Khoan định hướng: ưu nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Trong những năm gần đây, việc xây dựng đang thoát ra khỏi cuộc khủng hoảng kéo dài, số lượng nhà đang xây dựng, các cụm công nghiệp, đường xá và các công trình hạ tầng khác ngày càng tăng. Theo đó, các kỹ thuật kỹ thuật công nghệ cao ngày càng có nhu cầu nhiều hơn để giảm thời gian và chi phí nhân công.

Thông tin chung

Chúng bao gồm khoan định hướng. Được biết, giếng có cả dạng thẳng đứng (tiêu chuẩn) và dạng nghiêng. Hơn nữa, độ lệch so với chiều dọc / chiều ngang cần thiết cho việc này là nhỏ: chỉ 2 độ đối với khoan tiêu chuẩn, hơn 6 độ đối với khoan sâu (giếng khoan, sản xuất dầu hoặc khí đốt).

Điều tự nhiên là sự hiện diện của sự sai lệch này có thể không chỉ do nhân tạo mà còn do những lý do hoàn toàn tự nhiên. Chúng được chia thành nhiều nhóm (địa chất, kỹ thuật, công nghệ). Nếu bạn biết về tất cả các yếu tố này một cách kỹ lưỡng, bạn có thể kiểm soát vị trí với độ chính xác cao.giếng trong không gian.

Theo đó, độ lệch nhân tạo được hiểu là bất kỳ “độ cong” nào của kênh giếng, vốn được hình thành ban đầu. Điều quan trọng cần hiểu là khoan định hướng có nghĩa là kiểm soát chặt chẽ hướng chuyển động của mũi khoan trong suốt quá trình làm việc.

Tính năng khoan giếng dầu khí

Đặc biệt có nhiều khó khăn do công việc của ngành dầu khí như vậy gây ra. Ở đó, khoan nghiêng phải được thực hiện bằng cách sử dụng các cấu hình dẫn hướng đặc biệt. Cũng cần nhớ rằng hố trên luôn (!) Được làm thẳng đứng hoàn toàn và độ lệch bắt đầu ở các chân trời thấp hơn, theo phương vị đã định.

Đặc biệt, thường xuyên, khoan nghiêng không được sử dụng trong quá trình phát triển trầm tích, mà chỉ trong thăm dò của chúng. Kiểm tra "điểm đánh dấu" bằng cách tạo một lỗ nghiêng đủ dài sẽ rẻ hơn nhiều so với ngay lập tức cố gắng khoan đá đến độ sâu vừa đủ theo phương thẳng đứng.

Việc khoan định hướng nói chung được thực hiện như thế nào? Công nghệ này tương đối đơn giản: đầu tiên, hố chính được đục lỗ, sau đó, với sự trợ giúp của các thiết bị uốn, một mũi khoan hướng xiên hoặc nằm ngang được đưa đến đúng vị trí, với đó một trục bổ sung đã được tạo ra. Để duy trì chính xác hướng do dự án đặt ra, cần phải sử dụng các "điểm đánh dấu", chúng cũng là các báo hiệu. Trong nhiều trường hợp, máy ảnh đặc biệt được sử dụng để hình dung quá trình khoan.

Lưu ý quan trọng

CầnCần lưu ý rằng trong một số trường hợp, các giếng như vậy bị ép bởi các tính năng của đá địa chất. Vì vậy, đôi khi khoan một cái hố trên vị trí của một loại đá lửa rắn chắc nào đó còn rẻ hơn là đục lỗ.

Cũng lưu ý rằng khoan định hướng ngụ ý sự xuyên thủng của các lỗ nằm ngang. Tất cả các giếng thu được bằng phương pháp này được chia thành giếng đơn và giếng đa phương. Trong trường hợp thứ hai, một số lớp khởi hành từ thân chính. Một phương pháp khoan tương tự trong ngành dầu khí được sử dụng rộng rãi trong các trường hợp sau:

• Khi mở các hệ thống chứa dầu hoặc khí nằm giữa các lỗi song song.
• Nếu hóa ra hồ chứa đã phát triển đột ngột thay đổi hướng của nó.
• Trong trường hợp các chân trời chứa dầu hoặc khí đốt nằm dưới các vòm muối (do khó khăn khi khoan qua các vòm sau).
• Khi cần phải vượt qua các khu vực sụp đổ trong mỏ.
• Khoan lệch (cụ thể là theo chiều ngang) là không thể thiếu nếu hệ thống năng suất nằm dưới một số loại hồ chứa hoặc dưới đáy biển, dưới các khu dân cư hoặc các tòa nhà biệt lập.
• Trên giá và bệ khoan đặt trực tiếp trên biển, 90% trường hợp sử dụng phương pháp khoan hầm lò này.
• Ngoài ra, việc khoan định hướng là không thể thiếu nếu bạn cần tiến hành một giếng đa phương ở khu vực có địa hình rất hiểm trở (khe núi, đồi núi, v.v.).

Một phương pháp tương tự là không thể thiếu nếuVì một lý do nào đó (sự sụp đổ, dịch chuyển của đá kiến tạo), trục của mỏ bị lệch sang một bên, và do đó cần phải vượt qua khu vực có vấn đề. Điều này cũng được thực hiện nếu cần lấy mẫu lõi từ lỗ khoan chính, vì không thể thực hiện việc này theo các cách khác.

Ngoài ra, khoan định hướng được sử dụng khi bạn cần nhanh chóng dập tắt giếng đã bốc cháy vì một lý do nào đó, cũng như trong trường hợp phần dưới của hố cần được mở rộng vì lý do vận hành. Theo cách tương tự, bề mặt thoát nước được tăng lên trong các giếng cũ khi yêu cầu tăng khối lượng sản xuất.

Điều này được thực hiện khi ban đầu người ta biết rằng tiền gửi không thuộc về hạng của người giàu, nhưng cần phải “vắt sữa” nó nhanh chóng. Sau đó, khoan "cụm" được sử dụng, với nhiều lần rút từ hố chính của hố phụ. Trong trường hợp này, nếu sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn, thì lợi nhuận từ trường sẽ thấp và giếng sẽ nhanh chóng cạn kiệt.

Phương pháp khoan định hướng phá vỡ các hố sơ cấp thông qua bột nhão than, vì trong tình huống này, chúng trước tiên phải được giải phóng khỏi các túi khí có thể có. Nếu điều này không được thực hiện, khả năng cao xảy ra đánh lửa và thậm chí nổ trong quá trình vận hành giếng.

Động cơ của hố sụt (tua bin, đôi khi là máy khoan điện, động cơ trục vít) được sử dụng để xuyên qua lỗ. Phương pháp khoan - quay.

Phương pháp chính

Phương pháp chính (cả ở đây và ở nước ngoài) là sử dụng năng động các đặc điểm địa hình. Và điều này có thể hiểu được, vì lý tưởng là đồng bằng và thảo nguyên bằng phẳng không phải ở đâu cũng có.

Theo quy luật, các dấu vết (cấu hình) điển hình được lấy làm mẫu, được xây dựng trước và các phương pháp mô hình toán học được sử dụng cho việc này. Điều quan trọng cần lưu ý là phương pháp “điển hình” chỉ có thể được áp dụng (!) Cho các lĩnh vực đã được phát triển, tất cả các tính năng của chúng từ lâu đã được biết đến. Điểm đặc biệt của phương pháp này là họ không cố gắng kiểm soát độ cong của địa hình mà thích ứng với nó. Than ôi, nhưng đồng thời, một nhược điểm đáng kể được thể hiện, thể hiện ở việc chi phí khoan tăng đáng kể.

Trong hồ sơ thiết kế, những nơi có mức độ cong tối đa nhất thiết phải được đánh dấu, vì nếu không có dữ liệu này thì không nên vẽ một dự án đã hoàn thành. Thiết kế trong trường hợp này là trách nhiệm của một kỹ sư khoan định hướng được đào tạo.

Thay đổi cách bố trí giàn khoan để sửa lại chỗ cong của giếng

Cách phổ biến nhất khi nói đến việc điều khiển trực tiếp độ uốn cong của lỗ trong quá trình đục lỗ. Phương pháp này tốt vì bạn không cần phải sử dụng thiết bị đặc biệt. Nhược điểm của nó nằm ở hạn chế nghiêm trọng của các chế độ khoan gia tốc.

Sử dụng bộ chuyển hướng nhân tạo

Đối với loại công việc này, phụ kiện uốn cong, núm lệch tâm, nêm và các thiết bị làm lệch hướng khác được sử dụng. Tất cả các thiết bị đều được chọn riêng lẻ, tùy thuộc vào tình huống cụ thể và loại địa hình.

Vân sam đa dạng

Một phương pháp khoan định hướng quan trọng là khoan đệm. Đồng thời, phần đầu của tất cả các hố đều nằm ở một điểm và các phần cuối là nơi các lớp trầm tích được phát hiện đi qua.

Phương pháp này tốt ở chỗ nó cho phép bạn giảm đáng kể khối lượng công việc lắp đặt trên trang web, giảm đáng kể số lượng đường dây liên lạc cần thiết, bao gồm cả đường đến các khu vực đang làm việc và nhu cầu sử dụng nước nguồn cung cấp và đường dây cung cấp điện bị giảm. Loại khoan này lần đầu tiên được thử nghiệm ở Liên Xô, chính xác hơn là ở Azerbaijan, trong quá trình lắp đặt trên đảo Artem.

Những nhược điểm chính bao gồm tầm quan trọng của việc ngăn chặn sự băng qua của miệng mỏ. Ngoài ra, cần bảo tồn các hố đã hoạt động tính đến thời điểm khoan thứ cấp, vì điều này được yêu cầu bởi các quy tắc an toàn phòng cháy chữa cháy. Cuối cùng, một nhược điểm rất lớn của các hố cụm là sự phức tạp của việc bảo trì và sửa chữa sau đó, và trong điều kiện hàng hải, việc loại bỏ các đột phá có thể cực kỳ khó khăn.

Khoan cụm được sử dụng trong những điều kiện nào?

Vậy khoan ngang định hướng cụm được sử dụng khi nào? Các lý do sử dụng nó được chia thành các nhóm sau:

• Công nghệ - khoan dưới các tòa nhà, bao gồm cả khu dân cư, các công trình kỹ thuật khác.
• Công nghệ - khi có khả năng sự phát triển của giếng tiêu chuẩn sẽ làm gián đoạn hoạt động của các hố hiện có. Về vấn đề này, phương pháp bush không quá "đau thương".
• Địa chất -khi các khoáng chất nằm trong các lớp không đồng đều, trên các chân trời khác nhau. Trong trường hợp này, giàn khoan định hướng là lựa chọn duy nhất khi bạn cần thiết lập hoạt động sản xuất trong thời gian ngắn nhất có thể mà không phải bỏ ra số tiền lớn cho nó.
• Orographic - nhóm lý do phổ biến nhất, bao gồm nhu cầu mở mỏ nằm dưới mặt biển, hồ, trong trường hợp địa hình hiểm trở, cũng như khi đặt hố từ chân các giàn khoan ngoài khơi, cũng như cầu vượt.
• Khí hậu. Trong những năm gần đây, ở nhiều vùng của miền Viễn Bắc, có xu hướng ổn định đối với sự tan băng vĩnh cửu, đó là lý do tại sao các chuyên gia buộc phải sử dụng phương pháp khoan cụm. Các phương pháp khác đều có thể làm vỡ lòng giếng.

Lưu ý rằng hiệu quả tối đa từ hoạt động của giếng cụm được quan sát thấy ở những vùng đầm lầy, thường xuyên bị ngập lụt. Điều quan trọng cần lưu ý là khi khoan nghiêng dưới bề mặt của các vực nước, điều cực kỳ quan trọng là phải có nhân viên có kinh nghiệm có khả năng sử dụng đúng các thiết bị điều hướng, nếu không có thiết bị này thì không thể xuyên thủng một lỗ trong những điều kiện cụ thể như vậy.

Vì vậy, các vị trí tuyển dụng khoan định hướng nhất thiết phải bao gồm việc tìm kiếm nhân viên có trình độ, hiểu biết về kỹ thuật.

Các tính năng quan trọng của phương pháp

Các bụi cây thể tích trông giống như kim tự tháp hoặc hình nón, kích thước của chúng, như bạn có thể hiểu, phụ thuộc vào kích thước và"làm mờ" lĩnh vực đã phát triển. Theo đó, số lượng lỗ đột được xác định bởi khả năng kỹ thuật. Điều rất quan trọng là phải hiểu rằng việc xác định kích thước của bụi cây phải được xử lý một cách có trách nhiệm nhất có thể, vì diện tích của lãnh thổ xa lánh phụ thuộc vào chỉ số này.

Điều này đặc biệt quan trọng khi phát triển các hố trong ranh giới của khu định cư. Vị trí của các đầu giếng đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của một giếng thành phẩm. Không có gì ngạc nhiên khi khoan định hướng đường ống dẫn khí đã trở thành phương pháp chính được sử dụng rộng rãi trong thực tế trong 15-20 năm qua.

Tác dụng tích cực của việc khoan cụm

Nhìn chung, phương pháp này làm giảm đáng kể chi phí tổ chức khai thác khoáng sản hoặc xây dựng các cơ sở công nghiệp, góp phần tự động hóa tất cả các quy trình và hoạt động sản xuất. Quan trọng hơn, phương pháp này góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu tác động đến thiên nhiên.

Thực tế là khi thực hiện khoan theo cụm, có thể thu gom hoàn toàn chất thải khoan, ngăn không cho chất thải này xâm nhập vào mạch nước ngầm, và cũng làm giảm khả năng sụt giảm chất thải sau này. Điều này thường thấy với việc khoan thông thường vì nó phá hủy các tầng chứa nước.

Một tấm lót chứa ít nhất hai giếng. Theo quy định, những người thợ khai thác dầu khí ở nước ta thường phân nhóm các hố từ 18-24 chiếc, nhưng trong một số trường hợp, số lượng của chúng vượt quávới giá 30. Tuy nhiên, điều này còn xa so với một kỷ lục, vì trong thực tế nước ngoài, có những trường hợp 60 "mầm" có thể khởi hành từ một mỏ. Đặc biệt, công ty BP khét tiếng đã khoan trên một hòn đảo nhỏ có kích thước 60 × 60 m … 68 hố cùng một lúc. Điều này giúp tăng đáng kể lượng dầu nhận được từ một mỏ.

Vì vậy, việc khoan các giếng định hướng và giếng ngang trong nền kinh tế hiện đại là rất cần thiết vì bảo tồn các nguồn lực vật chất và tài chính.

Kiểu khoan nhiều lỗ

Hiện tại, do sự cạn kiệt của nhiều mỏ cũ, cách duy nhất đáng tin cậy để có được khoáng sản là sử dụng các phương pháp khai thác tiên tiến, bao gồm cả khoan đa phương. Đồng thời, một số “mầm” mới được đưa ra khỏi hố chính ở một độ sâu nhất định cùng một lúc. Bởi vì điều này, diện tích của giếng trong chân trời sản xuất tăng lên đáng kể và khối lượng khai thác tăng lên. Ngoài ra, đồng thời có thể giảm khối lượng khoan ở các chân trời phía trên, không hiệu quả.

Trên lãnh thổ nước ta, giếng đầu tiên kiểu này được khoan vào năm 1953, tại Bashkiria. Nhưng cái hố, đi thẳng vào bề dày của hệ tầng, chỉ có thể được tạo ra vào cuối những năm 50. Nó đã xảy ra ở vùng Samara. Ngay lập tức nó đã được tiết lộ rằng lượng trở lại hàng ngày của các giếng như vậy cao hơn khoảng 40% so với các lõi được làm bằng phương pháp thẳng đứng tiêu chuẩn.

Sau đó, khoan định hướng bắt đầu phát triển ở nước ta. Đào tạo cho điều nàychuyên khoa đã được giới thiệu ở tất cả các viện kỹ thuật của cả nước.

Nếu sử dụng phương pháp đa phương, tổng chiều dài của lỗ trong bể chứa tăng lên đáng kể, vùng thoát nước và lọc tăng lên. Điều này không chỉ góp phần làm tăng lợi nhuận từ giếng mà còn cải thiện chất lượng của sản phẩm thu được trong quá trình vận hành. Loại hố này được chia thành các loại sau:

• Kiểu nghiêng, kiểu nhánh.
• Phân nhánh theo chiều ngang.
• Hố xuyên tâm.

Trong trường hợp thứ hai, khoan định hướng (khoan định hướng ngang) được sử dụng ở địa hình khó khăn và độ tập trung không đồng đều của các chân trời làm việc. Phương pháp này cho phép (đồng thời giảm thiểu chi phí) để tối đa hóa khối lượng khai thác.

Đặc điểm của lỗ nhiều lỗ

Như bạn có thể đoán, các hố phân nhánh xiên bao gồm trục chính của mỏ và các quá trình con kéo dài từ chúng, nằm trong các mặt phẳng khác nhau. Loại được hướng theo chiều ngang thích hợp là một biến thể của loại vừa được mô tả. Sự khác biệt duy nhất là "mầm" khởi hành từ thân chính theo một mặt phẳng nằm ngang, ở góc 90 độ.

Theo đó, đối với các hố xuyên tâm, trục chính cũng đi theo phương thẳng đứng, và các trục bổ sung - dọc theo chu vi, tức là theo hướng xuyên tâm. Trong những năm gần đây, giếng nhánh được coi là một hướng khoan rất có triển vọng, vì việc sử dụng chúng ở quy mô công nghiệp cho phép giải quyết nhiều vấn đề,phát sinh từ sự phát triển của các nguồn tài nguyên dưới lòng đất:

• Phát triển hiệu quả tối đa các mỏ dầu có đường chân trời không bằng phẳng. Trong trường hợp này, việc khoan thẳng đứng không khả thi về mặt kinh tế, vì chi phí cuối cùng quá cao.
• Khoan định hướng có thể giảm đáng kể số lượng giếng được sử dụng. Điều này dẫn đến giảm chi phí làm việc và cũng giảm thiểu tác động đến môi trường.
• Khi chiết xuất các loại dầu rất nhớt, được bơm ra ở độ sâu cực lớn.
• Phương pháp tương tự cũng được sử dụng khi cần xây dựng một trạm địa nhiệt sử dụng năng lượng của nước nóng dưới lòng đất.

Vì vậy, khoan giếng định hướng là một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí và xây dựng hiện nay.