Directioneel boren: voor- en nadelen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

In de afgelopen jaren komt de bouw uit een langdurige crisis, het aantal huizen in aanbouw, industriële complexen, wegen en andere infrastructuurvoorzieningen neemt toe. Dienovereenkomstig wordt er steeds meer vraag naar hightech-engineeringtechnieken om tijd en arbeidskosten te verminderen.

Algemene informatie

Deze omvatten gestuurd boren. Het is bekend dat putten zowel verticaal (standaard) als hellend zijn. Bovendien is de hiervoor benodigde afwijking van de verticaal/horizontaal klein: slechts 2 graden voor standaardboringen, meer dan 6 graden voor diepboringen (geboorde putten, olie- of gaswinning).

Het is normaal dat de aanwezigheid van deze afwijking niet alleen te wijten kan zijn aan kunstmatige, maar ook aan volledig natuurlijke redenen. Ze zijn onderverdeeld in verschillende groepen (geologisch, technisch, technologisch). Als u al deze factoren grondig kent, kunt u de positie met hoge nauwkeurigheid controleren.putten in de ruimte.

Dienovereenkomstig wordt kunstmatige afwijking begrepen als elke "kromming" van het bronkanaal, dat oorspronkelijk werd bedacht. Het is belangrijk om te begrijpen dat gestuurd boren een strikte controle inhoudt van de bewegingsrichting van de boor tijdens het werk.

Kenmerken van het boren van olie- en gasbronnen

Vooral veel moeilijkheden worden veroorzaakt door dergelijk werk in de olie- en gasindustrie. Daar moet schuin boren worden uitgevoerd met behulp van speciale geleidingsprofielen. Het is ook belangrijk om te onthouden dat de bovenste put altijd (!) strikt verticaal wordt gemaakt en dat de afwijking begint bij de lagere horizon, in de geplande azimut.

Bijzonder vaak wordt hellend boren niet gebruikt bij de ontwikkeling van afzettingen, maar alleen bij hun exploratie. Het is veel goedkoper om te controleren op "markeringen" door een voldoende lang hellend gat te maken dan om onmiddellijk te proberen de rots verticaal tot voldoende diepte te boren.

Hoe wordt gestuurd boren in het algemeen gedaan? De technologie is relatief eenvoudig: eerst wordt de hoofdput geponst, vervolgens wordt met behulp van buigapparaten een schuine of horizontaal gerichte boor op de juiste plaats gebracht, waarmee al een extra as wordt gemaakt. Om de door het project ingestelde richting nauwkeurig te behouden, is het noodzakelijk om "markeringen" te gebruiken, dit zijn ook bakens. In veel gevallen worden speciale camera's gebruikt om het boorproces te visualiseren.

Belangrijke opmerkingen

NodigOpgemerkt moet worden dat dergelijke putten in sommige gevallen worden gedwongen door de kenmerken van geologische rotsen. Soms is het dus goedkoper om een kuil te boren op de plaats van een of ander vast stollingsgesteente dan om het te ponsen.

Houd er ook rekening mee dat gestuurd boren de penetratie van strikt horizontale gaten impliceert. Alle putten die met deze methode worden verkregen, zijn verdeeld in enkele en multilaterale putten. In het laatste geval vertrekken meerdere lagen vanaf de hoofdstam. Een vergelijkbare boormethode in de olie- en gasindustrie wordt veel gebruikt in de volgende gevallen:

• Bij het openen van olie- of gashoudende formaties die tussen parallelle breuken liggen.
• Als bleek dat het ontwikkelde reservoir abrupt van richting verandert.
• In het geval dat olie- of gashoudende horizonten onder zoutkoepels liggen (vanwege de moeilijkheden om door de laatste te boren).
• Wanneer het nodig is om instortingszones in mijnen te omzeilen.
• Afwijkende (vooral horizontale) boringen zijn onmisbaar als de productieve formatie onder een soort reservoir of op de zeebodem, onder woonwijken of vrijstaande gebouwen ligt.
• Op boorstellingen en platforms die direct aan zee liggen, wordt in 90% van de gevallen deze methode van putboren gebruikt.
• Bovendien is gestuurd boren onmisbaar als u een multilaterale put moet putten in een gebied met een zeer ruig terrein (ravijnen, heuvels, enz.).

Een vergelijkbare methode is onmisbaar alsOm de een of andere reden (instorting, verschuiving van tektonische rots), verschoof de schacht van de mijn naar de zijkant en daarom was het nodig om het probleemgebied te omzeilen. Dit wordt ook gedaan als het nodig is om een kernmonster te nemen uit het hoofdgat, aangezien dit niet op andere manieren kan.

Ook wordt gestuurd boren gebruikt wanneer u snel een put moet blussen die om de een of andere reden vlam heeft gevat, evenals in gevallen waarin het onderste deel van de put om operationele redenen moet worden uitgebreid. Op een vergelijkbare manier wordt het drainageoppervlak in oude putten vergroot wanneer het nodig is om de productievolumes te vergroten.

Dit wordt toegepast wanneer in eerste instantie bekend is dat de aanbetaling niet tot de categorie van de rijken behoort, maar het is vereist om het snel te "melken". Vervolgens wordt "cluster"-boren gebruikt, met meerdere en meervoudige terugtrekking uit de hoofdput van zij. Als in dit geval standaardmethoden worden gebruikt, zal het rendement van het veld laag zijn en zal de put snel leeg raken.

De methode van gestuurd boren breekt primaire putten door steenkoolpasta's, omdat ze in deze situatie eerst moeten worden bevrijd van mogelijke gaszakken. Als dit niet wordt gedaan, is er al een grote kans op ontsteking en zelfs explosie tijdens de werking van de put.

Downhole-motoren (turbodrills, soms elektrische boormachines, schroefmotoren) worden gebruikt om door het gat te breken. Boormethode - roterend.

Belangrijkste methoden

De belangrijkste methode (zowel hier als in het buitenland) is het dynamisch gebruik van terreinkenmerken. En dat is begrijpelijk, aangezien vlakke vlaktes en steppen in het ideale geval lang niet overal zijn.

In de regel worden typische sporen (profielen) als voorbeeld genomen, die vooraf worden gebouwd, en hiervoor worden wiskundige modelleringsmethoden gebruikt. Het is belangrijk op te merken dat de "typische" methode alleen kan worden toegepast (!) op reeds ontwikkelde velden waarvan alle kenmerken al lang bekend zijn. De eigenaardigheid van deze methode is dat ze niet proberen de kromming van het terrein te beheersen, maar zich eraan aanpassen. Helaas, maar tegelijkertijd manifesteert zich een aanzienlijk nadeel, uitgedrukt in een merkbare toename van de boorkosten.

In het ontwerpprofiel zijn plaatsen met de maximale kromming noodzakelijkerwijs gemarkeerd, omdat het zonder deze gegevens niet raadzaam is om een voltooid project op te stellen. Het ontwerp is in dit geval de verantwoordelijkheid van een getrainde ingenieur voor gericht boren.

De lay-out van de boorinstallatie wijzigen om de bocht van de put te corrigeren

De meest gebruikelijke manier om de bocht van het gat direct tijdens het ponsen te regelen. De methode is goed omdat je geen speciale apparatuur hoeft te gebruiken. Het nadeel ligt in de ernstige beperking van versnelde boormodi.

Gebruik van kunstmatige omleiders

Voor dit soort werk worden gebogen subs, excentrische nippels, wiggen en andere afbuiginrichtingen gebruikt. Alle apparaten worden individueel geselecteerd, afhankelijk van de specifieke situatie en het type terrein.

Vuren variëteit

Een belangrijke methode van gestuurd boren is padboren. Tegelijkertijd bevindt het begin van alle putten zich op één punt en de eindsecties zijn waar de lagen van de ontdekte afzettingen naartoe gaan.

De methode is goed omdat je hiermee de hoeveelheid installatiewerk op de site aanzienlijk kunt verminderen, het aantal vereiste communicatielijnen aanzienlijk kunt verminderen, inclusief wegen naar gebieden waar werk wordt gedaan, en de behoefte aan water voedings- en stroomtoevoerleidingen wordt verminderd. Dit type boring werd voor het eerst getest in de USSR, meer bepaald in Azerbeidzjan, tijdens installatiewerkzaamheden op Artem Island.

De belangrijkste nadelen zijn onder meer het belang van het voorkomen van het kruisen van mijnmonden. Bovendien is het noodzakelijk om de putten die al in bedrijf zijn tegen de tijd van de secundaire boring te behouden, aangezien dit wordt vereist door brandveiligheidsregels. Ten slotte is een enorm nadeel van clusterputten de complexiteit van het daaropvolgende onderhoud en reparatie, en in maritieme omstandigheden kan het extreem moeilijk zijn om doorbraken te elimineren.

In welke omstandigheden wordt clusterboren gebruikt?

Dus wanneer wordt clustergericht horizontaal boren gebruikt? De redenen voor het gebruik ervan zijn onderverdeeld in de volgende groepen:

• Technogeen - boren onder gebouwen, inclusief woningen, andere technische constructies.
• Technologisch - wanneer het waarschijnlijk is dat de ontwikkeling van een standaardput de werking van bestaande putten zal verstoren. De bush-methode is in dit opzicht niet zo "traumatisch".
• Geologisch –wanneer mineralen in ongelijke lagen liggen, op verschillende horizonten. In dit geval zijn gestuurde boorinstallaties de enige optie wanneer u de productie in de kortst mogelijke tijd moet opzetten zonder er fenomenale hoeveelheden geld aan uit te geven.
• Orographic - de meest voorkomende groep redenen, waaronder de noodzaak om een veld te openen dat zich onder het oppervlak van de zee, het meer bevindt, in het geval van ruig terrein, evenals bij het leggen van putten vanaf de basis van offshore-platforms, evenals viaducten.
• Klimatisch. De afgelopen jaren is er in veel regio's van het Verre Noorden een gestage trend naar het ontdooien van de permafrost, waardoor specialisten eenvoudigweg gedwongen zijn hun toevlucht te nemen tot de methode van clusterboren. Andere methoden zijn beladen met de ineenstorting van het bronlumen.

Merk op dat het maximale effect van de werking van clusterputten wordt waargenomen in moerassige, vaak overstroomde gebieden. Het is belangrijk op te merken dat bij hellend boren onder het oppervlak van waterlichamen, het uiterst belangrijk is om ervaren personeel te hebben dat in staat is om navigatieapparatuur correct te gebruiken, zonder welke het onmogelijk wordt om door een gat te breken in dergelijke specifieke omstandigheden.

Vacatures voor gestuurd boren moeten dus noodzakelijkerwijs het zoeken naar technisch onderlegd, opgeleid personeel omvatten.

Belangrijke kenmerken van de methode

Volumetrische struiken zien eruit als piramides of kegels, waarvan de grootte, zoals u begrijpt, afhangt van de grootte en"vervaging" van het ontwikkelde veld. Dienovereenkomstig wordt het aantal geponste gaten bepaald door technische mogelijkheden. Het is erg belangrijk om te begrijpen dat het bepalen van de grootte van de struik zo verantwoordelijk mogelijk moet worden behandeld, aangezien het gebied van het vervreemde territorium afhankelijk is van deze indicator.

Dit is vooral belangrijk bij het ontwikkelen van kuilen binnen de grenzen van de nederzetting. Een belangrijke rol bij de werking van een voltooide put wordt gespeeld door de locatie van de putmonden. Het is niet verwonderlijk dat het gestuurd boren van gaspijpleidingen de belangrijkste methode is geworden die in de praktijk de afgelopen 15-20 jaar veel wordt gebruikt.

Positieve effecten van clusterboren

Over het algemeen verlaagt deze methode de kosten voor het organiseren van de winning van mineralen of de bouw van industriële faciliteiten aanzienlijk, en draagt het bij aan de automatisering van alle productieactiviteiten en -processen. Belangrijker is dat deze aanpak bijdraagt aan de bescherming van het milieu door de impact op de natuur te minimaliseren.

Feit is dat bij het uitvoeren van clusterboringen het heel goed mogelijk wordt om boorafval volledig op te vangen, te voorkomen dat het in het grondwater terechtkomt en ook de kans op een daling van het niveau van het laatste verkleint. Dit wordt vaak gezien bij conventioneel boren omdat het watervoerende lagen vernietigt.

Eén pad bevat ten minste twee wells. In de regel oefenen oliemannen in ons land het groeperen van kuilen van 18-24 stuks, maar in sommige gevallen overschrijdt hun aantalvoor 30. Dit is echter verre van een record, aangezien er in de buitenlandse praktijk gevallen zijn waarin 60 "spruiten" uit één mijn zouden kunnen vertrekken. In het bijzonder boorde het beruchte BP-bedrijf op een klein bulkeiland 60 × 60 m … 68 putten tegelijk. Dit maakte het mogelijk om de hoeveelheid olie die van één veld werd ontvangen drastisch te verhogen.

Dus het boren van gerichte en horizontale putten in de moderne economie is extreem in trek, juist vanwege het behoud van materiële en financiële middelen.

Type boorgat

Op dit moment is de enige betrouwbare manier om mineralen te verkrijgen, vanwege de uitputting van veel oude afzettingen, het gebruik van geavanceerde mijnbouwmethoden, waaronder multilateraal boren. Tegelijkertijd worden meerdere nieuwe "spruiten" op een bepaalde diepte tegelijk uit de hoofdkuil verwijderd. Hierdoor neemt het gebied van de put in de productieve horizon aanzienlijk toe en neemt het mijnbouwvolume toe. Bovendien is het tegelijkertijd mogelijk om de boorvolumes in de hogere, onproductieve horizonten te verminderen.

Op het grondgebied van ons land werd de eerste put van dit type geboord in 1953, in Bashkiria. Maar de put, die rechtstreeks in de dikte van de formatie overging, kon pas aan het einde van de jaren 50 worden gemaakt. Het gebeurde in de regio Samara. Er werd onmiddellijk onthuld dat het dagelijkse rendement van dergelijke putten ongeveer 40% hoger is dan dat van kernen gemaakt met de standaard, verticale methode.

Het was toen dat gestuurde boringen zich in ons land begonnen te ontwikkelen. Hiervoor trainenspecialiteit werd geïntroduceerd in alle technische instituten van het land.

Als de multilaterale methode wordt gebruikt, neemt de totale lengte van het gat in het reservoir aanzienlijk toe, de drainage- en filtratiezone neemt toe. Dit draagt niet alleen bij aan het verhogen van het rendement van de put, maar verbetert ook de kwaliteit van het product dat wordt verkregen tijdens de werking ervan. Dit soort kuilen zijn onderverdeeld in de volgende variëteiten:

• Hellend, vertakt type.
• Horizontaal vertakt.
• Radial pits.

In het laatste geval wordt gestuurd boren (horizontaal gestuurd boren) gebruikt op moeilijk terrein en ongelijkmatige concentratie van werkhorizon. Met deze methode kan (terwijl de kosten worden geminimaliseerd) het volume van mijnbouw worden gemaximaliseerd.

Kenmerken van gaten met meerdere gaten

Zoals je zou kunnen raden, bestaan schuin vertakte putten uit de hoofdschacht van de mijn en de onderliggende processen die zich uitstrekken en zich in verschillende vlakken bevinden. Het eigenlijke horizontaal gerichte type is een variatie op het zojuist beschreven type. Het enige verschil is dat de "spruiten" vertrekken van de hoofdstam in een strikt horizontaal vlak, onder een hoek van 90 graden.

Dienovereenkomstig gaat de hoofdas voor radiale putten ook strikt verticaal, en de extra - langs de omtrek, dat wil zeggen in de radiale richting. In de afgelopen jaren zijn vertakte putten beschouwd als een veelbelovende boorrichting, aangezien het gebruik ervan op industriële schaal het mogelijk maakt om veel problemen op te lossen,voortkomend uit de ontwikkeling van ondergrondse bronnen:

• Maximale efficiënte ontwikkeling van olievelden met ongelijke horizonten. In dit geval is verticaal boren economisch niet haalbaar, omdat de uiteindelijke kosten te hoog zijn.
• Gericht boren kan het aantal gebruikte putten aanzienlijk verminderen. Dit leidt tot een verlaging van de werkkosten en minimaliseert ook de impact op het milieu.
• Bij het extraheren van zeer stroperige oliesoorten, die op extreem grote diepte worden weggepompt.
• Dezelfde methode wordt gebruikt wanneer het nodig is om een geothermisch station te bouwen dat de energie van ondergronds warm water gebruikt.

Gericht boren van putten is dus een techniek die veel wordt gebruikt in de huidige olie- en gas- en constructie-industrieën.