حفاری و تولید نفت و گاز. فرآیند تولید حفاری چاه

ولادیمیر خوموتکو

زمان مطالعه: 5 دقیقه

A A

چاه نفت چیست؟

تصور زندگی مدرن بدون محصولات نفتی دشوار است. آنها از نفت ساخته شده اند که با کمک معادن ویژه استخراج می شود. بسیاری از ما اصطلاح «چاه نفت» را شنیده‌ایم، اما به ندرت همه می‌دانند که واقعاً چیست. بیایید سعی کنیم بفهمیم این ساختمان چیست و آنها چه هستند.

چاه معدنی استوانه‌ای است که قطر آن چند برابر طول کل شفت (عمق) آن است.

علاوه بر چاه، معادنی مانند چاه و معدن نیز وجود دارد. چه تفاوتی با تعریف ما دارند؟ در واقع، همه چیز بسیار ساده است. انسان می تواند وارد معدن یا چاه شود، اما نه به چاه. بنابراین، یک تعریف اضافی از این ساختار به شرح زیر است - یک معدن در حال کار، که طرح و شکل آن دسترسی انسان به آن را حذف می کند.

قسمت بالایی چنین کاری را دهان و قسمت پایینی آن را صورت می نامند. دیوارهایی که به سمت پایین می روند به اصطلاح تنه را تشکیل می دهند.

همه می دانند که چاه ها با حفاری درست می شوند. با این حال، اگر بگوییم آنها فقط بوریات هستند، اشتباه است. این ساختارهای سرمایه ای که در ساختار خود پیچیده هستند، بیشتر به صورت زیرزمینی ساخته می شوند که در ارتباط با آن به عنوان دارایی های ثابت سازمان طبقه بندی می شوند و هزینه های حفاری و تجهیز آنها سرمایه گذاری سرمایه ای است.

ساخت چاه های نفت و گاز

طراحی چاه در مرحله طراحی انتخاب می شود و باید شرایط زیر را برآورده کند:

• طراحی باید امکان دسترسی آزاد به پایین ابزار ژئوفیزیک و تجهیزات چاله را فراهم کند.
• طراحی باید از فروریختن دیواره های تنه جلوگیری کند.
• همچنین باید تمامی لایه های قابل عبور را از یکدیگر جدا کرده و از جریان سیالات از لایه ای به لایه دیگر جلوگیری کند.
• در صورت لزوم، طراحی این کار باید امکان آب بندی دهانه آن را در صورت نیاز فراهم کند.

ساخت و نصب روغن و چاه های گازبه شرح زیر انجام می شود:

1. اولین مرحله این است که سوراخ اولیه با قطر بزرگ را دریل کنید. عمق آن حدود 30 متر است. سپس یک لوله فلزی که به آن جهت می گویند در سوراخ حفر شده پایین آورده و فضای اطراف آن را با لوله های پوششی مخصوص پوشانده و سیمان می کنند. وظیفه جهت جلوگیری از فرسایش لایه بالایی خاک در فرآیند حفاری بیشتر است.
2. علاوه بر این، تا عمق 500 تا 800 متری، شفتی با قطر کمتر حفر می شود که رشته ای از لوله ها به نام هادی در آن پایین می آید. فضای بین دیواره های لوله و سنگ نیز تا عمق کامل با ملات سیمان پر شده است.
3. فقط پس از چیدمان جهت و هادی، چاه تا عمق مشخص شده توسط پروژه حفر می شود و رشته ای از لوله ها با قطر حتی کمتر در آن فرو می رود. این ستون عملیاتی نامیده می شود. اگر عمق تشکیل زیاد باشد، می توان از رشته های لوله به اصطلاح میانی استفاده کرد. تمام فضای بین چاه و سنگ اطراف با سیمان پر شده است.

هدف اصلی هادی چیست؟ واقعیت این است که در اعماق تا 500 متر یک منطقه فعال از آب های شیرین وجود دارد و در زیر این عمق (بسته به منطقه توسعه) منطقه ای با تبادل آب دشوار آغاز می شود که در آن مقدار زیادی آب نمک و نمک وجود دارد. سایر سیالات متحرک (از جمله گازها و نفت). بنابراین، وظیفه اصلی هادی حفاظت اضافی است که از شور شدن آب شیرین سطحی جلوگیری می کند و اجازه نفوذ به آنها را نمی دهد. مواد مضر، که در لایه های زیرین متمرکز شده اند.

چاه چیست؟

بسته به شرایط زمین شناسی که میادین نفتی در آن قرار دارند، انواع مختلفی از این کارها حفاری می شوند.

انواع اصلی چاه:

• عمودی؛
• جهت دهی مایل؛
• افقی؛
• چند جانبه یا چند جانبه

در صورتی که زاویه انحراف چاه از قائم بیش از پنج درجه نباشد، چاه عمودی نامیده می شود.

اگر این زاویه بیش از پنج درجه باشد، این در حال حاضر یک نوع جهت دار مایل است.

اگر زاویه انحراف از قائم سوراخ چاه آن تقریباً برابر با 90 درجه باشد، چاه افقی نامیده می شود. با این حال، برخی از تفاوت های ظریف در این تعریف وجود دارد. از آنجایی که "خطوط مستقیم" به ندرت در حیات وحش یافت می شود، و مخازن توسعه یافته اغلب با شیب خاصی رخ می دهند، بنابراین از نقطه نظر عملی، حفاری چاه های کاملا افقی، به عنوان یک قاعده، منطقی نیست.

هدایت تنه در امتداد مسیر بهینه وقوع آسانتر و کارآمدتر است. بر این اساس، می توان نوع افقی این گونه کارها را به عنوان یک چاه تعریف کرد که دارای شفت گسترده ای است که تا حد امکان نزدیک به جهت سازند مولد هدف حفاری شده و در عین حال آزیموت بهینه را حفظ می کند.

چاه هایی که دارای دو یا چند سوراخ چاه هستند، چاه های چند طرفه یا چند طرفه نامیده می شوند. تفاوت آنها با یکدیگر در محل انشعاب است که در آن موارد اضافی از جدول اصلی خارج می شوند. اگر این نقطه بالاتر از سطح افق تولیدی قرار گیرد، به این نوع توسعه چند جانبه می گویند. اگر این نقطه در افق تولیدی واقع شده باشد، این یک نوع چاه چند جانبه است.

به بیان ساده، اگر چاه اصلی به مخزن در حال توسعه حفر شود و شاخه های اضافی در داخل آن حفر شود، این یک نوع چند جانبه است (مخزن تولیدی در یک نقطه از بین می رود). تمام کارهای دیگر با چندین شفت به عنوان چند طرفه (چندین نقطه نفوذ سازند) نامیده می شوند. همچنین، این نوع چاه ها در مواردی که لایه ها در افق های مختلف قرار دارند، معمول است.

علاوه بر این، چاه های خوشه ای نیز وجود دارد. در این حالت چندین تنه در زوایای مختلف و در اعماق مختلف از هم جدا می شوند و دهانه آنها به هم نزدیک است (مانند بوته ای که وارونه کاشته شده است).

این طبقه بندی، دسته های زیر را از این معادن ارائه می کند:

حفاری اکتشافی در مناطقی انجام می شود که محتوای نفت یا گاز آنها قبلاً مشخص شده است تا حجم ذخایر هیدروکربنی کشف شده و مشخص کردن پارامترهای اولیه میدان که در طراحی روش توسعه میدان ضروری است، مشخص شود، بنابراین توجه ویژه ای می شود. به اکتشاف پرداخت می شود.

حفاری تولید انواع مختلفی را ایجاد می کند:

• اصلی (تولید و تزریق)؛
• ذخیره؛
• کنترل؛
• ارزیابی؛
• کپی کردن؛
• چاه ها هدف خاص(جذب، مصرف آب و غیره).

استخراج مواد خام به خودی خود از طریق عملیات معدنی انجام می شود که عبارتند از پمپاژ، بالابر گاز و فواره.

هدف از چاه های تزریقی تأثیرگذاری بر مخزن در حال توسعه با تزریق بخار، گاز یا آب به داخل آن و همچنین سایر رسانه های کاری است. آنها داخل کانتور، نزدیک به کانتور و کانتور هستند.

ذخایر برای توسعه مناطق مجزا و راکد و همچنین مناطق گوه‌بندی که در کانتور چاه‌های اصلی قرار نمی‌گیرند ضروری است.

کنترل ها برای نظارت بر موقعیت فعلی مناطق تماس بین منبع استخراج شده و آب و سایر تغییرات در مخزن در حال توسعه مورد نیاز هستند. علاوه بر این، آنها فشار را در سازندهای مولد کنترل می کنند.

برای ارزیابی اولیه سپرده هایی که برای توسعه آماده می شوند، تخمین زده می شود. آنها به تعیین مرزها و اندازه ذخایر و همچنین سایر پارامترهای اولیه ضروری کمک می کنند.

در هنگام تعویض چاه های سهام اصلی که به دلیل فرسودگی فیزیکی یا حوادث در حال انحلال هستند از موارد تکراری استفاده می شود.

آب فنی از طریق مخصوص استحصال می شود، آب تجاری تخلیه می شود، فواره های روباز با کمک آنها حذف می شوند و ... .

فرآیند حفاری چاه نفت با توجه به ماهیت تاثیر آن بر سنگ ها عبارت است از:

• مکانیکی؛
• حرارتی؛
• فیزیکی و شیمیایی؛
• برقی و غیره

ساخت چاه نفت

توسعه صنعتی نهشته ها به معنای استفاده از روش های مکانیکی است که از حالت های مختلف حفاری استفاده می کنند. سایر روش های حفاری در حال توسعه تجربی هستند.

روش های حفاری مکانیکی به دو دسته دوار و ضربی تقسیم می شوند.

روش ضربه تخریب مکانیکی سنگ است که توسط یک ابزار ویژه معلق روی یک طناب - یک اسکنه انجام می شود. ساختار چنین مجتمع حفاری همچنین شامل یک قفل طناب و یک میله شوک است. این دستگاه بر روی یک طناب آویزان است که روی یک بلوک نصب شده بر روی دکل حفاری پرتاب می شود. حرکت رفت و برگشتی بیت توسط دستگاه حفاری مخصوص انجام می شود. بشکه به دلیل چرخش بیت در حین کار حالت استوانه ای پیدا می کند.

سوراخ کف با استفاده از یک بایل که شبیه یک سطل بلند با دریچه ای در پایین است از سنگ تخریب شده تمیز می شود. ابزار از بشکه خارج می شود، بایل پایین می آید، دریچه آن در سوراخ پایین باز می شود. سطل از مایع با تکه‌های سنگ پر می‌شود، دریچه بسته می‌شود و بایل پر به سطح می‌آید. همه چیز، شما می توانید حفاری را ادامه دهید.

در روسیه در این لحظهحفاری ضربه ای عملا استفاده نمی شود.

روش چرخشی مبتنی بر فرو بردن بیت در توده سنگ با قرار دادن همزمان ابزار در معرض بار عمودی و گشتاور است. بار عمودی به بیت اجازه می دهد تا در سنگ فرو برود و سپس با کمک گشتاور، بیت سنگ را بریده، سایش و خرد می کند.

با توجه به نحوه قرارگیری واحد قدرت، حفاری دوار به دوار حفاری و حفاری پایین چاه تقسیم می شود. در حالت اول موتور روی سطح است و گشتاور توسط رشته های لوله مته به پایین منتقل می شود. در حالت دوم، موتور بلافاصله پشت بیت قرار می گیرد و رشته مته نمی چرخد ​​(فقط بیت می چرخد).

عمیق ترین چاه در جهان کولا سوپردیپ (SG-3) است. عمق آن 12262 متر است. برای مطالعه ساختار عمیق زمین در منطقه مورمانسک حفاری شد.

زاوگورودنی ایوان الکساندرویچ

دانشجوی سال دوم، گروه مکانیک، گرایش حفاری چاه نفت و گاز، دانشکده پلی تکنیک دولتی آستاراخان، آستاراخان

پست الکترونیک:

کوزنتسوا مارینا ایوانونا

معلم رشته های خاص، کالج پلی تکنیک دولتی آستاراخان، آستاراخان

پست الکترونیک:

معرفی.از زمان های قدیم بشر به استخراج نفت پرداخته است، در ابتدا از روش های اولیه استفاده می شد: استفاده از چاه، جمع آوری نفت از سطح مخازن، پردازش سنگ آهک یا ماسه سنگ آغشته به نفت. در سال 1859، در ایالت پنسیلوانیا ایالات متحده، حفاری مکانیکی چاه برای نفت ظاهر شد، تقریباً در همان زمان حفاری در روسیه آغاز شد. در سال های 1864 و 1866 اولین چاه ها در کوبان با دبی 190 تن در روز حفر شد.

در ابتدا چاه های نفت با استفاده از روش میله دوار دستی حفر می شدند، به زودی آنها به روش حفاری با استفاده از روش میله دوار دستی روی آوردند. روش شوک میله در میادین نفتی آذربایجان بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. انتقال از روش دستیحفاری مکانیکی چاه ها منجر به نیاز به مکانیزه شدن عملیات حفاری شد که سهم عمده ای در توسعه آن توسط مهندسان معدن روسی G.D. رومانوفسکی و اس.جی. وویسلاو. در سال 1901، برای اولین بار در ایالات متحده، حفاری چرخشی با شستشوی سوراخ پایین با جریان سیال در گردش (با استفاده از مایع حفاری) مورد استفاده قرار گرفت و مهندس فرانسوی فوول در سال 1848 بلند کردن قلمه ها را با جریان آب در گردش اختراع کرد. از آن لحظه، دوره توسعه و بهبود روش حفاری چرخشی آغاز شد. در سال 1902 در روسیه اولین چاه به روش چرخشی در منطقه گروزنی به عمق 345 متر حفر شد.

تا به امروز، ایالات متحده موقعیت پیشرو در صنعت نفت را به خود اختصاص داده است، سالانه 2 میلیون حلقه چاه حفر می شود، یک چهارم آنها مولد هستند، روسیه هنوز تنها مقام دوم را اشغال می کند. در روسیه و خارج از کشور از موارد زیر استفاده می شود: حفاری دستی (استخراج آب). مکانیکی؛ حفاری دوکی کنترل شده (سیستم حفاری ایمن توسعه یافته در انگلستان)؛ فن آوری های حفاری انفجاری؛ حرارتی؛ فیزیکوشیمیایی، الکتروسپارک و روش های دیگر. علاوه بر این، بسیاری از فن‌آوری‌های جدید حفاری چاه در حال توسعه هستند، به عنوان مثال، در ایالات متحده آمریکا، موسسه معادن کلرادو، یک فناوری حفاری لیزری مبتنی بر سوزاندن سنگ را توسعه داده است.

تکنولوژی حفاری.روش مکانیکی حفاری رایج ترین است، آن را با روش های ضربه ای، دوار و ضربه ای-دوار حفاری انجام می شود. با حفاری ضربه ای، تخریب سنگ هادر اثر ضربات ابزار سنگبری در کف چاه رخ می دهد. تخریب سنگ ها در اثر چرخش ابزار سنگبری (اسکنه، تاج) فشرده شده در کف را روش حفاری چرخشی می نامند.

هنگام حفاری چاه های نفت و گاز در روسیه، فقط از حفاری چرخشی استفاده می شود. هنگام استفاده از روش حفاری چرخشی، چاه با یک بیت دوار حفاری می شود، در حالی که ذرات سنگ حفاری شده در طول فرآیند حفاری توسط جریانی از سیال حفاری یا هوا یا گاز تزریق شده به چاه به سطح می آیند. بسته به محل قرارگیری موتور، حفاری چرخشی به حفاری چرخشی و حفاری توربو تقسیم می شود. در حفاری چرخشی، روتور (روتور) روی سطح قرار می گیرد و با کمک رشته مته، بیت را در سوراخ پایین هدایت می کند، فرکانس چرخش 20-200 دور در دقیقه است. هنگام حفاری با موتور سوراخ (توربودریل، مته پیچی یا مته برقی)، گشتاور از موتور سوراخ نصب شده در بالای بیت منتقل می شود.

فرآیند حفاری شامل عملیات اصلی زیر است: پایین آوردن لوله‌های حفاری با یک بیت در چاه به پایین و بلند کردن لوله‌های حفاری با مته استفاده‌شده از چاه و کارکردن بیت در پایین، یعنی تخریب سنگ حفاری. این عملیات به صورت دوره‌ای قطع می‌شود تا لوله‌های محفظه به داخل چاه به منظور محافظت از دیواره‌ها در برابر ریزش و جداسازی افق‌های نفت (گاز) و آب، قطع شود. همزمان در فرآیند حفاری چاه ها تعدادی کار کمکی انجام می شود: نمونه برداری از مغزه، تهیه سیال شستشو (گل حفاری)، کلنگ زنی، اندازه گیری انحنا، توسعه چاه به منظور ورود نفت (گاز) به چاه و غیره. .

شکل 1 طرح تکنولوژیکی دکل حفاری را نشان می دهد.

شکل 1. طرح دکل حفاری برای حفاری دوار: 1 - خط حفاری. 2 - بلوک مسافرتی; 3 - برج؛ 4 - قلاب; 5 - شلنگ حفاری; 6 - لوله پیشرو; 7 - ناودان; 8 - پمپ حفاری; 9 - موتور پمپ؛ 10 - لوله کشی پمپ; 11 - مخزن دریافت (ظرفیت); 12 - قفل حفاری; 13 - لوله مته; 14 - موتور هیدرولیک پایین چاه; 15 - اسکنه؛ 16 - روتور؛ 17 - وینچ؛ 18 - موتور وینچ و روتور؛ 19 - چرخان

دکل حفاری مجموعه ای از ماشین آلات و مکانیسم هایی است که برای حفاری و پوشش چاه ها طراحی شده است. فرآیند حفاری با پایین آوردن و بالا بردن رشته مته و همچنین حفظ آن بر روی وزن همراه است. برای کاهش بار روی طناب و کاهش قدرت موتورها از تجهیزات بالابری متشکل از برج، کشو و سیستم تکل استفاده می شود. سیستم مسافرتی شامل یک قسمت ثابت بلوک تاج نصب شده در بالای فانوس برج و قسمت متحرک بلوک مسافرتی، طناب مسافرتی، قلاب و تسمه است. سیستم مسافرتی برای تبدیل حرکت چرخشی درام وینچ به حرکت انتقالی قلاب طراحی شده است. دکل حفاری برای بلند کردن و پایین آوردن رشته مته و لوله های پوششی به داخل چاه و همچنین برای نگه داشتن رشته حفاری روی وزن در حین حفاری و تغذیه یکنواخت آن و قرار دادن سیستم حرکتی، لوله های مته و تجهیزات در آن طراحی شده است. عملیات تراپ با کمک وینچ حفاری انجام می شود. کشوها شامل پایه ای است که شفت های وینچ روی آن ثابت شده و توسط چرخ دنده ها به هم متصل می شوند، تمام شفت ها به یک گیربکس و گیربکس نیز به نوبه خود به موتور متصل می شود.

تجهیزات حفاری زمینی شامل پل دریافتیطراحی شده برای قرار دادن لوله های مته و جابجایی تجهیزات، ابزار، مواد و قطعات یدکی در امتداد آن. سیستمی از دستگاه ها برای تمیز کردن سیال حفاری از قلمه ها. و تعدادی امکانات جانبی.

رشته مته، مته (ابزار سنگ شکن) را به تجهیزات سطحی، یعنی دکل حفاری متصل می کند. لوله بالایی در رشته مته مربع است، می تواند شش ضلعی یا شیاردار باشد. لوله پیشرو از دهانه میز روتور عبور می کند. روتور در مرکز دکل حفاری قرار می گیرد. انتهای بالای گیره به یک چرخان متصل است که برای اطمینان از چرخش رشته مته معلق روی قلاب و تامین مایع حفاری از طریق آن طراحی شده است. قسمت پایینی چرخ گردان به کیلی متصل است و می تواند با رشته مته بچرخد. قسمت بالایی گردان همیشه ثابت است.

تکنولوژی فرآیند حفاری را در نظر بگیرید (شکل 1). یک شیلنگ منعطف 5 به سوراخ قسمت ثابت چرخ گردان 19 متصل می شود که از طریق آن سیال شستشو با استفاده از پمپ های حفاری 8 به داخل چاه پمپ می شود. سیال شستشو از تمام طول رشته مته 13 عبور می کند و وارد سوراخ هیدرولیک می شود. موتور 14 که محور موتور را به چرخش می‌برد و سپس مایع وارد بیت 15 می‌شود. با خروج از سوراخ‌های بیت، مایع حفره پایین را شستشو می‌دهد، ذرات سنگ حفر شده را می‌گیرد و همراه با آنها از فضای حلقوی بین دیواره‌ها می‌گذرد. چاه و لوله های حفاری بالا می رود و به سمت ورودی پمپ می رود. در سطح، مایع حفاری با استفاده از تجهیزات ویژه از سنگ حفاری شده تمیز می شود و پس از آن دوباره به چاه تغذیه می شود.

فرآیند تکنولوژیکیحفاری تا حد زیادی به سیال حفاری بستگی دارد که بسته به ویژگی های زمین شناسی میدان، بر اساس آب، نفت و با استفاده از یک عامل گازی یا هوا تهیه می شود.

نتیجه.با توجه به موارد فوق می توان دریافت که فناوری های رفتار فرآیندهای حفاری متفاوت است، اما برای شرایط داده شده (عمق چاه، سنگ های آن، فشارها و ...) باید بر اساس شرایط زمین شناسی و اقلیمی انتخاب شود. . از آنجایی که از باز شدن خوب افق تولیدی در میدان، ویژگی های عملیاتی چاه، یعنی سرعت جریان و بهره وری آن، در آینده بستگی دارد.

کتابشناسی - فهرست کتب:

1.Vadetsky Yu.V. حفاری چاه های نفت و گاز: کتاب درسی برای آغاز. پروفسور تحصیلات. م.: مرکز انتشارات "آکادمی"، 2003. - 352 ص. شماره ISB 5-7695-1119-2.

2.Vadetsky Yu.V. کتاب راهنمای مته: کتاب درسی. کمک هزینه برای شروع پروفسور تحصیلات. م.: مرکز نشر "آکادمی"، 1387. - 416 ص. شماره ISB 978-5-7695-2836-1.

در ابتدا از حفاری در کشور ما برای احداث چاه نمک استفاده می شد. اطلاعات مربوط به حفاری چاه برای اکتشاف نفت به دهه 30 قرن نوزدهم در تامان برمی گردد. به پیشنهاد مهندس معدن N.I. Voskoboynikov در سال 1848، چاهی در Bibi-Heybat با کمک مته حفر شد که از آن نفت به دست آمد. این اولین چاه نفت در جهان بود که با حفاری با استفاده از فرآیند شستشوی مداوم سیال برای تمیز کردن چاه از سنگ های حفر شده ساخته شد.

چاه ها عمودی، شیب دار حفر می شوند،افقی روش حفاری خوشه ای جهت دار به طور گسترده استفاده می شود، زمانی که 15 چاه یا بیشتر به صورت شیب دار از یک سایت حفر می شود. این روش با موفقیت در تالاب ها، هنگام حفر چاه از سکوهای حفاری دریایی، برای حفظ زمین های زراعی حاصلخیز و غیره استفاده می شود.

مفهوم چاه

چاه معدن کاری (عمودی یا شیبدار) با سطح مقطع دایره ای به عمق چند متر تا چند کیلومتر با قطرهای مختلف است که در ضخامت پوسته زمین ساخته شده است. بالای چاه را دهانه، کف چاه را کف و سطح کناری را چاه می گویند. فاصله دهانه چاه تا پایین در امتداد محور چاه را طول چاه می گویند. برآمدگی طول بر روی محور عمودی را عمق چاه می گویند.

چاه ها عبارتند از نفت، گاز، میعانات گازی، تزریق، مشاهده، ارزیابی و غیره. طراحی چاه باید شرایط زیر را برآورده کند:

• 1. اطمینان از پایداری مکانیکی دیواره های چاه و ایزوله مطمئن همه سازندهای (نفت، گاز، آب) از یکدیگر، دسترسی آزاد به کف چاه ها برای پایین آوردن تجهیزات و جلوگیری از ریزش سنگ در چاه.
• 2. اتصال کارآمد و قابل اعتماد سوراخ پایین با یک مخزن مولد (نفت یا گاز).
• 3. امکان آب بندی دهانه چاه و اطمینان از جهت گیری محصولات استخراج شده به سمت سیستم جمع آوری، تصفیه و انتقال نفت و گاز یا تزریق عامل ضربه به سازند.
• 4. امکان انجام در چاه کار پژوهشیو همچنین کارهای مختلف زمین شناسی، فنی و نگهداری.

پایداری دیواره‌های چاه و جداسازی لایه‌ها از یکدیگر، با حفاری و پایین آوردن چندین لوله به داخل چاه حاصل می‌شود که به آن پوشش می‌گویند. ابتدا چاه تا عمق 50-100 متر حفر می شود ، یک لوله فولادی در آن پایین می آید (1 \u003d 500 میلی متر یا بیشتر - جهت. فضای بین دیواره بیرونی لوله و دیواره چاه (سنگ ) با ملات سیمان تزریقی مخصوص تحت فشار پر می شود تا از ریزش سنگ های فوقانی و جریان های متقاطع بین لایه های بالایی جلوگیری شود. سپس چاه با قطر کمتری به عمق 500-600 متر حفر می شود، لوله ای با قطر 249-273 میلی متر در آن پایین می آید و سیمان می شود و همچنین جهت آن به دهانه می رسد. این رشته لوله هادی نامیده می شود و برای جلوگیری از فرسایش لایه های بالایی و همچنین ایجاد کانالی برای سوراخ کاری طراحی شده است. پس از آن، چاه تا ته چاله حفر می شود. یک رشته تولید (لوله فولادی به قطر 146-168 میلی متر) در آن پایین می آید و فضای بین لوله و سنگ با ملات سیمان تحت فشار پر می شود. فشار تزریق آن با محاسبه مشخص می شود. پس از سخت شدن دوغاب سیمان (معمولاً 48 ساعت) در فضای حلقوی بین دیواره خارجی لوله و سنگ، سنگ سیمانی تشکیل می شود که لایه ها را از یکدیگر جدا می کند.

طراحی چاه ها بسته به مشخصات کانسار، فشار مخزن آن، مقطع زمین شناسی و ... می تواند تک رشته ای یا چند رشته ای (دو یا سه رشته ای) باشد. ستون آخر را ستون تولید می نامند.

پس از اتمام حفاری، فرود پوشش تولید، سیمان شدن آن در چاه در فاصله مخزن نفت یا گاز، از طریق سوراخ هایی از طریق لوله فولادی و سنگ سیمانی با استفاده از سوراخ کننده های مخصوص ایجاد می شود.

پس از آن، چاه توسعه یافته و به بهره برداری می رسد. چاه می تواند بسته یا باز باشد. هنگامی که سازند تولیدی از سنگ های متراکم - کربناته، آهکی یا ماسه سنگ های متراکم تشکیل شده باشد، از یک سوراخ باز استفاده می شود. با یک سوراخ باز، چاه به بالای سازند تولیدی حفر می شود، رشته تولید پایین می آید و سیمان می شود. سپس با کمی قطر کمتر، یک سازند تولیدی از طریق رشته تولید باز می شود (دریل می شود). این نیازی به سوراخ کردن ندارد، زیرا. سازند تولیدی توسط یک لوله فلزی مسدود نمی شود.

اگر سازند تولیدی متشکل از ماسه‌سنگ‌ها یا سنگ‌های آهکی ناپایدار و ضعیف با سیمان باشد، سوراخ پایین به یک سوراخ بسته مجهز می‌شود. در همان زمان، چاه تا عمق طراحی حفر می شود (به اصطلاح "sumf" کمی پایین تر از 15-20 متر از سازند تولیدی ایجاد می شود)، یک رشته تولید در آن پایین می آید که سیمان می شود، و سپس بخش های تولیدی سازند سوراخ می شوند تا سازند را با کف چاه متصل کنند. اگر سازند با ماسه‌سنگ‌های سیمانی ضعیف یا سیلت‌سنگ‌ها نشان داده شود، سازند تولیدی را می‌توان در یک سوراخ باز باز کرد و به دنبال آن یک فیلتر لاینر قرار داد. فیلتر به صورت سوراخ در رشته تولید در بازه مخزن نشان داده می شود.

روش های حفاری چاه های نفت و گاز

روش های مختلفی برای حفاری وجود دارد، اما حفاری مکانیکی کاربرد صنعتی پیدا کرده است. حفاری مکانیکی به دو دسته کوبه ای و چرخشی تقسیم می شود. در حفاری ضربه ای ابزار حفاری از بیت 1، میله ضربه گیر 2، قفل طناب 3 تشکیل شده است. روی چاه حفاری شده دکل 12 تعبیه شده است که دارای بلوک 5 در قسمت فوقانی، غلتک کششی بالانس 6 است. ، یک غلتک کمکی 8 و یک درام دستگاه حفاری 11. طناب روی درام 11 دستگاه حفاری پیچیده شده است. ابزار حفاری بر روی یک طناب 4 آویزان است که روی بلوک 5 دکل 12 پرتاب می شود. هنگامی که چرخ دنده های 10 می چرخند، میله اتصال 9 به صورت رفت و برگشتی، قاب متعادل کننده 6 را بالا و پایین می کند. هنگامی که قاب پایین می آید، غلتک کشیده 7 طناب را می کشد و ابزار حفاری را بالای کف چاه بلند می کند. وقتی قاب بلند می شود، طناب پایین می آید، اسکنه روی صورت می افتد و سنگ را از بین می برد. برای تمیز کردن کف از سنگ تخریب شده (لجن)، یک ابزار حفاری از چاه بلند می شود و یک بایل (سیلندری از نوع سطلی دراز با یک سوپاپ در پایین) داخل آن فرو می رود. برای افزایش راندمان حفاری با طناب ضربه ای، لازم است کف چاه از قلمه ها به موقع تمیز شود.

حفاری چرخشی.

چاه های نفت و گاز در حال حاضر با استفاده از روش حفاری چرخشی حفاری می شوند. در حفاری چرخشی، تخریب سنگ به دلیل بیت دوار رخ می دهد. زیر وزن ابزار، بیت وارد سنگ شده و تحت تأثیر گشتاور، سنگ را از بین می برد. گشتاور توسط یک روتور نصب شده در سر چاه از طریق رشته حفاری به بیت منتقل می شود. به این روش حفاری، حفاری چرخشی می گویند. اگر گشتاور از یک موتور سوراخ (توربودریل، مته الکتریکی) به بیت منتقل شود، به این روش حفاری توربین می گویند.

توربودریل یک توربین هیدرولیکی است که توسط یک سیال حفاری که توسط پمپ ها به داخل چاه پمپ می شود هدایت می شود.

مته برقی یک موتور الکتریکی در یک طراحی مهر و موم شده است. برقتوسط کابل از سطح تامین می شود.

دکل حفاری سازه ای فلزی در بالای چاه برای پایین آوردن و بازیابی ابزار حفاری با بیت، موتورهای سوراخ، لوله های پوششی، قرار دادن پایه های مته پس از بیرون کشیدن آنها از چاه و غیره است.

برج ها در چندین تغییر تولید می شوند. مشخصات اصلی دریک ها ظرفیت حمل، ارتفاع، ظرفیت "مجله" (محلی برای شمعدان لوله های مته)، ابعاد پایه های پایین و بالایی، وزن (جرم دریک) است.

ظرفیت بالابری دریک حداکثر و حداکثر بار مجاز روی اسکله در فرآیند حفر چاه است. ارتفاع برج تعیین کننده طول شمع قابل برداشتن از چاه است که اندازه آن مدت زمان عملیات ترمپ را تعیین می کند.

برای حفاری چاه تا عمق 400-600 متر، از سطل به ارتفاع 16-18 متر، تا عمق 2000-3000 متر - ارتفاع 42 متر، و تا عمق 4000 تا 6500 متر - 53 متر استفاده می شود. ظرفیت "فروشگاه" نشان می دهد که طول کل لوله های حفاری با قطر 114-168 میلی متر را می توان در آنها قرار داد. ابعاد پایه های بالایی و پایینی شرایط خدمه حفاری را با در نظر گرفتن قرار دادن تجهیزات حفاری، ابزار حفاری و وسایل مکانیزه کردن عملیات تراش مشخص می کند. ابعاد پایه فوقانی برج ها 2x2 یا 2.6x2.6 متر و پایینی ها 8x8 یا 10x10 متر است.

مجموع جرم دکل های حفاری ده ها تن است.

چرخه ساخت چاه

قبل از شروع حفاری در محل حفاری چاه، محل از اجسام خارجی خارج می شود، در صورت وجود جنگل، قطع و ریشه کن می شود. اگر حفاری در تالاب انجام شود، ابتدا راه منتهی به محل حفاری پر می شود و محل پر می شود و تالاب ها را از بین می برد، زیر دکل حفاری. آنها طرح سایت را می سازند، خط برق، ارتباطات و مجرای آب را می آورند.

دکل های حفاری در صورت اجازه زمین و مسافت بدون جداسازی بر روی گاری های مخصوص کاترپیلار یا روی سورتمه های اسکید حمل می شوند و روش حرکت بادی نیز امکان پذیر است. پس از حمل و نقل و نصب در محل دکل حفاری، نصب بقیه تجهیزات آغاز می شود، یعنی. نصب پمپ های پیستونی با درایو دیزل یا پمپ های با درایو الکتریکی. سیستم تمیز کردن سیال حفاری، تابلو برق، تجهیزات سرچاهی (روتور، پیشگیری کننده، نشانگر وزن هیدرولیک)، پناهگاه حفاری برای سازه های نزدیک به چاه و غیره. اگر حفاری در یک منطقه جدید، دور از محل حفاری شروع شود، در این حالت، تمام تجهیزات از جمله دکل حفاری، واحد پمپاژ، تاسیسات تصفیه و غیره به صورت جدا شده به محل حفاری تحویل داده می شود و دکل حفاری در اینجا مونتاژ می شود. تمام تجهیزات دیگر

پس از نصب دکل حفاری و کلیه تجهیزات، کار مقدماتی حفاری چاه آغاز می شود.

کارهای مقدماتی شامل:

• 1. تجهیزات بلوک مسافرتی و بلوک تاج با طناب فولادی و تعلیق قلاب بالابر.
• 2. نصب و آزمایش مکانیزاسیون در مقیاس کوچک.
• 3. مونتاژ و تعلیق به قلاب چرخشی مربعی (لوله سربی)، اتصال یک شلنگ فشار قوی انعطاف پذیر به لوله رایزر و به گردان.
• 4. تراز برج.
• 5. نصب روتور.
• 6. حفاری جهت چاه.

چاه ها به صورت عمودی، جهت دار و افقی حفر می شوند. برای مدت طولانی، نوع اصلی حفر چاه، حفاری عمودی بود. در سال های اخیر، روش حفاری جهت دار به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار گرفته است، یعنی. هنگامی که طبق پروژه های حفاری، چاه در امتداد مسیری با انحراف از عمودی حفر می شود. معمولاً حفاری چاه های شیبدار در زیر دریا ، رودخانه ها ، دریاچه ها و همچنین در زیر کوه ها ، دره ها توصیه می شود. در مناطق باتلاقی، جنگل های حفاظت شده، برای تاسیسات بزرگ صنعتی، شهرها و روستاها. همچنین از چاه های شیبدار در حذف فواره های روباز نفت و گاز و همچنین به منظور حفظ زمین های حاصلخیز استفاده می شود تا با کاهش کارهای مقدماتی و ارتباطات (ارتباطات، برق، خطوط آب و غیره) هزینه حفر چاه کاهش یابد. ). برای انحراف پروفیل چاه از حالت عمودی، از دستگاه های خاصی استفاده می شود. این موارد عبارتند از: زیر کج، لوله مته کج، نوع متفاوتمنحرف کننده ها و غیره در کشور ما در سال های اخیر بیشتر و بیشتر از حفاری چاه های افقی و حفاری چاه های افقی جانبی در چاه های فرسوده و زیان آور که لایه های بین لایه ای با نفت وجود دارد، استفاده می شود.

سوراخ چاهپس از پایین آمدن لوله‌های پوششی به داخل چاه و سیمان‌کاری، سوراخ‌هایی در مقابل قسمت تولیدی سازند با استفاده از سوراخ‌هایی در رشته تولیدی و سنگ سیمانی ایجاد می‌شود تا قسمت تولیدی سازند با کف چاه متصل شود. این عمل پرفوراسیون نامیده می شود. روش های مختلفی برای سوراخ کردن چاه استفاده می شود: گلوله، اژدر، تجمعی و هیدروسندبلاست.

سوراخ کننده گلوله (PP) لوله ای به طول 1 متر و قطر 100 میلی متر است که با باروت فشرده و 10 گلوله فولادی بارگیری می شود. بر روی یک کابل ورود به سیستم، یک سوراخ کننده گلوله در چاهی پر از محلول رسی فرو می‌رود، در مقابل یک فاصله معین از یک سازند تولیدی قرار می‌گیرد و شلیک می‌شود. عمق سوراخ های سنگ از 5-7 سانتی متر بیشتر نمی شود، گلوله های زیادی در رشته تولیدی، در سنگ سیمان گیر می کند و فقط تعداد کمی از آنها به ستون و سنگ سیمانی نفوذ می کند. عملا در حال حاضر کاربرد پیدا نمی کند.

اژدر پانچر (TP). سوراخ اژدر توسط وسایل نقلیه کابلی پرتاب می شود که پرتابه های انفجاری به قطر 22 میلی متر شلیک می کنند. این دستگاه از بخش هایی تشکیل شده است که هر کدام دارای دو محور افقی هستند. پرتابه مجهز به چاشنی پین است. هنگامی که پرتابه متوقف می شود، یک بار داخلی منفجر می شود و سنگ اطراف را می شکافد. عمق کانال ها، طبق آزمایشات، 100-160 میلی متر است، قطر کانال 22 میلی متر است. در هر 1 متر از قسمت سازنده سازند بیش از چهار سوراخ ایجاد نمی شود، زیرا سوراخ شدن اژدر اغلب منجر به تخریب رشته پوشش می شود. درست مانند سوراخ کردن گلوله، سوراخ اژدر نیز بسیار محدود استفاده می شود.

در حال حاضر، سوراخ تجمعی (PC) عمدتا استفاده می شود. سوراخ‌کننده‌های تجمعی دارای بارهایی با شکاف مخروطی هستند که به شما امکان می‌دهد جریان‌های گاز انفجاری را متمرکز کرده و آنها را با سرعت بالا عمود بر دیواره‌های چاه هدایت کنید.

یک تکه ماده منفجره فشرده پودری در سوراخ تجمعی قرار می گیرد که دارای یک فرورفتگی مخروطی شکل است که با صفحه فلزی پوشانده شده است.

سوراخ‌کاری تجمعی با شلیک سوراخ‌هایی که گلوله یا پرتابه ندارند انجام می‌شود. سوراخ شدن ستون، سنگ سیمانی و سنگ با یک انفجار متمرکز به دست می آید. چنین تمرکزی به دلیل شکل مخروطی سطح بار انفجاری (BB) است که با یک پوشش فلزی نازک (ورق مس به ضخامت 0.6 میلی متر) پوشانده شده است. انرژی انفجار به شکل پرتو نازکی از گازها - محصولات پوششی - از کانال عبور می کند. جت تجمعی سرعتی در سر تا 6-8 کیلومتر بر ثانیه دارد و فشاری بین 3-5 هزار مگاپاسکال ایجاد می کند.

هنگام شلیک با شارژ شکل در ستون و سنگ سیمان، یک کانال سوراخ باریک تا عمق 350 میلی متر و قطر 8-14 میلی متر در قسمت میانی تشکیل می شود.

در میادین نفتی از سوراخ کننده هیدروسندبلاست (GPP) نیز استفاده می شود.

سوراخ کننده هیدروسندبلاست از بدنه ای با دیواره ضخیم تشکیل شده است که حداکثر ده نازل ساخته شده از مواد مقاوم در برابر ساینده (سرامیک، آلیاژهای سخت) با قطر سوراخ 3-6 میلی متر در آن پیچ می شود.

یک هیدرو سندبلستر روی لوله های لوله به داخل چاه فرو می رود. قبل از سوراخ شدن چاه، یک توپ از سطح به داخل لوله پرتاب می شود که سوراخ عبوری سوراخ کننده را مسدود می کند. پس از آن، با استفاده از واحدهای پمپاژ AN-500 یا AN-700، مایع با ماسه از طریق لوله به داخل چاه پمپ می شود. مایع تزریق شده با ماسه تنها از طریق نازل ها خارج می شود. هنگام خروج از نازل ها، سرعت های عظیم جت ساینده ایجاد می شود. در نتیجه سوراخ هایی در لوله های پوششی، سنگ سیمانی و سنگ در مدت کوتاهی سوراخ می شود و چاه به سازند تولیدی متصل می شود. بسته به قطر نازل ها، تعداد آنها و سرعت پمپاژ مایع، عمق سوراخ ها به 40-60 سانتی متر می رسد و در عین حال سفتی سنگ سیمانی پشت ستون حفظ می شود. در حین سوراخکاری هیدرو ماسه جت، فشاری تا 40 مگاپاسکال در دهانه چاه ایجاد می شود. میزان پمپاژ مایع با ماسه 3-4 لیتر در ثانیه در هر نازل است. در همان زمان، سرعت حجمی جت در نازل به 200-300 متر مکعب در روز می رسد و افت فشار 18-22 مگاپاسکال است. مدت زمان سوراخ شدن یک فاصله - 15-20 دقیقه. در پایان سوراخ شدن یک بازه معین، سوراخ کننده بالا می رود و به بازه بعدی تنظیم می شود و عمل تکرار می شود.

زنگ زدنوارد چاه شود

در عمل میدانی از روش های زیر برای هجوم سیال از مخزن به کف چاه استفاده می شود: جهش، پیستون زدن، جایگزینی سیال در چاه با سبک تر، روش کمپرسور، پمپاژ مخلوط گاز و مایع. ، پمپاژ با پمپ های پایین چاه. قبل از توسعه چاه، آرماتور در سر چاه نصب می شود. در هر صورت باید یک شیر فشار قوی روی فلنج بدنه تعبیه شود تا در مواقع اضطراری سوراخ چاه را ببندد.

پیستون زدن. در طول پیستون زدن (سواب زدن)، پیستون یا سواب روی یک کابل فولادی به داخل لوله فرو می رود. پیستون (سواب) لوله ای به قطر 25-37.5 میلی متر با دریچه ای در قسمت پایینی است که به سمت بالا باز می شود. کاف های لاستیکی (3-4 قطعه) تقویت شده با مش سیمی در سطح خارجی لوله (در محل اتصالات) نصب می شود. هنگامی که سواب به زیر سطح پایین می رود، مایع موجود در چاه از طریق دریچه به فضای بالای پیستون جریان می یابد. هنگامی که سواب بلند می شود، دریچه بسته می شود و کاف ها که تحت فشار ستون مایع بالای آنها می ترکند، به دیواره های لوله فشار داده می شوند و مهر و موم می شوند. برای یک بار بالا آمدن، پیستون یک ستون مایع به اندازه عمق غوطه ور شدن آن در زیر سطح مایع خارج می کند. عمق غوطه وری توسط طناب افسار محدود می شود و معمولاً 100-150 متر است.

تارتنینگ عبارت است از استخراج سیال از یک چاه با یک بایل که روی یک طناب فولادی (16 میلی متر) با استفاده از وینچ روی تراکتور (خودرو) پایین می آید. بایل از لوله ای به طول 8-7.5 متر ساخته می شود که در قسمت پایین آن دریچه ای با ساقه دارد که با قرار گرفتن روی ساقه باز می شود. در قسمت بالایی بایل بست برای بستن طناب تعبیه شده است. قطر بایل نباید از 0.7 قطر سیم پوشش تجاوز کند. برای یک فرود بیلر، مایع از چاه با حجم بیش از 0.06 متر مکعب خارج می شود.

تارتان راهی پر زحمت و ناکارآمد است. در عین حال، بایلینگ امکان استخراج گل از سوراخ کف و کنترل سطح سیال در چاه را فراهم می کند. نزول و بالا آمدن مکرر پیستون منجر به کاهش تدریجی سطح مایع در چاه می شود. عیب بزرگ این روش این است که باید با دهان باز کار کنید که با خطر خروج مایع و جریان باز همراه است. بنابراین، پیستونینگ عمدتاً در توسعه چاه های تزریق استفاده می شود.

جایگزینی مایع در چاه.چاهی که با حفاری تکمیل می شود معمولاً با گل پر می شود. اگر محلول رسی را در چاه با آب یا روغن گاز زدایی جایگزین کنیم، فشار سوراخ پایین را کاهش می دهیم. به این ترتیب چاه هایی با فشار مخزن بالا و خواص مخزن خوب توسعه می یابد.

روش توسعه کمپرسورروش کمپرسور کاربرد وسیع تری در توسعه چاه ها دارد. لوله های لوله قبل از توسعه به داخل چاه پایین می آیند و سر چاه با یک درخت کریسمس مجهز شده است. یک کمپرسور متحرک یا یک خط گاز فشار قوی از ایستگاه کمپرسور گاز از طریق خط لوله تخلیه به فضای حلقوی متصل می شود. هنگامی که گاز به داخل چاه تزریق می شود، مایع موجود در فضای حلقوی به سمت لوله لوله یا سوراخ شروع (3-4 میلی متر) در لوله، که از قبل در عمق 700-800 متر از دهانه چاه ساخته شده است، رانده می شود. ، و به لوله می شکند. گازی که وارد لوله می شود، مایع موجود در آنها را هوادهی می کند. در نتیجه فشار پایین چاله به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. با تنظیم جریان گاز، چگالی مخلوط گاز و مایع در لوله ها تغییر می کند و بر این اساس، فشار در کف چاه تغییر می کند. زمانی که فشار ته چاه کمتر از فشار سازند باشد، ورود مایع و گاز به داخل چاه آغاز می شود. پس از دریافت جریان ورودی پایدار، چاه به حالت کارکرد ثابت منتقل می شود. این روش به دست آوردن نسبتاً سریع فشارهای کاهش قابل توجهی را امکان پذیر می کند، که به ویژه برای تمیز کردن کارآمد ناحیه کف چاه مهم است. در شرایط سنگ‌های سخت (ماسه‌سنگ‌ها، سنگ‌های آهکی) این امر منجر به پاک‌سازی شدید فضای منافذ از مواد آرام‌کننده و در شرایط سنگ‌های سست به تخریب ناحیه تشکیل ته‌چاله می‌شود. برای اطمینان از راه‌اندازی نرم‌تر چاه، روغن هوادهی با استفاده از یک کمپرسور، یک واحد شستشو و یک میکسر از طریق فضای حلقوی پمپ می‌شود. پس از خروج مخلوط گاز و مایع از طریق خط جریان به مخزن دریافت کننده، عرضه روغن هوادهی به تدریج کاهش می یابد تا کاملاً متوقف شود.

توسعه چاه ها با هوای فشرده عمدتاً با استفاده از کمپرسورهای متحرک UKP-80 یا KS-100 انجام می شود. کمپرسور UKP-80 فشار 8 مگاپاسکال را با هوای 8 متر مکعب در دقیقه ایجاد می کند و KS-100 فشار 10 مگاپاسکال را با عرضه هوا 16 متر مکعب در دقیقه ایجاد می کند. لازم به ذکر است که انفجار در حین توسعه چاه ها با هوای فشرده امکان پذیر است، زیرا زمانی که محتوای گاز هیدروکربن در مخلوط با هوا از 6 تا 15٪ باشد، یک مخلوط انفجاری تشکیل می شود.

توسعه چاه ها با تزریق مایع گازدار.

توسعه چاه‌ها با مایع گازدار به این صورت است که به جای گاز یا هوا، مخلوطی از گاز و مایع (آب یا نفت) به داخل حلقه پمپ می‌شود. چگالی چنین مخلوط گاز و مایع به نسبت نرخ جریان گاز و مایع تزریق شده بستگی دارد که کنترل پارامترهای فرآیند توسعه را امکان پذیر می کند. با در نظر گرفتن این واقعیت که چگالی مخلوط گاز و مایع بیشتر از چگالی گاز خالص است، این روش امکان توسعه چاه های عمیق با کمپرسورهایی را فراهم می کند که فشار کمتری ایجاد می کنند.

توسعه چاه های تزریقچاه های تزریق باید در سرتاسر ضخامت سازند تولیدی قابلیت تزریق بالایی داشته باشند. این را می توان با تمیز کردن خوب ناحیه ته چاله سازند تولیدی از خاک و سایر مواد آرام کننده به دست آورد. ناحیه تشکیل ته چاه قبل از شروع چاه تزریق برای تزریق با همان روش هایی که در توسعه چاه های نفت انجام می شود تمیز می شود، اما زهکشی مناطق تشکیل سوراخ کف در زمان بسیار طولانی تر انجام می شود. مدت زمان شستشو به یک روز یا بیشتر می رسد و به میزان ناخالصی های مکانیکی موجود در آب خروجی از چاه بستگی دارد. محتوای ناخالصی های مکانیکی در پایان شستشو نباید بیش از 10-20 میلی گرم در لیتر باشد.

حداکثر تمیز کردن فضای منافذ ناحیه تشکیل ته چاه با استفاده از چنین روش‌های زهکشی انجام می‌شود که به شما امکان می‌دهد فشار بسیار بالایی را روی سازند ایجاد کنید و در شرایط ناپایدار، نرخ بالای فیلتراسیون سیال را به کف چاه‌ها ارائه دهید. اغلب، زهکشی مخزن با روش های خود تخلیه، هوادهی سیال، پمپاژ با استفاده از پمپ های گریز از مرکز شناور با کارایی بالا و غیره انجام می شود.

در توسعه چاه های تزریقی، روش فشارهای متغیر(MPD). هنگام استفاده از این روش، فشار تخلیه بالا به طور دوره ای از طریق لوله با استفاده از واحدهای پمپاژ برای مدت کوتاهی در ناحیه تشکیل سوراخ کف ایجاد می شود، که سپس به طور ناگهانی از طریق فضای حلقوی آزاد می شود ("تخلیه" آنها انجام می شود). هنگامی که سیال پرفشار در ناحیه تشکیل ته چاله تزریق می شود، ترک های موجود باز شده و شکاف های جدید ایجاد می شود و هنگامی که فشار آزاد می شود، سیال با سرعت زیادی به سمت چاله پایین جریان می یابد. نتایج خوبی در هنگام استفاده از روش زهکشی دوره ای نواحی ته چاله با ایجاد افت های زیاد آنی متعدد در ته چاله به دست می آید.

گاهی اوقات تزریق ضعیف چاه‌های تزریقی یا به دلیل نفوذپذیری طبیعی کم سنگ‌های سازند یا تعداد زیادی لایه‌های رسی رخ می‌دهد که با زه‌کشی مناطق کف چاله‌ها نمی‌توان آن‌ها را توسعه داد. در چنین مواردی برای افزایش قابلیت تزریق چاه های تزریقی از روش های نفوذ دیگری استفاده می شود که امکان افزایش قطر کانال های فیلتراسیون یا ایجاد سیستم ترک در سنگ های مخزن را فراهم می کند. این روش ها شامل عملیات اسیدی مختلف، روش های حرارتی، شکست هیدرولیکی، تخلیه شکاف، تصفیه سازند با اکسیدات و غیره است.

تجهیزات پیشرفته با قدرت بالا در فرآیند حفاری چاه های نفت و گاز نقش دارند. لیست کارهای انجام شده به ویژگی های ذخایر هیدروکربنی بستگی دارد. درزها با مواد اولیه طبیعی را می توان به صورت عمودی، افقی یا مایل قرار داد که مستقیماً بر روش استخراج آن تأثیر می گذارد.

چاه چیست؟

چاه ها برای استخراج گاز، آب و سایر منابع مفید طراحی شده اند. کاری است در سنگی که شکل استوانه ای دارد. طول آن بسیار بیشتر از قطر آن است. چاه از چند قسمت تشکیل شده است.

ابتدای یک شکاف استوانه ای در سنگ دهان، دیوارها - تنه، پایین - پایین نامیده می شود. قطر چاه های نفت در بالا به ندرت از 900 میلی متر و در پایین - بیش از 165 میلی متر تجاوز می کند. از نظر عمق، آنها به کم عمق (تا 1500 متر)، متوسط ​​(تا 4500 متر)، عمیق (تا 6000 متر)، فوق العاده عمیق (از 6000 متر) تقسیم می شوند.

بسته به هدف چاه ها برای تولید هیدروکربن، آنها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• عملیاتی. به طور مستقیم برای تولید هیدروکربن استفاده می شود.
• تزریق. آب برای حفظ فشار مخزن به داخل پمپ می شود، که این امکان را برای تمدید دوره توسعه ذخایر منابع انرژی فراهم می کند.
• اکتشاف. امکان تعیین منبع افق های شناسایی شده؛
• خاص طراحی شده برای تعیین ویژگی های زمین شناسی قلمرو، لایه نفتی، برای تخلیه پساب به لایه های عمیق.
• جستجوی ساختاری طراحی شده برای تعیین محل دقیق ذخایر هیدروکربنی.

حفاری چگونه انجام می شود؟

فن آوری حفاری چاه نفت و گاز شامل کارهای زیر است:

• فرآیند حفاری چاه با متفاوت مشخصات فنیبا تهیه تجهیزات تخصصی شروع می شود.
• تعمیق چاه را انجام دهید. در این فرآیند، آب پمپ می شود، که به شما امکان می دهد کارآمدتر حفاری کنید.
• به طوری که فرورفتگی در زمین فرو نریزد، دیوارهای آن تقویت می شود. برای این منظور از لوله های پوششی استفاده می شود. فضای بین دیوارهای آنها و خاک بتن ریزی شده است که باعث می شود سطح استوانه ای تنه به میزان قابل توجهی تقویت شود.
• در مرحله نهایی کار، توسعه چاه انجام می شود. یک منطقه سوراخ پایین، سوراخ، خروج روغن وجود دارد.

روش های حفاری

در طول زمان می توان از تجهیزات مختلفی استفاده کرد که نحوه انجام کار اصلی را تعیین می کند.

روش ضربه

این به معنای تخریب متوالی سنگ ها با کمک یک اسکنه معلق روی طناب است. ابزار کار دکل حفاری نیز از یک میله شوک، یک قفل طناب تشکیل شده است. آنها از طریق یک بلوک انتقال و یک طناب به دکل پشتیبانی متصل می شوند. ابزار اصلی کار با استفاده از دستگاه حفاری حرکات را انجام می دهد. برای پاکسازی فرورفتگی زمین از بقایای سنگ، اسکنه هر از گاهی جدا می شود. مایع مخصوصی به داخل تزریق می شود که به کمک بایل به همراه ذرات ریز خاک به بیرون استخراج می شود.

راه چرخشی

این فناوری حفاری بسیار محبوب شده است. تخریب سنگ ها با کمک چرخش بیت اتفاق می افتد. تحت یک بار محوری قرار می گیرد که به معنای انتقال مستقیم گشتاور از مکانیزم محرک به ابزار کار است. هنگامی که از روتور استفاده می شود. چرخش را از طریق رشته لوله منتقل می کند. در حفاری معمولی، یک مته الکتریکی، یک موتور پیچ، که مستقیماً بالای بیت نصب می شود، به عنوان مکانیزم محرک استفاده می شود.

ویژگی های حفر چاه افقی

برای استخراج هیدروکربن ها در مکان های صعب العبور که انجام این کار به روش های دیگر غیرممکن است تولید می شود. این روش بهره وری بالایی دارد. به طور فعال برای استخراج منابع انرژی از کف مخازن بزرگ استفاده می شود.

در حین کار، تنه ای ایجاد می شود که نسبت به محور عمودی در یک زاویه خاص کج می شود. حفاری افقی در چند مرحله انجام می شود:

1. آماده سازی تجهیزات حفاری برای کار؛
2. برای تعیین ویژگی های سنگ، عمق لایه های نفتی، قرارگیری آنها نسبت به محور عمودی، لازم است یک چاه حفر شود.
3. ایجاد یک راه حل، تنظیم دقیق ویژگی های اصلی آن؛
4. انجام کارهای پارازیت;
5. آب بندی دهان؛
6. انجام کارهای مقدماتی برای مطالعه زمین شناسی و فیزیکی شفت های مجهز.
7. آماده سازی شفت برای پایین آوردن تستر سنگ های موجود.
8. انفجار پوسته ها، که امکان انتخاب رول را فراهم می کند.
9. توسعه چاه تازه مجهز؛
10. تحویل به محل تولید مجتمع های حفاری.

حفر چاه افقی

روش های حفاری چاه دریایی

فن آوری حفاری چاه در مخازن با آنچه در خشکی اعمال می شود متفاوت است. ساده ترین راه برای انجام عملیات لازم نصب سکوها بر روی پایه شمع است که تمام تجهیزات روی آن قرار می گیرند. دستگاه این طرح در آب کم عمق رخ می دهد. همچنین نصب تجهیزات حفاری می تواند در زمین های پر شده مصنوعی انجام شود.

هنگام حفاری چاه، نفت معمولاً از نقاط مختلف اقیانوس یا دریا به دست می آید. بنابراین، نصب پلتفرم های موبایل توصیه می شود. پس از اتمام چرخه کاری به نقطه انتخابی حرکت کرده و روند تولید هیدروکربن را ادامه می دهند. سه نوع سکوی حفاری وجود دارد.

خود بالنده

این یک پانتون است. بر روی سکو یک برش وجود دارد که دکل حفاری در بالای آن قرار می گیرد. همچنین در پانتون همه چیز است تجهیزات لازم، نیروگاه، انباری و اماکن کمکی، کابین چند طبقه. هنگام حفاری، ستون ها پایین می آیند و در پایین قرار می گیرند که منجر به بالا آمدن سکو از سطح آب می شود.

نیمه شناور

آنها در جایی استفاده می شوند که عمق تولید نفت به 300-600 متر می رسد. سکوی نیمه شناور روی سطح آب بر روی پانتون های بزرگ شناور است. تثبیت کل ساختار توسط لنگرهای عظیم با وزن حدود 15 تن انجام می شود.

جاذبه زمین

بر روی یک پایه بتنی عظیم که در بستر دریا قرار دارد نصب شده است.

روش های ذکر شده حفاری چاه برای استخراج هیدروکربن های مفید به طور فعال در سراسر جهان استفاده می شود. آنها به طور مداوم در حال بهبود هستند، که به آنها امکان می دهد بهره وری خود را افزایش دهند.

ویدئو: مبانی زمین شناسی نفت و گاز

حفاری عبارت است از تاثیر تجهیزات ویژه بر روی لایه های خاک که در نتیجه چاهی در زمین ایجاد می شود که از طریق آن منابع ارزشمندی استخراج می شود. فرآیند حفاری چاه های نفت در مناطق مختلف کار انجام می شود که بستگی به محل تشکیل خاک یا کوه دارد: می تواند افقی، عمودی یا شیبدار باشد.

در نتیجه کار، یک فضای خالی استوانه ای در زمین به شکل یک محور مستقیم یا چاه ایجاد می شود. قطر آن ممکن است بسته به هدف متفاوت باشد، اما همیشه کمتر از پارامتر طول است. ابتدای چاه در سطح خاک قرار دارد. دیواره ها را تنه و کف چاه را کف می گویند.

مراحل کلیدی

اگر بتوان از تجهیزات متوسط ​​و سبک برای چاه های آب استفاده کرد، در این صورت فقط می توان از تجهیزات سنگین برای حفاری چاه نفت استفاده کرد. فرآیند حفاری فقط با کمک تجهیزات ویژه قابل انجام است.

خود این فرآیند به مراحل زیر تقسیم می شود:

• تحویل تجهیزات به محل انجام کار.
• حفاری واقعی معدن. این فرآیند شامل چندین کار است که یکی از آنها عمق بخشیدن به شفت است که با کمک شستشوی منظم و تخریب بیشتر سنگ رخ می دهد.
• به طوری که سوراخ چاه از بین نرود و آن را مسدود نکند، لایه های سنگ تقویت می شوند. برای این منظور ستون خاصی از لوله های به هم پیوسته در فضا گذاشته می شود. محل بین لوله و سنگ با ملات سیمان ثابت می شود: به این کار پلاگین می گویند.
• آخرین کار توسعه است. آخرین لایه سنگ روی آن باز می شود، یک ناحیه ته چاله تشکیل می شود و معدن سوراخ می شود و سیال تخلیه می شود.

آماده سازی سایت

برای سازماندهی فرآیند حفاری چاه نفت، انجام مرحله مقدماتی نیز ضروری است. در صورتی که توسعه در محدوده جنگلی انجام شود، علاوه بر اجرای مستندات اصلی، کسب رضایت برای کار در جنگلداری الزامی است. آماده سازی خود سایت شامل مراحل زیر است:

1. قطع درختان منطقه.
2. تقسیم منطقه به قسمت های جداگانه زمین.
3. ترسیم برنامه کاری.
4. ایجاد شهرک برای اسکان نیروی کار.
5. آماده سازی زمین برای ایستگاه حفاری.
6. انجام علامت گذاری در محل کار.
7. ایجاد فونداسیون برای نصب مخازن در انبار با مواد قابل احتراق.
8. ترتیب انبارها، تحویل و رفع اشکال تجهیزات.

پس از آن، لازم است که به طور مستقیم تجهیزات برای حفاری چاه نفت شروع شود. این مرحله شامل فرآیندهای زیر است:

• نصب و تست تجهیزات.
• خطوط سیم کشی برای منبع تغذیه.
• نصب پایه ها و المان های کمکی برج.
• نصب برج و بالا بردن تا ارتفاع مورد نظر.
• رفع اشکال کلیه تجهیزات

هنگامی که تجهیزات حفاری نفت آماده بهره برداری است، باید از کمیسیون ویژه نتیجه گیری شود که تجهیزات سالم و آماده کار هستند و پرسنل دانش کافی در زمینه قوانین ایمنی در این نوع تولید دارند. . هنگام بررسی، مشخص می شود که آیا دستگاه های روشنایی طراحی صحیحی دارند (آنها باید دارای پوشش مقاوم در برابر انفجار باشند)، آیا روشنایی با ولتاژ 12 ولت در امتداد عمق معدن نصب شده است. نکات مربوط به کیفیت کار و ایمنی باید از قبل در نظر گرفته شود.

قبل از حفاری چاه، لازم است یک سوراخ نصب کنید، لوله هایی را برای تقویت محور مته وارد کنید، یک اسکنه، تجهیزات کوچک مخصوص کارهای کمکی، لوله های پوششی، ابزار اندازه گیری در حین حفاری، تامین آب و حل مسائل دیگر.

سایت حفاری شامل امکانات اقامتی برای کارگران، امکانات فنی، ساختمان آزمایشگاهی برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های خاک و نتایج به‌دست‌آمده، انبارهایی برای موجودی و ابزار کار کوچک و همچنین کمک‌های پزشکی و امکانات ایمنی است.

ویژگی های حفر چاه نفت

پس از نصب، فرآیندهای تجهیز مجدد سیستم مسافرتی آغاز می شود: در طول این کارها، تجهیزات نصب می شود و ابزارهای مکانیکی کوچک نیز آزمایش می شوند. نصب دکل فرآیند حفاری در خاک را باز می کند. جهت نباید از مرکز محوری برج منحرف شود.

پس از اتمام مرکز سازی، چاهی برای جهت ایجاد می شود: این فرآیند به معنای نصب لوله برای تقویت سوراخ چاه و ریختن قسمت اولیه با سیمان است. پس از تنظیم جهت، مرکز بین خود برج و محورهای چرخشی مجدداً تنظیم می شود.

حفاری گودال در مرکز شفت انجام می شود و در این فرآیند، پوشش با استفاده از لوله ها ساخته می شود. هنگام حفاری گودال از توربودریل استفاده می شود که برای تنظیم سرعت چرخش باید آن را با طناب نگه داشت که روی خود برج ثابت است و به صورت فیزیکی توسط قسمت دیگر نگه داشته می شود.

چند روز قبل از راه اندازی دکل حفاری، زمانی که مرحله مقدماتی سپری شد، کنفرانسی با حضور اعضای اداره برگزار می شود: فناوران، زمین شناسان، مهندسان، حفاری ها. موضوعات مطرح شده در کنفرانس شامل موارد زیر است:

• طرح وقوع لایه ها در یک میدان نفتی: لایه ای از خاک رس، لایه ای از ماسه سنگ با حامل های آب، لایه ای از رسوبات نفتی.
• ویژگی های طراحی چاه
• ترکیب سنگ در نقطه تحقیق و توسعه
• در نظر گرفتن مشکلات احتمالی و عوامل پیچیده ای که ممکن است هنگام حفاری چاه نفت در یک مورد خاص ایجاد شود.
• بررسی و تحلیل نقشه استانداردها.
• بررسی مسائل مربوط به سیم کشی بدون مشکل.

اسناد و تجهیزات: الزامات اساسی

فرآیند حفاری چاه برای نفت تنها پس از صدور تعدادی اسناد می تواند آغاز شود. این موارد شامل موارد زیر است:

• مجوز شروع بهره برداری از محل حفاری.
• نقشه استانداردها
• مجله سیالات حفاری.
• مجله ایمنی شغلی.
• حسابداری برای عملکرد موتورهای دیزلی.
• گزارش دیده بان

به تجهیزات مکانیکی اصلی و مواد مصرفی که در فرآیند حفر چاه استفاده می شود، شامل انواع زیر است:

• تجهیزات سیمان کاری، خود ملات سیمان.
• لوازم ایمنی.
• مکانیسم های ورود به سیستم
• آب فنی
• معرف ها برای اهداف مختلف
• آب برای نوشیدن.
• لوله برای پوشش و حفاری واقعی.
• پد هلیکوپتر.

انواع چاه

در فرآیند حفاری چاه نفت، معدنی در سنگ تشکیل می‌شود که با سوراخ کردن چاه چاه، وجود نفت یا گاز را بررسی می‌کنند که باعث تحریک ورود ماده مورد نظر از منطقه تولیدی می‌شود. پس از آن، تجهیزات حفاری برچیده می شود، چاه با تاریخ شروع و پایان حفاری مهر و موم می شود و سپس زباله ها حذف می شوند و قطعات فلزی بازیافت می شوند.

در ابتدای فرآیند، قطر تنه تا 90 سانتی متر است و در پایان به ندرت به 16.5 سانتی متر می رسد. در حین کار، ساخت چاه در چند مرحله انجام می شود:

1. عمیق شدن روز چاه که برای آن از تجهیزات حفاری استفاده می شود: سنگ را خرد می کند.
2. حذف آوار از معدن.
3. رفع تنه با لوله و سیمان.
4. کارهایی که طی آن گسل به دست آمده بررسی می شود، مکان های تولیدی نفت آشکار می شود.
5. نزول عمق و سیمان شدن آن.

چاه ها می توانند از نظر عمق متفاوت باشند و به انواع زیر تقسیم می شوند:

• کوچک (تا 1500 متر).
• متوسط ​​(تا 4500 متر).
• عمق (تا 6000 متر).
• فوق العاده عمیق (بیش از 6000 متر).

حفر یک چاه شامل خرد کردن کل یک صخره با یک اسکنه است. قطعات به دست آمده با شستشو با محلول مخصوص حذف می شوند. عمق معدن زمانی بیشتر می شود که کل منطقه ته چاله تخریب شود.

مشکلات حین حفاری نفت

در حین حفاری چاه ها می توان با تعدادی از مشکلات فنی مواجه شد که باعث کند شدن یا تقریباً غیرممکن شدن کار می شود. اینها شامل رویدادهای زیر است:

• تخریب تنه، رانش زمین.
• خروج مایع به خاک برای شستشو (حذف بخش هایی از سنگ).
• شرایط اضطراری تجهیزات یا معدن.
• خطاهای حفاری

اغلب، ریزش دیوارها به دلیل این واقعیت است که سنگ دارای ساختار ناپایدار است. نشانه‌های فروپاشی عبارتند از افزایش فشار، ویسکوزیته بالاتر سیالی که برای شستشو استفاده می‌شود و افزایش تعداد قطعات سنگی که به سطح می‌آیند.

جذب مایع اغلب در صورتی اتفاق می افتد که سازند زیرین محلول را به طور کامل به درون خود ببرد. سیستم متخلخل یا جذب بالای آن به این پدیده کمک می کند.

در حفر چاه، پرتابه‌ای که در جهت عقربه‌های ساعت حرکت می‌کند به سوراخ پایینی می‌رسد و به عقب برمی‌خیزد. حفاری چاه به سازندهای سنگی می رسد که تا عمق 1.5 متری در آن بند می شود. برای جلوگیری از شسته شدن چاه، در ابتدا لوله ای غوطه ور می شود، همچنین به عنوان وسیله ای برای حمل مستقیم محلول شستشو به داخل ناودان عمل می کند.

ابزار حفاری و همچنین دوک می تواند با سرعت ها و فرکانس های مختلف بچرخد. این شاخص بستگی به این دارد که چه نوع سنگ هایی باید پانچ شوند، چه قطری از تاج تشکیل می شود. سرعت توسط یک تنظیم کننده کنترل می شود که سطح بار روی بیت مورد استفاده برای حفاری را تنظیم می کند. در فرآیند کار فشار لازم ایجاد می شود که به دیواره های صورت و کاترهای خود پرتابه وارد می شود.

طراحی حفاری چاه

قبل از شروع فرآیند ایجاد یک چاه نفت، پروژه ای به شکل یک نقشه ترسیم می شود که جنبه های زیر را نشان می دهد:

• ویژگی های سنگ های کشف شده (مقاومت در برابر تخریب، سختی، درجه محتوای آب).
• عمق چاه، زاویه شیب آن.
• قطر شفت در انتها: این برای تعیین میزان تأثیر سختی سنگ ها بر آن مهم است.
• روش حفر چاه

طراحی چاه نفت باید با تعیین عمق، قطر نهایی خود معدن و همچنین سطح حفاری و ویژگی های طراحی. تجزیه و تحلیل زمین شناسی به شما امکان می دهد بدون توجه به نوع چاه، این مسائل را حل کنید.

روش های حفاری

فرآیند ایجاد چاه برای تولید نفت را می توان به چند روش انجام داد:

• روش طناب شوک.
• با استفاده از مکانیسم های چرخشی کار کنید.
• حفر چاه با استفاده از موتور چاه.
• حفاری توربین.
• حفر چاه با استفاده از موتور پیچ.
• حفر چاه با مته برقی.

روش اول یکی از شناخته شده ترین و اثبات شده ترین روش هاست و در این حالت شفت با ضربه های اسکنه سوراخ می شود که در فواصل زمانی معین تولید می شود. ضربه ها از طریق تأثیر وزن اسکنه و میله وزن دار ایجاد می شود. بلند شدن تجهیزات به دلیل بالانس کننده تجهیزات حفاری است.

کار با تجهیزات دوار بر اساس چرخش مکانیزم با کمک روتور است که از طریق لوله های حفاری که به عنوان یک شفت عمل می کنند، روی سر چاه قرار می گیرد. حفاری چاه های کوچک با مشارکت در فرآیند موتور اسپیندل انجام می شود. درایو دوار به یک کاردان و یک وینچ متصل است: چنین وسیله ای به شما امکان می دهد سرعت چرخش شفت ها را کنترل کنید.

حفاری توربین با انتقال گشتاور به رشته از موتور انجام می شود. همین روش به شما امکان انتقال انرژی هیدرولیک را می دهد. با این روش، تنها یک کانال تامین انرژی در سطح پایین چاله کار می کند.

توربودریل مکانیزم خاصی است که انرژی هیدرولیک در فشار محلول را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که چرخش را فراهم می کند.

فرآیند حفاری چاه نفت شامل پایین آوردن و بالا بردن ریسمان به داخل معدن و همچنین نگه داشتن آن در هوا است. ستون سازه ای پیش ساخته از لوله هایی است که به وسیله قفل های مخصوص به یکدیگر متصل می شوند. وظیفه اصلی انتقال انواع مختلف انرژی به بیت است. بنابراین، حرکتی انجام می شود که منجر به تعمیق و توسعه چاه می شود.