От бурового долота к добыче: 17 ключевых этапов бурения скважины

Бурение и заканчивание нефтяной или газовой скважины – это сложный системный инженерный проект. От первоначального проектирования до окончательного производства этот процесс включает три основных этапа: строительство перед бурением, буровые работы и заканчивание скважины. Подробный обзор из отраслевого источника «Геология и бурение» разбивает весь путь на 17 важнейших этапов и подробно описывает необходимое оборудование, которое делает его возможным.

Этап I. Предварительная-подготовка к окучиванию

• Определение местоположения скважины:Первый и самый фундаментальный шаг. Геологи и инженеры-разработчики месторождений определяют точное местоположение поверхности на основе сейсмических данных и геологических карт недр.
• Исследование маршрута:Для подготовки к переезду тяжелой техники проводится тщательный осмотр дорог и маршрутов от базы до нового места.
• Подготовка площадки и строительство фундамента:Площадка скважины выровнена и грейдирована. Для основных компонентов буровой установки (таких как опорная конструкция и двигатели) заливают бетонный фундамент, чтобы гарантировать, что они остаются абсолютно ровными и устойчивыми во время работы, предотвращая опускание или смещение.

Этап II: Буровые работы

• Перемещение буровой установки:Все буровое оборудование, инструмент и вахтовое оборудование демонтируется, транспортируется и перемещается на новую, подготовленную площадку.
• Установка-Подготовка:Перевезенное оборудование собирается на новом месте, образуя полнофункциональную систему буровой установки.
• Сверление отверстий для проводника:Для проводящей трубы просверливается отверстие большого-диаметра. В некоторых регионах эту трубу забивают в землю с помощью сваебойного молотка, а не бурят.
• Закапывание-в (отверстие на поверхности):Это знаменует собой официальное начало бурения. Большое сверло просверливает поверхностное отверстие на заданную глубину.
• Спусковая и цементируемая поверхность Обсадная колонна:Стальную обсадную колонну спускают в скважину на поверхности и цемент закачивают в затрубное пространство. Это обеспечивает безопасность ствола скважины, защищает пресноводные водоносные горизонты и обеспечивает основу для противовыбросового превентора (ПВП).
• Последующие этапы бурения (со 2-го по 5-й):После цементирования каждой обсадной колонны долото меньшего размера используется для бурения следующей секции скважины. Эта последовательность повторяется до тех пор, пока не будет достигнута целевая глубина, при этом каждая секция обсажена и цементирована по мере необходимости.
• Сверление (сделание отверстия):Непрерывный процесс вращения долота и приложения веса для разрушения породы и углубления ствола скважины.
• Спотыкание (вытаскивание из отверстия - ПУХ):Процесс извлечения всей бурильной колонны из ствола скважины, обычно для замены изношенного долота или каротажа.
• Изменение бита:Старое сверло выкручивается и на узел нижнего-отверстия устанавливается новое, острое.
• Спотыкание (заезд в яму - RIH):Процесс спуска новой бурильной колонны и долота обратно на забой для возобновления бурения.
• Грязевые каротажи:Непрерывный-анализ в реальном времени параметров горного шлама (шлама) и бурового раствора на поверхности. Это дает жизненно важную информацию о пробуренных пластах и ​​указывает на наличие проявлений нефти или газа.
• Проводная регистрация:После достижения полной глубины (или промежуточной точки обсадной колонны) в скважину на тросе опускают специализированные датчики для измерения физических свойств горных пород (удельного сопротивления, пористости, плотности и т. д.).
• Спуск и цементирование эксплуатационной колонны:Последняя обсадная колонна спускается на полную глубину и цементируется на месте. Это изолирует зону(ы) добычи и создает постоянный, стабильный канал для будущей добычи.

Этап III: Завершение скважины

• Завершающие операции:Это заключительный этап, превращающий пробуренную скважину в добывающую. Он включает в себя перфорацию обсадной колонны и цемента для соединения с пластом, потенциальное стимулирование пласта (кислотная обработка, гидроразрыв), спуск эксплуатационных насосно-компрессорных труб, установку устья скважины и рождественской елки и, наконец, запуск скважины на испытание (испытание скважины) для оценки ее потенциала.

Вся операция управляется буровой установкой, представляющей собой сложную совокупность систем, работающих в гармонии.

1. Система питания
Сердце буровой установки, обеспечивающее энергию для подъема, вращения и циркуляции. Обычно он состоит из:

• Первичные двигатели:Несколько крупных дизельных двигателей (часто 3-4), обеспечивающих прямую механическую мощность (для механических установок).
• Генераторы:Дизельные-генераторы (2–3), обеспечивающие электричеством всю буровую площадку и жилые помещения.
• Системы управления мощностью:Для электрических буровых установок это включает в себяСистемы SCR (кремниевый управляемый выпрямитель)которые преобразуют мощность переменного тока от генераторов в мощность постоянного тока для привода главных двигателей постоянного тока лебедки, поворотного стола и буровых насосов. АнЦУП (Центр управления двигателем)управляет и распределяет мощность переменного тока на все вспомогательное оборудование и освещение.

2. Подъемная система
«Кран» буровой установки, используемый для подъема и опускания бурильной колонны и обсадной колонны.

• Вышка/Мачта:Высокая стальная конструкция (часто более 40 метров), поддерживающая подъемное устройство.
• Подструктура:Основание, поддерживающее вышку, поворотный стол и зону отступа.
• Лебедки:Основная лебедка буровой установки и ее основной компонент. Он наматывает трос для подъема груза и контролирует скорость опускания веревки, передавая вес на долото. В современных буровых установках используются усовершенствованные тормозные системы (дисковые или ленточные тормоза со вспомогательными тормозами, такими как электромагнитные тормоза) вместо старых водяных тормозов.
• Кронный блок и подвижной блок:Система шкивов (шкивов). Кронблок закреплен вверху, талевой блок перемещается вверх и вниз.
• Крюк:Подвешенный к талевому блоку, он несет на себе вертлюг и весь вес бурильной колонны.
• Каротаж (линия бурения):Толстый стальной трос проходил через корону и талевые блоки, соединяя лебедку с крюком.

3. Вращающаяся система
Обеспечивает крутящий момент для вращения сверла.

• Поворотный стол:Приводной стол на полу буровой установки с квадратным или шестиугольным отверстием, поворачивающим ведущую трубу.
• Келли:Квадратная или шестиугольная трубчатая секция, которая проходит через поворотный стол и поворачивает всю бурильную колонну.
• Верхний привод (современный стандарт):Революционное оборудование, заменяющее поворотный стол, ведущую рольганг и вертлюг. Подвешенный на крюке, он может вращать бурильную колонну и циркулировать буровой раствор при движении вверх или вниз по вышке, что значительно повышает эффективность и безопасность.
• Поворот:Подвешенный на крюке, он выдерживает вес вращающейся бурильной колонны, позволяя ей вращаться и обеспечивая уплотнение под высоким-давлением для закачиваемого в колонну раствора.

4. Система кровообращения
Система, которая перекачивает и кондиционирует буровой раствор (раствор), необходимый для очистки скважины, охлаждения долота и поддержания давления в стволе скважины.

• Грязевые насосы:Поршневые насосы высокого-давления и большого-объема (часто триплексные), которые перекачивают буровой раствор из карьеров по бурильной колонне.
• Грязевые ямы/резервуары:Стальные резервуары, в которых буровой раствор хранится, смешивается и кондиционируется.
• Оборудование для контроля твердых частиц:Серия устройств, очищающих возвращающийся из скважины буровой раствор путем удаления выбуренной породы.
• Сланцевые шейкеры:Первый этап – виброгрохоты, удаляющие крупные шламы.
• Дегазатор:Удаляет увлеченный газ из бурового раствора, сохраняя его плотность и предотвращая газовые выбросы.
• Десандер и илоотделитель:Гидроциклоны, удаляющие мелкие частицы песка и ила (песок удаляет 60-100 мкм, илоотделитель удаляет 10-30 мкм).
• Центрифуга:Высокоскоростное-вращающееся устройство, которое удаляет мельчайшие частицы (до 2 мкм), а также позволяет извлечь ценный барит для повторного-использования.

5. Другие критические системы

• Система управления скважиной:Стек противовыбросовых превенторов (ПВП), набор сверхмощных-клапанов на устье скважины для герметизации скважины в чрезвычайной ситуации.
• Системы КИП и Мониторинга:Датчики и датчики для мониторинга ключевых параметров, таких как поток бурового раствора, объем ямы, нагрузка на крюк, крутящий момент и уровень газа.

Создание нефтяной или газовой скважины — это мастер-класс по координации производства. Он проходит через тщательно спланированную серию этапов, от определения местоположения объекта до окончательного завершения. На каждом этапе используется специальный набор оборудования-от огромной мощности буровых лебедок и насосов до точности системы контроля твердых частиц и чувствительности каротажных инструментов. Понимание этой полной картины, от первой лопаты в земле до установки рождественской елки, имеет основополагающее значение для понимания сложности и инженерного мастерства, стоящего за каждым баррелем добытой нефти. Для получения более подробной информации, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к команде Vigor для получения более подробной информации о продукте.