjan, durant els treballs d'instal·lació a l'illa d'Artem.

Els principals desavantatges inclouen la importància d'evitar l'encreuament de les boques de les mines. A més, cal conservar les fosses ja en funcionament en el moment de la perforació secundària, ja que així ho exigeixen les normes de seguretat contra incendis. Finalment, un gran desavantatge de les fosses de clúster és la complexitat del seu manteniment i reparació posteriors, i en condicions marines pot ser extremadament difícil eliminar els avenços.

En quines condicions s'utilitza la perforació en cluster?

Així, quan s'utilitza la perforació horitzontal direccional de clúster? Els motius del seu ús es divideixen en els següents grups:

• Tecnogènic: perforació sota edificis, incloses les estructures residencials i altres estructures tècniques.
• Tecnològica: quan és probable que el desenvolupament d'un pou estàndard interrompi el funcionament de les fosses existents. El mètode bush no és tan "traumàtic" en aquest sentit.
• Geològic –quan els minerals es troben en capes irregulars, en horitzons diferents. En aquest cas, les plataformes de perforació direccional són l'única opció quan necessiteu establir la producció en el menor temps possible sense gastar-hi grans quantitats de diners.
• Orogràfic - el grup més comú de motius, inclosa la necessitat d'obrir un camp situat sota la superfície del mar, llac, en el cas de terreny accidentat, així com quan es col·loquen fosses des de la base de plataformes offshore., així com passos elevats.
• Climàtica. En els últims anys, a moltes regions de l'Extrem Nord, hi ha hagut una tendència constant cap a la descongelació del permafrost, motiu pel qual els especialistes simplement es veuen obligats a recórrer al mètode de perforació en clúster. Altres mètodes estan carregats de col·lapse de la llum del pou.

Tingueu en compte que l'efecte màxim de l'operació dels pous agrupats s'observa a les zones pantanses, sovint inundades. És important tenir en compte que quan es fa perforació inclinada sota la superfície de masses d'aigua, és extremadament important disposar de personal experimentat capaç d'utilitzar correctament l'equip de navegació, sense el qual es fa impossible trencar un forat en condicions tan específiques..

Així, les vacants de perforació direccional han d'incloure necessàriament la recerca de personal amb coneixements tècnics i formació.

Característiques importants del mètode

Els arbustos volumètrics semblen piràmides o cons, la mida dels quals, com podeu entendre, depèn de la mida i"desenfocament" del camp desenvolupat. En conseqüència, el nombre de forats està determinat per les capacitats tècniques. És molt important entendre que la determinació de la mida de l'arbust s'ha de tractar de la manera més responsable possible, ja que l'àrea del territori alienat depèn d'aquest indicador.

Això és especialment important quan es desenvolupen fosses dins dels límits de l'assentament. La ubicació dels caps de pou té un paper important en el funcionament d'un pou acabat. No és d'estranyar que la perforació direccional de gasoductes s'hagi convertit en el principal mètode àmpliament utilitzat a la pràctica en els darrers 15-20 anys.

Efectes positius de la perforació de clúster

En general, aquest mètode redueix significativament el cost d'organització de l'extracció de minerals o la construcció d'instal·lacions industrials, contribueix al volum d'automatització de totes les operacions i processos de producció. Més important encara, aquest enfocament contribueix a la protecció del medi ambient minimitzant l'impacte sobre la natura.

El fet és que quan es realitza la perforació en clúster, és molt possible recollir completament els residus de perforació, evitant que entrin a les aigües subterrànies, i també redueix la probabilitat d'una disminució del nivell d'aquestes últimes. Això es veu sovint amb la perforació convencional, ja que destrueix els aqüífers.

Un coixinet conté almenys dos pous. Per regla general, els petroliers al nostre país practiquen agrupar fosses de 18-24 peces, però en alguns casos el seu nombre superaper 30. No obstant això, això està lluny de ser un rècord, ja que en la pràctica estrangera hi ha casos en què 60 "brots" podrien sortir d'una mina. En particular, la coneguda empresa BP va perforar en una petita illa a granel de 60 × 60 m … 68 fosses alhora. Això va permetre augmentar dràsticament la quantitat de petroli rebuda d'un camp.

Per tant, la perforació de pous direccionals i horitzontals a l'economia moderna té una gran demanda precisament per la conservació dels recursos materials i financers.

Tipus de perforació multiforat

En l'actualitat, a causa de l'esgotament de molts jaciments antics, l'única manera fiable d'obtenir minerals és utilitzar mètodes avançats de mineria, que inclouen la perforació multilateral. Al mateix temps, s'eliminen diversos "brots" nous de la fossa principal a una certa profunditat alhora. Per això, l'àrea del pou a l'horitzó productiu augmenta significativament i el volum de mineria augmenta. A més, al mateix temps és possible reduir els volums de perforació als horitzons superiors i improductius.

Al territori del nostre país es va perforar el primer pou d'aquest tipus l'any 1953, a Bashkiria. Però la fossa, que passava directament al gruix de la formació, només es va poder fer a finals dels anys 50. Va passar a la regió de Samara. Immediatament es va revelar que el retorn diari d'aquests pous és aproximadament un 40% superior al dels nuclis fets pel mètode vertical estàndard.

Va ser llavors quan es va començar a desenvolupar la perforació direccional al nostre país. Formació per a aixòl'especialitat es va introduir a tots els instituts tècnics del país.

Si s'utilitza el mètode multilateral, la longitud total del forat del dipòsit augmenta significativament, la zona de drenatge i filtració augmenta. Això contribueix no només a augmentar el retorn del pou, sinó que també millora la qualitat del producte obtingut durant el seu funcionament. Aquest tipus de fosses es divideixen en les varietats següents:

• Tipus inclinat i ramificat.
• Bramificat horitzontalment.
• Pots radials.

En aquest últim cas, la perforació direccional (perforació direccional horitzontal) s'utilitza en terrenys difícils i en una concentració desigual d'horitzons de treball. Aquest mètode permet (tot i que minimitza els costos) maximitzar el volum de mineria.

Característiques dels forats múltiples

Com podeu suposar, les fosses ramificades obliquament consisteixen en l'eix principal de la mina i els processos fills que s'estenen a partir d'ells, situats en diferents plans. El tipus de direcció horitzontal pròpiament dita és una variació del tipus que s'acaba de descriure. L'única diferència és que els "brots" surten del tronc principal en un pla estrictament horitzontal, amb un angle de 90 graus.

En conseqüència, per a les fosses radials, l'eix principal també va estrictament vertical, i els addicionals, al llarg de la circumferència, és a dir, en la direcció radial. En els darrers anys, els pous ramificats s'han considerat una direcció de perforació molt prometedora, ja que el seu ús a escala industrial permet resoldre molts problemes,sorgits del desenvolupament dels recursos subterranis:

• Desenvolupament màxim eficient de jaciments petroliers amb horitzons irregulars. En aquest cas, la perforació vertical no és viable econòmicament, ja que el cost final és massa elevat.
• La perforació direccional pot reduir significativament el nombre de pous utilitzats. Això comporta una reducció del cost del treball i també minimitza l'impacte sobre el medi ambient.
• Quan s'extreuen graus molt viscosos d'oli, que es bombegen a profunditats extremadament grans.
• El mateix mètode s'utilitza quan cal construir una estació geotèrmica que utilitzi l'energia de l'aigua calenta subterrània.

Per tant, la perforació direccional de pous és una tècnica àmpliament utilitzada a les indústries actuals del petroli i del gas i de la construcció.