حفاری جهت دار: مزایا و معایب

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

در سال های اخیر، ساخت و ساز از یک بحران طولانی خارج می شود، تعداد خانه های در حال ساخت، مجتمع های صنعتی، جاده ها و سایر تاسیسات زیربنایی در حال افزایش است. بر این اساس، تکنیک‌های مهندسی با فناوری پیشرفته برای کاهش زمان و هزینه‌های نیروی کار بیشتر و بیشتر مورد تقاضا قرار می‌گیرند.

اطلاعات عمومی

اینها شامل حفاری جهت دار هستند. مشخص است که چاه ها هم عمودی (استاندارد) و هم شیبدار هستند. علاوه بر این، انحراف از عمودی / افقی مورد نیاز برای این کار اندک است: فقط 2 درجه برای حفاری استاندارد، بیش از 6 درجه برای حفاری عمیق (چاه های آرتزین، تولید نفت یا گاز).

طبیعی است که وجود این انحراف نه تنها به دلایل مصنوعی، بلکه به دلایل کاملاً طبیعی نیز می تواند باشد. آنها به چندین گروه (زمین شناسی، فنی، فناوری) تقسیم می شوند. اگر همه این عوامل را به طور کامل بدانید، می توانید موقعیت را با دقت بالایی کنترل کنید.چاه در فضا.

بر این اساس، انحراف مصنوعی به عنوان هر "انحنای" کانال چاه، که در ابتدا تصور می شد، درک می شود. درک این نکته مهم است که حفاری جهت دار مستلزم کنترل دقیق جهت حرکت مته در طول کار است.

ویژگی های حفاری چاه های نفت و گاز

مشکل های بسیاری از این قبیل کارها در بعد صنعت نفت و گاز ایجاد می شود. در آنجا، حفاری شیبدار باید با استفاده از پروفیل های راهنمای ویژه انجام شود. همچنین مهم است که به یاد داشته باشید که گودال بالایی همیشه (!) کاملاً عمودی ساخته می شود و انحراف از افق های پایینی، در آزیموت برنامه ریزی شده شروع می شود.

به خصوص اغلب، حفاری مایل نه در توسعه نهشته ها، بلکه فقط در اکتشاف آنها استفاده می شود. بررسی "نشانگرها" با ایجاد یک سوراخ شیبدار به اندازه کافی طولانی تر از این است که بلافاصله سنگ را تا عمق کافی به صورت عمودی سوراخ کنید.

به طور کلی حفاری جهت دار چگونه انجام می شود؟ این فناوری نسبتاً ساده است: ابتدا گودال اصلی پانچ می شود، سپس با کمک دستگاه های خمشی، یک مته مایل یا افقی جهت دار در محل مناسب آورده می شود که با آن یک محور اضافی از قبل ساخته شده است. برای حفظ دقیق جهت تعیین شده توسط پروژه، لازم است از "نشانگرها" استفاده شود، آنها همچنین چراغ راهنما هستند. در بسیاری از موارد، از دوربین‌های ویژه برای تجسم فرآیند حفاری استفاده می‌شود.

یادداشتهای مهم

نیازلازم به ذکر است که در برخی موارد چنین چاه هایی به دلیل ویژگی های سنگ های زمین شناسی مجبور می شوند. بنابراین، گاهی اوقات حفر گودال روی محل نوعی سنگ آذرین جامد ارزان‌تر از سوراخ کردن آن است.

همچنین توجه داشته باشید که حفاری جهت دار به معنای نفوذ سوراخ های کاملاً افقی است. تمامی چاه هایی که با این روش به دست می آیند به چاه های تک و چند طرفه تقسیم می شوند. در مورد دوم، چندین لایه از تنه اصلی خارج می شود. روش حفاری مشابه در صنعت نفت و گاز به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:

• هنگام باز کردن سازندهای نفت یا گاز که بین گسل های موازی قرار دارند.
• اگر معلوم شد که مخزن توسعه یافته به طور ناگهانی جهت خود را تغییر می دهد.
• در مواردی که افق حامل نفت یا گاز در زیر گنبدهای نمکی قرار دارد (به دلیل مشکلات حفاری در گنبد دوم).
• هنگامی که لازم است مناطق فروپاشی در معادن را دور بزنیم.
• حفاری انحرافی (به ویژه افقی) در صورتی ضروری است که سازند تولیدی در زیر نوعی مخزن یا در بستر دریا، زیر مناطق مسکونی یا ساختمان‌های مجزا قرار گیرد.
• در قفسه‌های حفاری و سکوهایی که مستقیماً در دریا قرار دارند، در ۹۰٪ موارد از این روش حفاری گودال استفاده می‌شود.
• علاوه بر این، اگر نیاز به انجام یک چاه چند جانبه در منطقه ای با زمین بسیار ناهموار (دره ها، تپه ها و غیره) دارید، حفاری جهت دار ضروری است.

یک روش مشابه ضروری است اگربنا به دلایلی (فروپاشی، جابجایی سنگ تکتونیکی)، شفت معدن به کناری منتقل شد و بنابراین نیاز به دور زدن منطقه مشکل وجود داشت. این همچنین در صورتی انجام می شود که نیاز به نمونه برداری هسته از گمانه اصلی باشد، زیرا انجام این کار به روش های دیگر غیرممکن است.

همچنین از حفاری جهت دار در مواقعی استفاده می شود که نیاز به خاموش کردن سریع چاهی دارید که بنا به دلایلی آتش گرفته است و همچنین در مواردی که قسمت پایین گودال به دلایل عملیاتی نیاز به گسترش دارد. به روشی مشابه، سطح زهکشی در چاه های قدیمی زمانی که نیاز به افزایش حجم تولید باشد، افزایش می یابد.

این عمل زمانی انجام می شود که در ابتدا مشخص شود که سپرده متعلق به دسته ثروتمندان نیست، اما لازم است به سرعت آن را "دوشید". سپس از حفاری "خوشه ای" با خروج چندگانه و چندگانه از گودال اصلی فرعی استفاده می شود. اگر در این مورد از روش‌های استاندارد استفاده شود، بازده از میدان کم خواهد شد و چاه به سرعت تخلیه می‌شود.

روش حفاری جهت دار، گودال های اولیه را از طریق خمیرهای زغال سنگ می شکند، زیرا در این شرایط ابتدا باید از حفره های احتمالی گاز آزاد شوند. اگر این کار انجام نشود، احتمال اشتعال و حتی انفجار در حین کار چاه زیاد است.

موتورهای Downhole (توربودریل، گاهی اوقات مته های الکتریکی، موتورهای پیچ) برای شکستن سوراخ استفاده می شود. روش حفاری - چرخشی.

روشهای اصلی

روش اصلی (هم در اینجا و هم در خارج از کشور) استفاده پویا از ویژگی های زمین است.و این قابل درک است، زیرا دشت‌ها و استپ‌های مسطح ایده‌آل دور از همه جا هستند.

به عنوان یک قاعده، ردپای (پروفایل) معمولی به عنوان نمونه گرفته می شود که از قبل ساخته می شود و برای این کار از روش های مدل سازی ریاضی استفاده می شود. توجه به این نکته مهم است که روش "معمولی" را فقط می توان (!) در زمینه های قبلاً توسعه یافته اعمال کرد که همه ویژگی های آنها مدت هاست شناخته شده است. ویژگی این روش این است که آنها سعی نمی کنند انحنای زمین را کنترل کنند، بلکه با آن سازگار می شوند. افسوس، اما در عین حال، یک اشکال قابل توجه آشکار می شود که در افزایش قابل توجه هزینه حفاری بیان می شود.

در نمایه طراحی، مکان هایی با حداکثر درجه انحنا لزوماً مشخص شده اند، زیرا بدون این داده ها توصیه نمی شود یک پروژه تمام شده ترسیم شود. طراحی در این مورد به عهده یک مهندس حفاری جهت دار آموزش دیده است.

تغییر چیدمان دکل حفاری برای اصلاح خمیدگی چاه

رایج ترین راه برای کنترل خمیدگی سوراخ به طور مستقیم در حین پانچ کردن آن. روش خوب است زیرا مجبور نیستید از تجهیزات خاصی استفاده کنید. نقطه ضعف آن در محدودیت شدید حالت‌های حفاری تسریع است.

استفاده از انحرافات مصنوعی

برای این نوع کارها از زیرهای خمیده، نوک سینه های غیرعادی، گوه ها و سایر وسایل منحرف کننده استفاده می شود. همه دستگاه ها به صورت جداگانه انتخاب می شوند، بسته به موقعیت خاص و نوع زمین.

نوع صنوبر

یک روش مهم حفاری جهت دار، حفاری پد است. در عین حال، ابتدای همه گودال‌ها در یک نقطه قرار دارد و بخش‌های انتهایی آن جایی است که لایه‌های نهشته‌های کشف‌شده در آن قرار دارند.

این روش از این نظر خوب است که به شما امکان می دهد تا میزان کار نصب در سایت را به میزان قابل توجهی کاهش دهید، تعداد خطوط ارتباطی مورد نیاز را به میزان قابل توجهی کاهش دهید، از جمله جاده ها به مناطقی که کار انجام می شود، و نیاز به آب. خطوط منبع تغذیه و برق کاهش می یابد. این نوع حفاری برای اولین بار در اتحاد جماهیر شوروی، به طور دقیق تر، در آذربایجان و در حین نصب در جزیره آرتم آزمایش شد.

معایب اصلی شامل اهمیت جلوگیری از عبور دهان مین است. علاوه بر این، لازم است تا حفاری های ثانویه که قبلاً کار می کنند، حفظ شود، زیرا این امر توسط قوانین ایمنی آتش نشانی لازم است. در نهایت، یک نقطه ضعف بزرگ گودال‌های خوشه‌ای پیچیدگی نگهداری و تعمیرات بعدی آنها است و در شرایط دریایی حذف پیشرفت‌ها می‌تواند بسیار دشوار باشد.

در چه شرایطی از حفاری خوشه ای استفاده می شود؟

پس چه زمانی از حفاری افقی جهت دار خوشه ای استفاده می شود؟ دلایل استفاده از آن به گروه های زیر تقسیم می شود:

• تکنوژنیک - حفاری زیر ساختمان ها، از جمله مسکونی، سایر سازه های فنی.
• فناوری - زمانی که این احتمال وجود دارد که توسعه یک چاه استاندارد عملکرد چاه های موجود را مختل کند. روش بوش از این نظر چندان "تروماتیک" نیست.
• زمین شناسی –وقتی کانی ها در لایه های ناهموار، در افق های مختلف قرار دارند. در این حالت، دکل های حفاری جهت دار تنها گزینه ای هستند که نیاز دارید در کوتاه ترین زمان ممکن تولید را بدون صرف هزینه های فوق العاده برای آن ایجاد کنید.
• Orographic - رایج ترین گروه دلایل، از جمله نیاز به باز کردن یک میدان واقع در زیر سطح دریا، دریاچه، در مورد زمین های ناهموار، و همچنین هنگام تخمگذار گودال ها از پایه سکوهای دریایی. و همچنین روگذرها.
• اقلیمی. در سال های اخیر، در بسیاری از مناطق شمال دور، روند ثابتی به سمت ذوب شدن منجمد دائمی وجود داشته است، به همین دلیل است که متخصصان به سادگی مجبور هستند به روش حفاری خوشه ای متوسل شوند. روش‌های دیگر مملو از فروریختن لومن چاه هستند.

توجه داشته باشید که حداکثر اثر عملکرد چاه های خوشه ای در مناطق باتلاقی و اغلب سیل زده مشاهده می شود. توجه به این نکته حائز اهمیت است که هنگام حفاری شیب دار در زیر سطح آب، داشتن پرسنل مجرب که قادر به استفاده صحیح از تجهیزات ناوبری هستند، بسیار مهم است، بدون آن، شکستن سوراخ در چنین شرایط خاص غیرممکن می شود..

بنابراین، جای خالی حفاری جهت دار باید لزوماً شامل جستجوی پرسنل فنی و تحصیلکرده باشد.

ویژگی های مهم روش

بوته های حجمی شبیه هرم یا مخروط هستند که اندازه آنها، همانطور که می دانید، به اندازه و اندازه آنها بستگی دارد."تاری" میدان توسعه یافته. بر این اساس، تعداد سوراخ های پانچ شده با توجه به قابلیت های فنی تعیین می شود. درک این نکته بسیار مهم است که با تعیین اندازه بوته باید تا حد امکان مسئولانه رفتار شود، زیرا مساحت قلمرو بیگانه شده به این شاخص بستگی دارد.

این امر به ویژه هنگام توسعه گودال ها در داخل مرزهای سکونتگاه مهم است. نقش مهمی در عملکرد یک چاه تمام شده توسط محل سرچاه ها ایفا می کند. تعجب آور نیست که حفاری جهت خطوط لوله گاز به روش اصلی تبدیل شده است که به طور گسترده در عمل در 15-20 سال گذشته استفاده می شود.

اثرات مثبت حفاری خوشه ای

به طور کلی، این روش هزینه سازماندهی استخراج مواد معدنی یا ساخت تاسیسات صنعتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، به حجم اتوماسیون کلیه عملیات و فرآیندهای تولید کمک می کند. مهمتر از آن، این رویکرد با به حداقل رساندن تأثیر بر طبیعت به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.

واقعیت این است که هنگام انجام حفاری خوشه ای، جمع آوری کامل زباله های حفاری، جلوگیری از ورود آن به آب های زیرزمینی، و همچنین احتمال کاهش سطح دومی را کاملاً ممکن می کند. این اغلب با حفاری های معمولی دیده می شود زیرا سفره های زیرزمینی را از بین می برد.

یک پد حاوی حداقل دو چاه است. به عنوان یک قاعده، نفت‌کاران در کشور ما گروه‌بندی گودال‌های 18 تا 24 قطعه‌ای را تمرین می‌کنند، اما در برخی موارد تعداد آنها بیشتر است.برای 30. با این حال، این دور از یک رکورد است، زیرا در عمل خارجی مواردی وجود دارد که 60 "جوانه" می تواند از یک معدن خارج شود. به طور خاص، شرکت بدنام BP در یک جزیره فله کوچک 60 × 60 متر … 68 چاله در یک بار حفاری کرد. این امکان افزایش چشمگیر مقدار نفت دریافتی از یک میدان را فراهم کرد.

بنابراین حفاری چاه های جهت دار و افقی در اقتصاد مدرن دقیقاً به دلیل حفظ منابع مادی و مالی بسیار مورد تقاضا است.

نوع حفاری چند سوراخ

در حال حاضر به دلیل خالی شدن بسیاری از ذخایر قدیمی، تنها راه مطمئن برای به دست آوردن مواد معدنی استفاده از روش های پیشرفته معدنی است که شامل حفاری چند جانبه می شود. در همان زمان، چندین "جوانه" جدید به طور همزمان از گودال اصلی در یک عمق مشخص برداشته می شود. به همین دلیل، مساحت چاه در افق تولیدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد و حجم استخراج افزایش می یابد. علاوه بر این، در عین حال امکان کاهش حجم حفاری در افق های فوقانی غیرمولد وجود دارد.

در خاک کشورمان اولین چاه از این نوع در سال 1953 در باشکریه حفر شد. اما گودالی که مستقیماً از ضخامت سازند عبور می کرد، فقط در پایان دهه 50 ساخته شد. در منطقه سامارا اتفاق افتاد. بلافاصله مشخص شد که بازده روزانه چنین چاه هایی حدود 40 درصد بیشتر از هسته های ساخته شده با روش استاندارد و عمودی است.

در آن زمان بود که حفاری جهت دار در کشور ما شروع به توسعه کرد. آموزش برای اینتخصص در تمامی موسسات فنی کشور معرفی شد.

در صورت استفاده از روش چند جانبه، طول کل سوراخ در مخزن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، منطقه زهکشی و فیلتراسیون افزایش می یابد. این نه تنها به افزایش بازده از چاه کمک می کند، بلکه کیفیت محصول به دست آمده در طول عملیات آن را نیز بهبود می بخشد. این نوع چاله ها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• مایل، شاخه شاخه.
• شاخه افقی.
• چاله های شعاعی.

در مورد دوم، حفاری جهت دار (حفاری جهت دار افقی) در زمین های دشوار و غلظت ناهموار افق های کاری استفاده می شود. این روش اجازه می دهد تا (در حالی که هزینه ها را به حداقل می رساند) حجم استخراج را به حداکثر برساند.

ویژگی های سوراخ های چند سوراخ

همانطور که ممکن است حدس بزنید، گودال‌های با انشعاب مورب از شفت اصلی معدن و فرآیندهای فرزند که از آنها امتداد می‌یابند، تشکیل شده‌اند که در سطوح مختلف قرار دارند. نوع جهت دهی افقی مناسب، نوعی تغییر از نوع توصیف شده است. تنها تفاوت این است که "جوانه ها" از تنه اصلی در یک صفحه کاملاً افقی و با زاویه 90 درجه خارج می شوند.

بر این اساس ، برای حفره های شعاعی ، شفت اصلی نیز کاملاً عمودی است و موارد اضافی - در امتداد محیط ، یعنی در جهت شعاعی. در سال های اخیر، چاه های منشعب به عنوان یک جهت بسیار امیدوار کننده برای حفاری در نظر گرفته شده اند، زیرا استفاده از آنها در مقیاس صنعتی امکان حل بسیاری از مسائل را فراهم می کند.ناشی از توسعه منابع زیرزمینی:

• حداکثر توسعه کارآمد میادین نفتی با افق ناهموار. در این مورد، حفاری عمودی از نظر اقتصادی امکان پذیر نیست، زیرا هزینه نهایی بسیار زیاد است.
• حفاری جهت دار می تواند تعداد چاه های مورد استفاده را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این منجر به کاهش هزینه کار می شود و همچنین تأثیر آن بر محیط زیست را به حداقل می رساند.
• هنگام استخراج درجات بسیار چسبناک روغن که در اعماق بسیار زیاد پمپ می شوند.
• همان روش برای ساختن یک ایستگاه زمین گرمایی که از انرژی آب گرم زیرزمینی استفاده می کند ضروری است. استفاده می شود.

بنابراین، حفاری چاه جهت دار تکنیکی است که به طور گسترده در صنایع نفت و گاز و ساختمان امروزی استفاده می شود.