Szyb naftowy: etapy projektowania i rozwoju

Gaz i ropa naftowa są minerałami, z których wytwarza się paliwo. To jest to paliwo, które ludzkość zużywa najbardziej. Ropa zaczęła być wydobywana stosunkowo dawno temu, ale era intensywnej produkcji "czarnego złota" zaczęła się w XIX i XX wieku.

Obecnie ponad 60% światowych zasobów ropy naftowej koncentruje się na Bliskim Wschodzie, a wiodącymi konsumentami są Stany Zjednoczone Ameryki i Europa. Od lat dziewięćdziesiątych (ze względu na rozwój alternatywnych źródeł energii) tempo produkcji ropy stopniowo się zmniejsza.

Etapy rozwoju

Istnieje kilka etapów rozwoju szybów naftowych:

1. Opanowanie obiektu. Reprezentuje ulepszony produkcja oleju przy minimalnym nasyceniu wodą, intensywnym spadku ciśnienia w zbiorniku, zwiększeniu liczby odwiertów i wielkości wydobycia ropy w granicach 10%. Czas trwania badania może wynosić do 5 lat. Pod warunkiem zakończenia rozwoju odnosi się do zmniejszenia produkcji w ciągu jednego roku w stosunku do całkowitej liczby zapasów surowców.
2. Zapewnienie spójności w wysokich wskaźnikach produkcyjnych, ograniczonych do 3-17%, w zależności od lepkości oleju. Długość czasu produkcji może wynosić od roku do siedmiu lat. Liczba odwiertów również wzrasta z powodu eksploatacji złóż, ale niektóre z nich są zamykane. To zależy od nasycenia oleju wodą, która może wynosić do 65%. W ten sposób odzysk oleju może wynosić około 30-50%. Ekstrakcja zasobów naturalnych przy niektórych wyrobiskach odbywa się za pomocą siły, za pomocą mechanicznego pompowania pompami.
3. Zredukowana produkcja. Wskaźniki odzysku oleju spadają do 10% rocznie, a intensywność produkcji zmniejsza się do 1%. Każda studzienka przechodzi do mechanicznej metody pompowania. Liczba odwiertów w rezerwie jest intensywnie zmniejszana. Nasycenie wodą warstw może osiągnąć 85%. Jest to najtrudniejszy etap, ponieważ istnieje potrzeba spowolnienia tempa pompowania oleju. Oblicz różnicę w wydajności pomiędzy ostatnim etapem, a dane są dość trudne, ponieważ różnica współczynnika w ciągu kilku lat produkcji jest zwykle minimalna. Podczas tych trzech etapów odrzut warstw oleju osiąga 90% całkowitej objętości.
4. Ostatni etap. Zużycie oleju zmniejsza się do 1%, a współczynnik zawartości wody wzrasta do maksymalnego poziomu - od 98%. Rozbudowa szybów naftowych jest zakończona, po czym są one zamknięte. Ale czas trwania tego etapu może się różnić i osiągnąć 20 lat.

Budowa

Konstrukcyjne właściwości szybów naftowych są zapewnione przez:

1. Stabilność mechaniczna części zbiornika sąsiadującego z dnem.
2. Możliwości opuszczania urządzeń wiertniczych do studni, zapobieganie zawaleniu się formacji.
3. Silne połączenie hydrodynamiczne między zbiornikami oleju a dnem odwiertu.
4. Możliwości produkcji ropy naftowej ze zbiorników nasyconych materiałem naturalnym, poprzez izolację miejsc nasyconych gazem i wodą, jeśli nie planuje się od nich ekstrakcji.
5. Możliwość zastosowania systemu drenażowego całej warstwy nasyconej olejem.

Typowy projekt odwiertów wiertniczych

W metodzie otwartego dna otworu stosowana jest następująca metoda: but studni jest obudowany i cementowany tuż przed początkiem formowania. Następnie następuje otwarcie zbiornika oleju, podczas gdy sznurek wiertniczy pozostaje otwarty. Ten projekt jest zainstalowany tylko wtedy, gdy:

• skała jest wystarczająco gęsta, jednorodna i nie ma warstw gazu lub wody;
• istnieją jasne dane na dachu i dnie studni przed instalacją sprzętu i otwarciem warstwy;
• o małej grubości warstw, których nie można naprawić;
• jeśli nie ma potrzeby otwierania warstw rezerwowych w pobliżu.

Zaletą tej metody uboju są jej właściwości hydrodynamiczne. Takie studnie są uważane za idealne próbki. Są jednak wady. Istnieje groźba zawalenia, co ogranicza częściowe otwieranie warstw rezerwowych ze względu na wpływ na nich urządzeń wiertniczych.

Powierzchnie filtracyjne mają dwa typy konstrukcji:

1. Wytwarzanie wierci się do dna warstwy, umieszcza się osłonę, w której wcześniej wywiercono otwory na grubość warstwy oleju, a na koniec wylewa się ją cementem. Ta konstrukcja jest identyczna jak otwarta konstrukcja dna, ale tutaj jest bardziej efektywne mocowanie, które zapewnia zachowanie kolumny, jeśli nastąpi częściowe zawalenie.
2. Kolumny do butów cementowane przed dotarciem na dach zbiornika. Filtr z drobnym ułamkiem otworów jest zainstalowany w otwartej części warstwy, a przestrzeń między nim a kolumną jest uszczelniona. Taka konstrukcja zapobiega przedostawaniu się piasku do studni.

Konstrukcja z filtrami zainstalowanymi w dnie otworu jest znacznie rzadziej otwarta, wyłącznie do przesiewania piasków w rozwoju formacji podatnych na pojawienie się piasku.

Istnieją również perforowane otwory wiertnicze. Takie projekty są bardzo rozpowszechnione. Poziom wykorzystania osiąga 90%. Przy projektowaniu studni w zbiorniku powstaje znak, do poziomu którego wierci się studnię. Dolna część osiąga najbardziej produktywny poziom złóż ropy naftowej i jest badana za pomocą narzędzi geofizycznych. Pozwala to na określenie przedziałów nasyconych wodą, gazem i olejem, dla dalszej dokładnej pracy obiektu. Ten projekt ma kilka zalet:

• Technologiczne cechy układania i badań geofizycznych zostały uproszczone;
• zachowana jest sprawna izolacja sąsiednich warstw;
• istnieje możliwość otwarcia rezerwatów nasyconych olejem;
• dopuszcza się ładowanie dodatkowych tagów strefy pre-bottom;
• możliwość długotrwałej eksploatacji odwiertu i zachowania jego przekroju wiercenia.

Taka perforowana powierzchnia nie chroni studni przed występowaniem zacięć piaskowych w warstwach podatnych na występowanie. Aby zapewnić ochronę, konieczne jest umieszczenie dodatkowych filtrów z niewielkim ułamkiem otworów w celu uwięzienia małych cząstek. Jednakże znacznie zwiększa to odporność filtrów na napływający płyn w zbiorniku.

Sekwencja operacji dla odwiertów

Podczas wiercenia szybów naftowych sekwencja operacji wygląda następująco:

1. Skała jest niszczona przez mechanizm wiertniczy, po czym pogłębia się strunę studni.
2. Zniszczone części są usuwane z otworu gruntowego na powierzchnię.
3. Zainstalowano szyb naftowy, po czym jest on wzmocniony cementem na pewnym poziomie.
4. Przeprowadzane są badania geofizyczne i pomiary.
5. Kolumna schodzi do znaku nasyconej olejem formacji, która jest otwierana, a zasób jest wypompowywany.

Budowa

Początkowa faza budowy szybów naftowych obejmuje rozwój skał o głębokości i średnicy odpowiednio 30 i 40 cm. Na samym dnie rury jest obniżona, co powinno wskazywać kierunek wiercenia. Przestrzeń pod rurą jest spiekana, po czym otwór wiertniczy jest umieszczony w rurze i obniża się o mniejszej średnicy o 500-800 metrów w stanie gotowości do pracy. Ta strona jest rozwijana i cementowana, aby wyizolować niestabilne warstwy skał.

Ponadto, proces wiercenia staje się trudniejszy, a osiągnięcie głębokości roboczej warstwy olejowej jest znacznie spowolnione. Zależy to od tego, że czasami efektywne zbiorniki znajdują się w kilku warstwach, a wydobycie ropy powinno odbywać się z głębiej położonego rezerwatu. W takiej sytuacji wprowadzana jest mierna kolumna, która jest umocniona na zewnątrz.

Po osiągnięciu wymaganego poziomu roboczego montuje się na nim główną kolumnę produkcyjną, która przeznaczona jest nie tylko do pompowania gazu i oleju, ale również do wprowadzania wymaganej ilości wody w celu uzyskania pożądanego ciśnienia. Na bocznych ściankach znajdują się dziury, warstwa cementu różni się od warstw innych kolumn i są w niej używane dodatkowe akcesoria: centralizatory, zawory zwrotne, pakery itp., W których kolumna różni się od zwykłej.

Operacja

Eksploatacja szybów naftowych zależy od ciśnienia w zbiorniku i dzieli się na kilka sposobów:

1. Fontanna Przeprowadza się go pod wpływem ciśnienia gazu i wody w przestrzeni międzywarstwowej. Jest to najbardziej powszechny i ​​ekonomiczny rodzaj wydobycia.
2. Pompowanie. Przeprowadza się je za pomocą pompowni, które destylują olej bezpośrednio do studni.
3. Winda gazowa Dokonuje się tego przez wprowadzenie gazu o wysokim ciśnieniu do zbiornika ze względu na brak takich w osadach.

Rodzaje trybów działania depozytów

Udostępnij następujące rodzaje trybów działania odwiertów.

Tryb ciśnienia wody obejmuje wyczerpywanie i przemieszczanie się złogów ropy naftowej w otwartych przestrzeniach między warstwami z powodu kontaktującej się z nimi wody. Tryby są podzielone na:

• Twardy: olej nadaje się do studni za pomocą międzywęzłowej podpory wodnej. Pozwala to na zwiększenie odzysku oleju.
• Elastyczny: zapewnia sprężystą kompresję zasobów wodnych, przy których gromadzi się energia, co pozwala na powiększenie przestrzeni międzygatunkowej skalnej i ruch zasobów do szybu naftowego.

Firmy specjalizujące się w tej dziedzinie mogą stosować różne metody, ale wiele zależy od rodzaju studni.

Tryb ciśnienia gazu jest podobny do ciśnienia wody, ale działanie generowania odbywa się w warstwach górnych pod wpływem ciśnienia w przestrzeni gazowej. Z tego powodu gaz wypiera złogi ropy na powierzchnię do studni. Ale jeśli osady gazu znajdują się w pobliżu studni, są w stanie wniknąć w nią, co znacznie zmniejsza przepływ ropy. W związku z tym istnieje ryzyko obniżenia współczynnika produkcji.

Rozpuszczony gaz wykorzystywany jest w złożach ropy naftowej, w których nie ma gazu i wody. Do wytłaczania oleju za pomocą rozpuszczonego gazu. On się wyróżnia pola naftowe i rozprzestrzenia się w pustkach. Gaz wypiera olej częściowo z powodu niskiego ciśnienia i energii gazu między warstwami. Współczynnik odzysku oleju w tym trybie jest raczej niski.

Tryb grawitacyjny zapewnia brak energii w zbiornikach. Produkcja oleju odbywa się tylko kosztem grawitacji samego oleju za pomocą pochyłych odwiertów.

Wiercenie szybów naftowych i gazowych

W zależności od położenia szwów, wiercenie może być pionowe, poziome, nachylone. Po przygotowaniu terenu i dokumentacji, rozpoczyna się praca przygotowawcza.

Za pomocą sprzętu wiertniczego odwiert jest wprowadzany do skały na pewną głębokość, rury są łączone w kolumny, a następnie mocowane za pomocą cementu w celu uniknięcia zawalenia się skały. Gdy kolumna osiągnie obszar roboczy, zbiornik oleju zostaje otwarty i rozpoczyna się proces pompowania surowca.

Technologia wiercenia

Wiercenie to bardzo skomplikowana operacja technologiczna, która obejmuje kilka kolejnych działań. Przy pomocy wiertnicy do skał ziemskich trafia ciężka beczka. Technologia wiercenia szybów naftowych jest następująca:

1. Prowadzenie rozwoju odbywa się w taki sposób, że zniszczenie skały poprzez potężne wiercenia powraca.
2. Dodatkowe części wydrążonej skały są usuwane ze studni.
3. Wzmocniona produkcja pnia okrywającego.
4. Skały badane są metodą geofizyczną, wyznaczany jest kierunek wiercenia.
5. Zejście do pożądanej głębokości roboczej i cementowanie końcowej kolumny.

Technologia wiercenia otworów wiertniczych ropy i gazu zapewnia dwa sposoby:

1. Mechaniczny - najczęściej. Przy pomocy potężnych młotów pneumatycznych warstwa ziemi zostaje zniszczona, a nadmiar skały zostaje usunięty przez płuczkę wiertniczą lub gaz. Jest podzielony na podgatunki: rotacyjny, wstrząs.
2. Niemechaniczny:

• termiczne;
• materiał wybuchowy;
• hydrauliczne;
• impuls elektryczny.

Wiercenie odbywa się za pomocą specjalistycznych urządzeń wiertniczych, profesjonalnych narzędzi i zespołu urządzeń naziemnych wykorzystywanych do instalacji, pompowania i konserwacji stacji.

Instalacja składa się z: sprzętu do potknięcia, wieży wiertniczej, konstrukcji wieży wiertniczej, napędu elektrycznego, sprzętu naziemnego, układu zasilania płynem wiertniczym. Pomyślne zakończenie procesu zależy od właściwości płynu wiertniczego, który przygotowuje się na bazie wody lub oleju.

Pierwszy szyb naftowy w Baku

Ciekawostką jest fakt, że pierwsza na świecie produkcja ropy powstała w Baku, gdy miasto było częścią Rosji. To naukowcy z Baku opracowali pochyloną metodę wiercenia, która jest stosowana na całym świecie. Pierwszy szyb naftowy został zbudowany w Baku w 1846 roku. Obejmuje to umieszczenie pola w dużej odległości od przepompowni. Opracowano metodę, w której rozgałęziają się pompy wiertnicze, co umożliwia pompowanie oleju z kilku źródeł jednocześnie. Tak więc, ilość ropy produkowanej w tym obszarze przy pomocy wiertni do 1890 r. Wyniosła prawie siedemnaście milionów baryłek. A do roku 1901 światowy procent produkcji ropy naftowej w tym regionie wynosił 95%.