Foratura direzionale: vantaggi e svantaggi

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Negli ultimi anni, l'edilizia sta uscendo da una lunga crisi, il numero di case in costruzione, complessi industriali, strade e altre infrastrutture è in aumento. Di conseguenza, le tecniche di ingegneria high-tech stanno diventando sempre più richieste per ridurre tempi e costi di manodopera.

Informazioni generali

Questi includono la perforazione direzionale. È noto che i pozzi sono sia verticali (standard) che inclinati. Inoltre, la deviazione dalla verticale/orizzontale richiesta per questo è piccola: solo 2 gradi per la perforazione standard, più di 6 gradi per la perforazione profonda (pozzi artesiani, produzione di petrolio o gas).

È naturale che la presenza di questa deviazione possa essere dovuta non solo a ragioni artificiali, ma anche del tutto naturali. Sono divisi in diversi gruppi (geologico, tecnico, tecnologico). Se conosci a fondo tutti questi fattori, puoi controllare la posizione con elevata precisione.pozzi nello spazio.

Di conseguenza, per deviazione artificiale si intende qualsiasi “curvatura” del canale del pozzo, originariamente concepito. È importante capire che la perforazione direzionale implica un controllo rigoroso della direzione di movimento della perforatrice durante il lavoro.

Caratteristiche della perforazione di pozzi di petrolio e gas

Soprattutto molte difficoltà sono causate da tale lavoro nell'aspetto dell'industria petrolifera e del gas. Lì, la foratura inclinata deve essere eseguita utilizzando speciali profili di guida. È anche importante ricordare che la fossa superiore è sempre (!) rigorosamente verticale, e la deviazione inizia agli orizzonti inferiori, nell'azimut pianificato.

Particolarmente spesso, la perforazione inclinata non viene utilizzata per lo sviluppo di giacimenti, ma solo per la loro esplorazione. È molto più economico verificare la presenza di "marcatori" praticando un foro inclinato sufficientemente lungo piuttosto che cercare immediatamente di perforare la roccia a una profondità sufficiente in verticale.

Come viene eseguita la perforazione direzionale in generale? La tecnologia è relativamente semplice: prima viene perforata la fossa principale, quindi, con l'aiuto di dispositivi di piegatura, viene portato un trapano obliquo o diretto orizzontalmente nel posto giusto, con il quale è già stato realizzato un albero aggiuntivo. Per mantenere con precisione la direzione impostata dal progetto, è necessario utilizzare dei "marker", che sono anche dei fari. In molti casi vengono utilizzate telecamere speciali per visualizzare il processo di perforazione.

Note importanti

NecessitàVa notato che in alcuni casi tali pozzi sono forzati dalle caratteristiche delle rocce geologiche. Quindi, a volte è più economico perforare una fossa sulla posizione di una roccia ignea solida piuttosto che perforarla.

Si noti inoltre che la perforazione direzionale implica la penetrazione di fori rigorosamente orizzontali. Tutti i pozzi ottenuti con questo metodo sono divisi in pozzi singoli e multilaterali. In quest'ultimo caso, diversi strati si dipartono dal tronco principale. Un metodo di perforazione simile nell'industria petrolifera e del gas è ampiamente utilizzato nei seguenti casi:

• Quando si aprono formazioni contenenti petrolio o gas che si trovano tra faglie parallele.
• Se si scopre che il serbatoio sviluppato cambia bruscamente direzione.
• Nel caso in cui gli orizzonti di petrolio o gas si trovino sotto cupole saline (a causa delle difficoltà di perforazione attraverso queste ultime).
• Quando è necessario bypassare le zone di collasso nelle miniere.
• Le trivellazioni deviate (orizzontali, in particolare) sono indispensabili se la formazione produttiva giace sotto una specie di invaso o sul fondo del mare, sotto aree residenziali o edifici unifamiliari.
• Su rack e piattaforme di perforazione poste direttamente in mare, nel 90% dei casi viene utilizzato questo metodo di perforazione dei pozzi.
• Inoltre, la perforazione direzionale è indispensabile se devi condurre un pozzo multilaterale in un'area con un terreno molto accidentato (burroni, colline, ecc.).

Un metodo simile è indispensabile sePer qualche motivo (crollo, spostamento della roccia tettonica), il pozzo della miniera si è spostato di lato e quindi era necessario aggirare l'area problematica. Questo viene fatto anche se è necessario prelevare un carotaggio dal pozzo principale, poiché è impossibile farlo in altri modi.

Inoltre, la perforazione direzionale viene utilizzata quando è necessario estinguere rapidamente un pozzo che ha preso fuoco per qualche motivo, nonché nei casi in cui la parte inferiore della fossa deve essere ampliata per motivi operativi. Allo stesso modo, la superficie drenante viene aumentata nei vecchi pozzi quando è necessario aumentare i volumi di produzione.

Ciò si pratica quando inizialmente si sa che il deposito non appartiene alla categoria dei ricchi, ma è necessario “mungere” velocemente. Si ricorre poi alla perforazione “a grappolo”, con prelievo multiplo e multiplo dalla fossa principale di quelle laterali. Se in questo caso si utilizzano metodi standard, il rendimento dal campo sarà basso e il pozzo si esaurirà rapidamente.

Il metodo della perforazione direzionale rompe i pozzi primari attraverso le paste di carbone, poiché in questa situazione devono essere prima liberati da possibili sacche di gas. Se ciò non viene fatto, c'è un' alta probabilità di ignizione e persino di esplosione già durante il funzionamento del pozzo.

I motori per pozzi (turbodrill, occasionalmente trapani elettrici, motori a vite) vengono utilizzati per sfondare il foro. Metodo di foratura - rotativo.

Metodi principali

Il metodo principale (sia qui che all'estero) è l'uso dinamico delle caratteristiche del terreno. E questo è comprensibile, dal momento che le pianure e le steppe idealmente piatte sono lontane dall'essere ovunque.

Di norma, le tracce tipiche (profili) vengono prese come campione, che vengono costruite in anticipo, e per questo vengono utilizzati metodi di modellazione matematica. È importante notare che il metodo “tipico” può essere applicato (!) solo a campi già sviluppati, di cui sono note da tempo tutte le caratteristiche. La particolarità di questo metodo è che non cercano di controllare la curvatura del terreno, ma si adattano ad essa. Purtroppo, ma allo stesso tempo si manifesta un inconveniente significativo, espresso in un notevole aumento del costo della perforazione.

Nel profilo progettuale sono necessariamente segnati i punti con il massimo grado di curvatura, poiché senza questi dati non è consigliabile redigere un progetto finito. La progettazione in questo caso è responsabilità di un ingegnere specializzato nella perforazione direzionale.

Modificare il layout dell'impianto di perforazione per correggere la curva del pozzo

Il modo più comune quando si tratta di controllare la piega del foro direttamente durante la punzonatura. Il metodo è buono perché non è necessario utilizzare attrezzature speciali. Il suo svantaggio risiede nella forte limitazione delle modalità di perforazione accelerata.

Uso di deviatori artificiali

Per questo tipo di lavoro vengono utilizzati sottopiedi piegati, capezzoli eccentrici, cunei e altri dispositivi di deviazione. Tutti i dispositivi vengono selezionati individualmente, a seconda della situazione specifica e del tipo di terreno.

Varietà di abete

Un metodo importante di perforazione direzionale è la perforazione a tampone. Allo stesso tempo, l'inizio di tutte le fosse si trova in un punto e le sezioni finali sono dove vanno gli strati dei depositi scoperti.

Il metodo è valido in quanto consente di ridurre significativamente la quantità di lavori di installazione sul sito, ridurre significativamente il numero di linee di comunicazione necessarie, comprese le strade verso le aree in cui vengono eseguiti i lavori e la necessità di acqua le linee di alimentazione e di alimentazione sono ridotte. Questo tipo di perforazione è stato testato per la prima volta in URSS, più precisamente in Azerbaigian, durante i lavori di installazione sull'isola di Artem.

I principali svantaggi includono l'importanza di prevenire l'attraversamento delle bocche delle mine. Inoltre è necessario conservare le fosse già funzionanti al momento della perforazione secondaria, in quanto ciò è previsto dalle norme antincendio. Infine, un enorme svantaggio delle fosse a grappolo è la complessità della loro successiva manutenzione e riparazione, e in condizioni marine può essere estremamente difficile eliminare le scoperte.

In quali condizioni viene utilizzata la perforazione a grappolo?

Quindi, quando viene utilizzata la perforazione orizzontale direzionale del cluster? Le ragioni del suo utilizzo sono divise nei seguenti gruppi:

• Tecnogenico: perforazione sotto gli edifici, comprese strutture residenziali e altre strutture tecniche.
• Tecnologico - quando è probabile che lo sviluppo di un pozzo standard interrompa il funzionamento dei pozzi esistenti. Il metodo del bush non è così "traumatico" in questo senso.
• Geologico –quando i minerali giacciono in strati irregolari, su orizzonti diversi. In questo caso, le piattaforme di perforazione direzionali sono l'unica opzione quando è necessario avviare la produzione nel più breve tempo possibile senza spendere cifre fenomenali.
• Orografico - il gruppo più comune di ragioni, inclusa la necessità di aprire un campo situato sotto la superficie del mare, del lago, in caso di terreno accidentato, nonché durante la posa di fosse dalla base di piattaforme offshore, così come i cavalcavia.
• Climatico. Negli ultimi anni, in molte regioni dell'estremo nord, c'è stata una costante tendenza allo scongelamento del permafrost, motivo per cui gli specialisti sono semplicemente costretti a ricorrere al metodo di perforazione a grappolo. Altri metodi sono pieni del crollo del lume del pozzo.

Nota che l'effetto massimo dal funzionamento dei pozzi a grappolo si osserva in aree paludose, spesso allagate. È importante notare che durante la perforazione inclinata sotto la superficie dei corpi idrici, è estremamente importante disporre di personale esperto in grado di utilizzare correttamente le apparecchiature di navigazione, senza le quali diventa impossibile sfondare un foro in condizioni così specifiche.

Quindi, i posti vacanti di perforazione direzionale devono necessariamente includere la ricerca di personale tecnicamente esperto e istruito.

Caratteristiche importanti del metodo

I cespugli volumetrici sembrano piramidi o coni, la cui dimensione, come puoi capire, dipende dalle dimensioni e"sfocatura" del campo sviluppato. Di conseguenza, il numero di fori perforati è determinato dalle capacità tecniche. È molto importante capire che la determinazione della dimensione del cespuglio dovrebbe essere trattata nel modo più responsabile possibile, poiché l'area del territorio alienato dipende da questo indicatore.

Questo è particolarmente importante quando si sviluppano fosse entro i confini dell'insediamento. Un ruolo importante nel funzionamento di un pozzo finito è svolto dalla posizione delle teste pozzo. Non sorprende che la perforazione direzionale dei gasdotti sia diventata il metodo principale ampiamente utilizzato nella pratica negli ultimi 15-20 anni.

Effetti positivi della perforazione di cluster

In generale, questo metodo riduce significativamente il costo dell'organizzazione dell'estrazione di minerali o della costruzione di impianti industriali, contribuisce al volume di automazione di tutte le operazioni e processi di produzione. Ancora più importante, questo approccio contribuisce alla protezione dell'ambiente riducendo al minimo l'impatto sulla natura.

Il fatto è che quando si esegue la perforazione a grappolo, diventa del tutto possibile raccogliere completamente i rifiuti di perforazione, impedendone l'ingresso nelle acque sotterranee e riduce anche la probabilità di una diminuzione del livello di queste ultime. Questo è spesso visto con la perforazione convenzionale poiché distrugge le falde acquifere.

Un pad contiene almeno due pozzetti. Di norma, i petrolieri nel nostro paese praticano il raggruppamento di pozzi di 18-24 pezzi, ma in alcuni casi il loro numero superaper 30. Tuttavia, questo è tutt' altro che un record, poiché nella pratica straniera ci sono casi in cui 60 "germogli" potrebbero partire da una miniera. In particolare, la famigerata compagnia BP ha perforato una piccola isola alla rinfusa 60 × 60 m … 68 pozzi contemporaneamente. Ciò ha permesso di aumentare notevolmente la quantità di petrolio ricevuta da un giacimento.

Quindi la perforazione di pozzi direzionali e orizzontali nell'economia moderna è estremamente richiesta proprio a causa della conservazione delle risorse materiali e finanziarie.

Tipo di foratura multiforo

Attualmente, a causa dell'esaurimento di molti vecchi giacimenti, l'unico modo affidabile per ottenere minerali è utilizzare metodi di estrazione avanzati, che includono la perforazione multilaterale. Allo stesso tempo, diversi nuovi "germogli" vengono rimossi contemporaneamente dalla fossa principale a una certa profondità. Per questo motivo, l'area del pozzo nell'orizzonte produttivo aumenta in modo significativo e il volume dell'estrazione aumenta. Inoltre, allo stesso tempo è possibile ridurre i volumi di perforazione negli orizzonti superiori, improduttivi.

Sul territorio del nostro paese, il primo pozzo di questo tipo è stato perforato nel 1953, in Bashkiria. Ma la fossa, che passava direttamente nello spessore della formazione, poteva essere realizzata solo alla fine degli anni '50. È successo nella regione di Samara. È stato immediatamente rivelato che il rendimento giornaliero di tali pozzi è di circa il 40% superiore a quello delle carote realizzate con il metodo verticale standard.

Fu allora che la perforazione direzionale iniziò a svilupparsi nel nostro paese. Allenamento per questospecialità è stata introdotta in tutti gli istituti tecnici del paese.

Se si utilizza il metodo multilaterale, la lunghezza totale del foro nel serbatoio aumenta in modo significativo, aumenta la zona di drenaggio e filtrazione. Ciò contribuisce non solo ad aumentare il rendimento dal pozzo, ma migliora anche la qualità del prodotto ottenuto durante il suo funzionamento. Questo tipo di pozzi sono suddivisi nelle seguenti varietà:

• Tipo inclinato, ramificato.
• Diramato orizzontalmente.
• Pozzi radiali.

In quest'ultimo caso, la perforazione direzionale (perforazione direzionale orizzontale) viene utilizzata su terreni difficili e con una concentrazione irregolare degli orizzonti di lavoro. Questo metodo consente (riducendo al minimo i costi) di massimizzare il volume di mining.

Caratteristiche dei fori multiforo

Come puoi immaginare, i pozzi obliquamente ramificati sono costituiti dal pozzo principale della miniera e dai processi figlio che si estendono da essi, situati su piani diversi. Il tipo diretto orizzontalmente vero e proprio è una variazione del tipo appena descritto. L'unica differenza è che i “germogli” partono dal tronco principale su un piano rigorosamente orizzontale, con un angolo di 90 gradi.

Di conseguenza, per i pozzi radiali, anche l'albero principale va rigorosamente in verticale e quelli aggiuntivi - lungo la circonferenza, cioè in direzione radiale. Negli ultimi anni i pozzi ramificati sono stati considerati una direzione di perforazione molto promettente, poiché il loro utilizzo su scala industriale consente di risolvere molti problemi,derivanti dallo sviluppo delle risorse sotterranee:

• Sviluppo massimo efficiente di giacimenti petroliferi con orizzonti irregolari. In questo caso, la perforazione verticale non è economicamente fattibile, poiché il costo finale è troppo elevato.
• La perforazione direzionale può ridurre significativamente il numero di pozzi utilizzati. Ciò comporta una riduzione del costo del lavoro e riduce al minimo l'impatto sull'ambiente.
• Quando si estraggono tipi di olio molto viscosi, che vengono pompati a profondità estremamente elevate.
• Lo stesso metodo viene utilizzato quando è necessario realizzare una centrale geotermica che utilizzi l'energia dell'acqua calda sotterranea.

Quindi, la perforazione direzionale di pozzi è una tecnica ampiamente utilizzata nelle odierne industrie petrolifere, del gas e delle costruzioni.