Нафтна бушотина: фазе пројектовања и развоја

Гас и нафта су минерали од којих се производи гориво. То је гориво које човјечанство највише троши. Нафта је почела да се издваја релативно давно, али је у 19. и 20. веку почела ера интензивне производње „црног злата“.

Данас је више од 60% светских резерви нафте концентрисано на Блиском истоку, а водећи потрошачи су Сједињене Америчке Државе и Европа. Од деведесетих година (због развоја алтернативних извора енергије) стопа производње нафте се постепено смањивала.

Фазе развоја бунара

Постоји неколико фаза у развоју нафтних бушотина:

1. Мастеринг тхе објецт. Представља побољшане производња нафте са минималном засићеношћу воде, интензивним падом притиска у резервоару, повећањем броја бунара и величином искориштења нафте у граници од 10%. Трајање студије може бити до 5 година. Под условом завршетка развоја односи се на смањење производње у једној години у односу на укупан број залиха сировина.
2. Обезбеђивање конзистенције у високим стопама производње, ограничено на 3-17%, у зависности од вискозности уља. Дужина трајања производње може варирати од једне до седам година. Број бушотина се такође повећава због експлоатације резерви, али неке од старих се затварају. То зависи од засићења уља водом, која може бити и до 65%. Према томе, искориштавање нафте може бити око 30-50%. Вађење природног ресурса на неким радовима врши се силом, методом механичког пумпања пумпама.
3. Смањена производња. Стопа поврата нафте пада на 10% годишње, док је интензитет производње смањен на 1%. Свака бушотина иде на механичку пумпну методу. Број бушотина у резерви се интензивно смањује. Засићење воде у слојевима може достићи 85%. Ово је најтежа фаза, јер постоји потреба да се успори стопа пумпања нафте. Израчунајте разлику у перформансама између задње фазе и података је прилично тешко, јер је разлика у коефицијенту током неколико година производње обично минимална. Током ове три фазе, трзај нафтних слојева достиже 90% укупне запремине.
4. Завршна фаза. Узимање уља се смањује на 1%, а коефицијент садржаја воде расте до максималног нивоа - од 98%. Завршен је развој нафтних бушотина, након чега су затворене. Али трајање ове фазе може варирати и достићи 20 година.

Изградња

Конструктивне особине нафтних бушотина обезбеђују:

1. Механичка стабилност дијела резервоара уз дно.
2. Могућности за спуштање опреме у бушотину, спречавање колапса формације.
3. Јака хидродинамичка веза између резервоара за уље и дна бунара.
4. Могућности за производњу нафте из оних акумулација које су засићене природним материјалом, изоловањем места засићених гасом и водом, ако се од њих не планира екстракција.
5. Могућност коришћења дренажног система целог слоја засићеног уљем.

Типична конструкција нафтних бушотина

Отвореном методом клања користи се следећи метод: ципела бунара се кашира и цементира непосредно пре почетка формације. Затим слиједи отварање резервоара за уље, док низ бушотина остаје отворен. Овај дизајн се инсталира само ако:

• стена је довољно густа, хомогена и нема слојеве гаса или воде;
• постоје јасни подаци о крову и дну бунара прије уградње опреме и отварања слоја;
• са малом дебљином слојева који се не могу фиксирати;
• ако нема потребе за отварањем резервних слојева у близини.

Предност овог метода клања су хидродинамички. Такви бунари се сматрају идеалним узорцима. Међутим, постоје мане. Постоји опасност од колапса, што ограничава дјелимично отварање резервних слојева због утјецаја бушотина на њих.

Филтрацијска лица имају двије врсте конструкције:

1. Производња се буши до дна слоја, поставља се кућиште у коме се унапред избуше рупе од дебљине слоја уља и на крају се излије цементом. Овај дизајн је идентичан дизајну отвореног дна, али ту је ефикасније фиксирање бушотине, што осигурава очување колоне уколико дође до делимичног колапса.
2. Стубови за ципеле су цементирани пре доласка на кров резервоара. У отвореном дијелу слоја уграђен је филтер са фином фракцијом рупа, а простор између њега и колоне је затворен. Овакав дизајн спречава улазак песка у бунар.

Дизајн са инсталираним филтерима у доњој рупи користи се много рјеђе отворено, искључиво за пробирање џемова од пијеска у развоју формација склоних манифестацији пијеска.

Ту су и перфориране бушотине. Такви дизајни су веома раширени. Стопа коришћења достигне 90%. Приликом пројектовања бунара, у резервоару се прави ознака, до нивоа на којој је бушена бушотина. Доњи дио достиже најпродуктивнији ниво лежишта нафте и истражује се помоћу геофизичких алата. То вам омогућава да одредите интервале засићене водом, гасом и уљем, за даље прецизно функционисање објекта. Овај дизајн има неколико предности:

• Технолошке карактеристике полагања бушотина и геофизичка истраживања су поједностављена;
• одржава се ефикасна изолација суседних слојева;
• постоји могућност за отварање резервних резервоара засићених уљем;
• допуштено је оптерећење на додатне ознаке зоне пред-дно;
• могућност дуготрајног рада бушотине и очување бушотине.

Таква перфорирана површина не штити бунар од појаве заглављивања пијеска у слојевима који су склони настанку. Да би се обезбедила заштита, потребно је поставити додатне филтере са малим делом рупа како би се задржале мале честице. Међутим, ово драматично повећава отпорност филтера на улазни флуид резервоара.

Редослед операција за бушење бунара

Код бушења нафтних бушотина, редослед операција је следећи:

1. Камен се уништава механизмом бушења, након чега се бушотина извлачи.
2. Уништени делови се уклањају из отвора на земљи.
3. Постављена је нафтна бушотина, након чега је ојачана цементом на одређеном нивоу.
4. Спроведена су геофизичка истраживања и мјерења.
5. Колона се спушта до ознаке формације засићене уљем, која се отвара, а ресурс се испумпава.

Изградња

Почетна фаза изградње нафтних бушотина подразумијева развој стијене дубине и промјера 30 м односно 40 цм. На самом дну цеви се спушта, што треба да указује на правац бушења. Простор у близини цеви је цементиран, након чега се бушотина ставља у цев и спушта са мањим пречником од 500-800 метара у исправном стању. Ова локација се развија и цементира да изолује нестабилне слојеве стијена.

Даље, процес бушења постаје све тежи, а постизање радне дубине слоја уља је значајно успорено. То зависи од чињенице да се понекад ефективни резервоари налазе у облику неколико слојева, а производњу нафте треба вршити из дубљег резервата. У таквој ситуацији уводи се осредњи ступ, који се цементира извана.

Након достизања потребног радног нивоа, поставља се главна производна колона, која није намењена само за пумпање гаса и нафте, већ и за увођење потребне количине воде како би се постигао жељени притисак. На бочним зидовима има рупа, слој цемента је другачији од слојева других стубова, у њему се користе додатни додаци: централизери, неповратни вентили, пакери, итд. У којима се ступ разликује од уобичајених.

Операција

Рад нафтних бушотина зависи од притиска у резервоару и подељен је на неколико начина:

1. Фонтана Изводи се због притиска гаса и воде у међуслојном простору. То је најчешћи и економичнији облик рударства.
2. Пумпинг. Изводи се уз помоћ пумпних јединица, које дестилују уље директно у бунар.
3. Гас лифт Проводи се увођењем високотлачног гаса у резервоар због недостатка таквих у наслагама.

Врсте начина рада депозита

Подели следеће типове начина рада бунара.

Режим притиска воде укључује исцрпљивање и помицање наслага уља на отвореним просторима између слојева због воде у контакту с њима. Режими се деле на:

• Тврдо: уље је погодно за бунаре уз помоћ интерстицијалне водене потпоре. То вам омогућава повећање нафте.
• Еластична: обезбеђује еластичну компресију водених ресурса, при чему се акумулира енергија, што омогућава проширење међупросторног простора и кретање ресурса у нафтну бушотину.

Компаније специјализоване за ову област могу користити различите методе, али много зависи од врсте бунара.

Режим гасног притиска је сличан режиму притиска воде, али се рад генерације врши у горњим слојевима притиска гасног простора. Захваљујући томе, гас истискује нафтне наслаге на површину до бунара. Али ако се налазишта гаса налазе у близини бунара, они су у стању да продру у њу, што значајно смањује проток уља. Стога постоји ризик од смањења коефицијента производње.

Отопљени гас се користи у лежиштима нафте, у којима нема гаса и мало воде. За екструзију уља користећи растворени гас. Он се истиче нафтна поља и шири се по празнинама. Гас замјењује нафту дјеломично због ниског тлака и енергије плина између слојева. Коефицијент искориштења нафте у овом режиму је прилично низак.

Гравитациони режим је обезбеђен када нема енергије у резервоарима. Производња нафте одвија се само на уштрб гравитације самог уља користећи накошене бушотине.

Бушење нафтних и гасних бушотина

У зависности од локације шавова, бушење може бити вертикално, хоризонтално, нагнуто. Након припреме територије и папирологије почиње припремни рад.

Уз помоћ опреме за бушење, бушотина се уноси у стену до одређене дубине, цијеви се комбинују у ступове, а затим фиксирају цементом како би се избјегло рушење стијене. Када колона достигне радни простор, резервоар за уље се отвара и почиње процес пумпања сировине.

Технологија бушења

Бушење је веома сложена технолошка операција, која укључује неколико накнадних акција. Уз помоћ платформе за бушење, бачва за тешке услове уносе се у земљину стијену. Технологија бушења нафтних бушотина је следећа:

1. Провођење развоја врши се на такав начин да се уништава стијена кроз снажно бушење.
2. Додатни делови избушене стене су елиминисани из бунара.
3. Ојачана производња трупа кућишта.
4. Стијене се истражују геофизичком методом, одређује се смјер бушења.
5. Спуштање на жељену радну дубину и цементирање завршне колоне.

Технологија бушења нафтних и гасних бушотина пружа два начина:

1. Механички - најчешћи. Уз помоћ снажних пнеуматских чекића, слој земље се уништава, вишак камења се уклања бушењем или гасом. Подељен је на подврсте: ротациони, шок.
2. Не-механички:

• топлотна;
• експлозив;
• хидраулиц;
• електрични пулс.

Бушење се врши коришћењем специјализованих бушотина, професионалних алата и комплекса земаљске опреме која се користи за уградњу, испумпавање и одржавање станица.

Инсталација се састоји од: опреме за окидање, дизалице, конструкције дизалице, погонске јединице, опреме за уземљење, система за снабдијевање бушотином. Успешан завршетак процеса зависи од својстава течности за бушење, која се припрема на бази воде или уља.

Први нафтни извор у Бакуу

Занимљива је чињеница да је прва нафтна производња у свијету основана у Бакуу, када је град био дио Русије. Научници из Бакуа развили су методу косог бушења, која се користи широм света. Прва нафтна бушотина изграђена је у Бакуу 1846. године. То укључује постављање поља на велику удаљеност од црпне станице. Развијена је метода у којој се испуштају пумпе за бушење, што омогућава истовремено пумпање уља из више извора. Тако је количина произведене нафте на том подручју уз помоћ бушотина до 1890. године износила готово седамнаест милиона барела. А до 1901, светски проценат производње нафте у овом региону је био 95%.