Русские журналы в ОАЭ Новое Частые вопросы
 





Главная страница / Журнал «Ориентир-Казахстан» / Статьи / Новые технологии бурения


Новые технологии бурения

 Облигации СУКУК

При разработке некоторых месторождений бурение и заканчивание скважин могут составлять свыше 50% затрат, однако все более актуальными становятся вопросы, связанные с условиями бурения.

Несмотря на то, что по разведке и добыче отрасль выполняет задачи, которые еще 20 лет назад казались немыслимыми, поиск и добыча нефти и газа все более усложняется в техническом, экономическом и экологическом отношении. Имеется в виду возрастание рисков и увеличение затрат. Поэтому возникла острая необходимость в новых технологиях бурения.

По сути, существуют два вида бурения: традиционный, вертикальный метод, т.е. прямо вниз и горизонтальный, который за два последних десятилетия становится все более популярным. Несмотря на то, что большинство нефтяных месторождений простираются больше в ширину, нежели в глубину, более ста лет предпочтение отдавалось вертикальному методу бурения. Горизонтальная скважина является более дорогостоящей, однако она охватывает значительно бoльшую площадь поверхности.

Горизонтальное бурение стало широко распространяться около 10 лет тому назад благодаря возможности получения доступа к запасам, размещающимся в узких, изламывающихся пластах. Обычно продуктивность горизонтальных скважин оказывается в два-три раза выше продуктивности вертикальных скважин.

Как отмечает Международная ассоциация буровых подрядчиков (МАБП), когда вертикальная скважина проходит через узкий пласт, ее обнажение оказывается ограниченным. Однако, если скважина поворачивается и на каком-то отрезке следует в направлении пласта, происходит значительное увеличение ствола скважины относительно поверхности пласта. Такое увеличение обеспечивает более легкую добычу нефти или газа.

Это делает горизонтальное бурение идеальным в условиях мелких и широко простирающихся пластов или же в местах с восприимчивой экологией. При использовании в таких местах вертикального бурения требуется большее количество скважин и, соответственно, более развитая поверхностная инфраструктура, что повышает вероятность причинения ущерба. Горизонтальные скважины дренируют бoльшую площадь, но для этого не требуется большое количество скважин. Горизонтальное бурение способствовало улучшению и повышению добычи нефти и газа на многих промыслах, а также позволило получить доступ к таким месторождениям, которые ранее считались недоступными.

Кроме того, существует возможность для бурения нескольких скважин от одного и того же вертикального ствола. Это так называемый метод много-стороннего бурения, когда от одного главного ствола могут пробуриваться две или три горизонтальные скважины, каждая протяженностью от нескольких сотен до нескольких тысяч футов. Многостороннее бурение создает дренажную сеть в пластовых резервуарах со множеством изолированных нефтяных полостей.

Так же как две формы бурения, в последние годы появились и новые приемы. Одним из них является скважинное исследование в процессе бурения. Этот прием стал жизнеспособной технологией частично благодаря использованию управляемых электродвигателей.

При использовании в процессе бурения скважинных исследований при-боры осуществляют постоянный контроль в стволе скважины таких параметров как расположение, температура, давление и пористость, и передают их вместе с другими данными обратно на поверхность с регистрацией перепадов давления бурового раствора. Это обеспечивает непосредственное получение данных о проходимых при бурении горных породах и исключает необходимость извлечения бурильной колонны из ствола скважины до проведения каротажа.

Контролируемое прохождение скважин и цифровое представление нефтяных месторождений обеспечивают возможность дистанционного осуществления быстрого и точного анализа получаемых данных, что позволяет инженерам предпринимать незамедлительные действия непосредственно в процессе бурения.

С появлением управляемых электродвигателей отпала необходимость в использовании жесткой бурильной колонны. Кроме того, изобретение гибкой, свернутой кольцами трубы, постоянно разматываемой с гигантского барабана, позволяет производить непрерывное бурение и способствует сокращению занимаемого оборудованием на буровой площадке места. Еще одной новейшей разработкой является бурение скважин малого диаметра. Как следует из самого названия, этот метод позволяет достигать нефтяных и газовых залежей посредством бурения в земле малогабаритной скважины.

Благодаря тому, что метод мало-габаритного бурения является недорогим и не оказывает сильного воздействия на окружающую среду, он подходит для экономичного бурения разведочных скважин на новых площадях, для бурения более глубоких скважин на существующих промыслах, а также является эффективным способом извлечения природного газа и нефти из неисчерпанных месторождений в еще больших объемах. Малогабаритным считается бурение, при котором не менее 90% скважины пробуривается с использованием буровой коронки диаметром менее шести дюймов (для бурения обычных скважин используются буровые коронки размером 12,25 дюйма).

Малогабаритное бурение может значительно повысить эффективность буровых работ, а также снизить воздействие на окружающую среду. По оценкам МАБП сокращение продолжительности бурения и уменьшение численного состава буровых бригад может привести к уменьшению расходов на бурение на 50% и сократить зону бурения до 75%.

С появлением новых приемов, включающих в себя усовершенствованные морские буровые установки, устройства динамического позиционирования и сложные навигационные системы, заметно продвинулась и технология морского бурения. При работе на удалении от берега компании, ведущие буровые работы, сталкиваются с высокими температурами и с высоким давлением, которые могут ограничивать возможности существующей технологии бурения и заканчивания скважин.

По сообщению общества инженеров-нефтяников (ОИН) ведется разработка нескольких новых методов решения проблемы, которые, возможно, помогут усовершенствовать технологию бурения в области высоких темпера-тур/высокого давления.

Еще одна технология, предлагающая возможности для более точного и экономически эффективного бурения (хотя не в широком применении), связана с применением лазеров.

Она получила значительную поддержку благодаря исследованиям, проведенным Колорадским горным институтом с использованием технологии, предоставленной американской аэрокосмической компанией «Боинг» (Boeing).

Фактически, эта технология появилась в 80-е годы двадцатого столетия в рамках государственной стратегической оборонительной инициативы (СОИ) США, известной также как «звездные войны».

Несмотря на то, что в действительности лазеры не бурят, а прожигают отверстия в горной породе, они оказываются весьма управляемыми, что делает работу в скважине более предсказуемой.

Одним из основных камней преткновения на пути применения лазеров является количество энергии, требующейся для обеспечения их работы. Однако проведенные в последние годы исследования и предложенные в их результате методы применения показали, что размеры этих затрат не являются чрезмерно высокими и пугающими, как казалось ранее.

Несмотря на то, что в настоящее время никто не думает о широком применении лазеров для бурения нефтяных и газовых скважин, предполагается, что они могут найти узкоспециальное применение, особенно в местах с восприимчивой экологией, так как, подобно горизонтальному бурению, для них не требуется сильно развитая поверхностная инфраструктура.

Кроме того, Колорадский горный институт выдвинул предположение о том, что способность лазеров хорошо работать совместно со скважинными исследованиями в процессе бурения означает, что они могли бы оказаться приемлемыми для использования на месторождениях или площадях с большим количеством непродуктивных скважин.

Вызывает интерес и еще одна новая технология. Это так называемое управляемое шпиндельное бурение (УШБ). Оно также может оказаться приемлемым при бурении скважин, которые ранее считались неперспективными по экономическим или техническим соображениям.

Группой из Великобритании, занимающейся поиском решений (Impact Solutions Group), впервые разработана система УШБ с обратной связью, которую еще называют системой безопасного бурения. В ее основе лежит метод управления микропотоками с применением высокоточного массового расходомера, который анализирует имеющиеся данные о бурении и регистрирует случаи резкого повышения и потери давления. Кроме того, по имеющейся информации, система управляет противодавлением на поверхности, обеспечивая контроль притоков или потерь. Использование высокоточного массового расходомера способствует тому, что система может работать при наличии очень малых объемов бурового раствора, поддерживая уровень поглощения бурового раствора в пределах менее 0,5 барреля.

В системе имеется автоматический коллектор, оснащенный двумя фонтанными штуцерами и массовым расходомером.

Как отмечается, коллектор имеет небольшую опорную поверхность, что позволяет использовать его практически с любой буровой установкой, причем он может работать либо в автоматическом режиме, либо управляться дистанционно буровым мастером.

Участники группы Impact Solutions утверждают, что система позволяет буровому мастеру и другим специалистам буровой установки (как на самой вышке, так и работающим на удалении) постоянно поддерживать темп бурения с выводом важной информации на компьютерные мониторы.

Когда система определяет возможный приток (обнаруживается по изменению тенденции вытекания и расхода бурового раствора), она вначале выдает подтверждение этому, а затем приступает к регулированию.

При работе в автоматическом режиме система безопасного бурения может закрыть фонтанный штуцер для увеличения противодавления на поверхности, обеспечивая тем самым быстрое прекращение притока и ограничивая объем выбросов до уровня менее 1 барреля. В 2007 году эта технология была удостоена награды за новые технологии, присужденной на конференции, посвященной технологиям работ в море.

Министерство энергетики (МЭ) США реализует исследовательскую программу по технологии бурения микроскважин.

Эта инициатива, возглавляемая отделом Национальной лаборатории по энерготехнологиям Fossil Energy, имеет своей целью разработку инструментов и методов бурения сверхмалых скважин (обычно, диаметром от 1-3/4 до 4-1/2 дюймов) и соответствующей скважинной микроаппаратуры, используя для этого компактные и легко транспортабельные буровые установки и трубы в бухтах.

В 2007 году специально разработанная установка, объединяющая в себе и микробурение, и использование труб в бухтах, завершила бурение 25 разведочных скважин для проникновения в чрезвычайно труднопроходимое месторождение природного газа Ниобрара в западной части Канзаса и на востоке Колорадо.

В результате проделанной работы снижение себестоимости бурения одной скважины по сравнению с применением традиционного оборудования составило 25-35%. В итоге газ в объеме около 1 триллиона кубических футов, поступающий с небольших глубин, которым при традиционном бурении пренебрегали, стал теперь экономически выгодным.

Как отмечает Министерство энергетики, бурение микроскважин имеет следующие преимущества: размеры оборудования значительно меньше и его вес составляет менее одной десятой веса обычных систем; для бурения и заканчивания скважин требуется меньшее количество материалов; экономятся деньги и время, так как не нужно осуществлять так много спуско-подъёмных операций, как при традиционном методе бурения; можно сократить объемы буровых растворов и бурового шлама; и, наконец, требуется меньшая зона для размещения буровой установки и соответствующего оснащения.

Между тем, в декабре 2007 года Абердинский университет (Шотландия) объявил о новой программе исследований и разработок стоимостью в несколько миллионов фунтов, в результате осуществления которой предполагается получить заметное снижение расходов на бурение и уменьшить воздействие на окружающую среду.

Инженерный факультет университета согласовал с Институтом производственной технологии (ИПТ) контракт на проведение на первом этапе осуществления программы специальных исследований по изучению резонансного улучшенного бурения (РУБ), которое может значительно сократить время, требующееся для подготовки ствола скважины в твердых формациях и обеспечить возможность для использования одного бура для прохождения через различные пластовые условия, сократив количество требующихся для замены буров подъемно-спусковых операций или полностью исключив необходимость их выполнения.

Представители университета заявляют, что результаты пробного маркетинга позволяют предположить, что применение любой удачной новой технологии может обеспечить добывающим компаниям годовую экономию свыше 1 миллиарда долларов США и расширить рынок новых улучшенных технологий скорости проходки.

Как утверждает научный руководитель проекта профессор Мэриан Уэрсигроч (Marian Wiercigroch), «в нефтяной и газовой промышленности существует множество требующих решения проблем, наиболее сложной из которых является бурение с погружным пневмо-ударником».

Имеются, однако, и не только хорошие новости.

По заявлению Европейской инженерной ассоциации бурения (ЕИАБ), наблюдается сокращение высококачественных проектных предложений по совершенствованию технологий, а также уменьшается количество проектов, представляемых и в последующем финансируемых нефтяными компаниями, являющимися членами ассоциации.

Это объясняется сокращением средств, выделяемых на исследования и разработки, а также изменением динамики внутри отрасли, в результате чего передовые компании по причине технологического прогресса оттесняются на второй план, при стремлении нефтяных компаний передать ряд функций «универсальным» провайдерам.

Представители ЕИАБ заявляют о том, что существует необходимость в стимулировании инноваций в рамках базы снабжения отрасли.

Если ничего не менять в существующей на сегодняшний день в отрасли динамике отношений между добывающими компаниями, специализированными обслуживающими компаниями, подрядчиками и поставщиками Общества горных инженеров (SME), то стремление к новаторству может заглохнуть.

По их мнению, исследования и разработки должны быть сфокусированы на ключевых требованиях отрасли, не позволяя поставщикам тратить средства на реализацию идей, которые могут оказаться невостребованными.

Кроме того, они считают, что добывающие компании и специализированные обслуживающие компании должны непосредственно финансировать высокоприоритетные исследовательские проекты и программы, а также развивать стратегическое партнерство с основными передовыми поставщиками и сотрудничать с другими компаниями.

Похоже на то, что при высоких ценах на нефть и газ динамика рынка способна инициировать повышение капиталовложений в технологию бурения. Имеется в виду, что появится больше средств на исследования и разработку перспективных месторождений, и компании будут стремиться к совершенствованию процессов бурения с целью повышения производительности и снижения затрат.

В то же время, на них оказывается значительное давление по вопросам уменьшения воздействия на окружающую среду. Поэтому некоторые из указанных выше современных технологий бурения в сочетании с общим представлением компьютерного или цифрового/виртуального нефтяного месторождения показывают, что существующие методы бурения на нефть уже не могут оставаться такими же основополагающими, какими они являлись в течение многих лет.

Управляемое шпиндельное бурение

В то время, когда в нефтяной промышленности ведется поиск технологий бурения, способных оптимизировать разработку месторождений, управляемое шпиндельное бурение становится довольно привлекательной технологией, предлагающей ощутимые преимущества.

Управляемое шпиндельное бурение (УШБ) представляет собой оптимизированный процесс бурения, обеспечивающий более точный контроль кольцевого профиля давления по всему стволу скважины. Задача заключается в установлении границ скважинного давления и соответствующей корректировке кольцевого профиля гидравлического давления.

В упрощенном виде это означает, что кольцевой профиль давления контролируется таким образом, что скважина постоянно находится в сбалансированном состоянии и стремится избегать постоянного притока пластовых флюидов к поверхности.

Технология УШБ предполагает использование инструментов и методов, способствующих снижению рисков и стоимости при бурении скважин с узкими границами скважинной среды. Кроме того, технология УШБ может ускорить выполнение корректирующего действия в случае регистрации колебаний давления. Способность к осуществлению динамического регулирования кольцевого давления облегчает процесс бурения, без чего достижение каких-либо экономически обоснованных результатов было бы невозможно.

Технология УШБ подразделяется на «реактивную» и «проактивную». Реактивная (или случайная) технология УШБ предполагает использование закрытой и способной выдерживать давление системы возврата. Этот метод является усовершенствованным способом контроля скважины, позволяющим справляться с неожиданными бросками давления.

Бурение осуществляется с использованием обычных обсадных операций и буровых растворов, а для регулирования резких повышений давления используется противодавление. При проактивном управляемом шпиндельном бурении программа буровых растворов составляется с учетом возможности приложения обратного давления (более сбалансировано, нежели при обычном бурении). Программа обсадных операций составляется с использованием более глубоких контрольных точек, и в ней можно не учитывать диаметр обсадной колонны.

Существуют и другие виды проактивного управляемого шпиндельного бурения. Управляемое шпиндельное бурение под давлением с подрывом наружного заряда уменьшает чрезмерные потери и понижает соответствующее нормальное давление и температуру (НДТ) при бурении сильно истощенных участков. При этом отпадает необходимость в регулировании скважины по причине невозможности поддерживать в кольцевом пространстве весь столб бурового раствора.

Постоянное давление столба жидкости в скважине при управляемом шпиндельном бурении снижает НДТ и позволяет использовать меньшее количество более глубоких обсадных колонн при узких окнах градиента порового давления и давления гидравлического разрыва пласта. Управляемое шпиндельное бурение с двойным градиентом позволяет осуществлять бурение глубоких и донных скважин на полную глубину с соответствующим диаметром ствола. Управляемое шпиндельное бурение с замкнутой циркуляцией бурового раствора (или экологическое) снижает опасность для персонала и окружающей среды в результате воздействия буровых растворов или непредвиденного отказа системы управления скважиной.

На сегодняшний день многочисленные программы бурения на суше и стремительно растущее число программ морского бурения показали, что бурение с закрытой и напорной циркуляцией бурового раствора обеспечивает возможности для более точного регулирования давления в скважине.

По мере углубления скважин, повышения в них температуры и давления или же по мере истощения может потребоваться применение одного из способов проактивного управляемого шпиндельного бурения, обеспечивающего экономически приемлемую стоимость бурения. Следующий показатель определяет потенциальное воздействие метода УШБ на снижение НДТ в результате резкого повышения давления, потери циркуляции, устойчивости ствола скважины и прихвата труб.

Одним из вариантов УШБ, способствующим снижению НДТ и вызывающим повышенный интерес у добывающих компаний, является бурение с постоянным забойным давлением (ПЗД). Эта технология позволяет «балансировать» между градиентами порового давления и давления гидравлического разрыва пласта.

Цель заключается в осуществлении бурения с использованием бурового раствора при поддержании постоянного забойного давления (ПЗД), причем столб флюида может быть либо статическим, либо циркулирующим. Потеря затрубного гидродинамического давления, когда не осуществляется циркуляция, уравновешивается поверхностным противодавлением.

В основе метода ПЗД лежит точность определения изменения забойного давления, вызываемого динамическими эффектами, и компенсация посредством соответствующего изменения кольцевого устьевого давления. Например, если потеря давления, необходимого для перемещения флюида в кольцевом пространстве при накачивании, составляет 500 фунтов на квадратный дюйм, то после отключения насосов давление на устье скважины повышается на 500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы компенсировать эту потерю. После присоединения бурильной колонны устьевое давление понижается и буровые насосы включаются снова.

Каждое происходящее в стволе скважины повышение или понижение динамических эффектов сопровождается изменением кольцевого устьевого давления. Точное манипулирование кольцевым устьевым давлением при использовании управляемого шпиндельного бурения позволяет компенсировать изменяющиеся в результате трения и пульсации/откачки динамические параметры бурового раствора при соединении или расцеплении бурильной колонны.

Еще одно преимущество применения такого метода управляемого шпиндельного бурения состоит в том, что он позволяет решать проблемы бурения посредством повышения или понижения конечного забойного давления, не меняя при этом свойств бурового раствора.

Развитие этой технологии и спрос на нее в регионе Ближнего востока и Северной Африки (регион MENA) продолжает расти с новой и новой силой, а видимые результаты свидетельствуют о том, что эта технология здесь надолго.



Назад к списку статей






Добавить комментарий


Имя или ник: 
E-mail: 
Комментарий: 
Введите число 
из фразы: 

«Четыре черненьких чумазеньких чертенка»





Комментарии:
MichaelThusaпесик не плохо так устроился


-----
<a href=https://akson.biz/>лендинг пейдж дорого</a>


Не могу вспомнить.


-----
<a href=http://amigofree-com.ru/>амиго регистрация</a>


Реклама













Jebel Ali Free Zone Directory
Dubai Airport Free Zone Directory
Hamriyah Free Zone Directory
Sharjah Airport Free Zone Directory
Fujairah Free Zone Directory
Dubai Internet City Companies Directory
Dubai Knowlege Village Companies Directory
Dubai Outsource Zone Companies Directory

Телефон: (+9714) 258-37-78    E-mail: info@netart-it.com

© 2003—2017 «Net Art Information Technology & Publishing» Все права защищены.
Использование материалов данного сайта только с указанием ссылки на источник.