1. حسنا تسلسل التصميم. العوامل التي تؤخذ في الاعتبار أثناء التصميم.

بناء آبار النفط والغازتم تطويرها وصقلها وفقًا للظروف الجيولوجية المحددة للحفر في منطقة معينة. يجب أن يضمن إنجاز المهمة المعينة، أي. تحقيق العمق التصميمي وفتح مخزون النفط والغاز وتنفيذ مجموعة الدراسات والأعمال المخططة بالكامل في البئر، بما في ذلك استخدامه في نظام تطوير الحقل.

يعتمد تصميم البئر على مدى تعقيد القسم الجيولوجي وطريقة الحفر والغرض من البئر وطريقة فتح الأفق الإنتاجي وعوامل أخرى.

تتضمن البيانات الأولية لتصميم هيكل البئر المعلومات التالية:

· الغرض من البئر وعمقه.

· الأفق التصميمي وخصائص الصخور الخازنة.

· القسم الجيولوجي في موقع البئر، مع تسليط الضوء على مناطق المضاعفات المحتملة وبيان ضغوط المكمن وضغط التكسير الهيدروليكي على فترات.

· قطر خط الإنتاج أو القطر النهائي للبئر إذا لم يتم توفير تشغيل خط الإنتاج.

ترتيب التصميم تصاميم آبار النفط والغازالتالي.

1. المحددتصميم القسم السفلي بشكل جيد. يجب أن يوفر تصميم البئر في فترة التكوين الإنتاجي أفضل الظروف لتدفق النفط والغاز إلى البئر والاستخدام الأكثر كفاءة لطاقة الخزان من رواسب النفط والغاز.

2. المطلوبعدد سلاسل الغلاف وأعماق نزولها. ولهذا الغرض، تم رسم رسم بياني للتغيرات في معامل الشذوذ لضغوط المكمن k، ومؤشر ضغط الامتصاص kabs.

3. الاختيار له ما يبررهيتم الاتفاق على قطر سلسلة الإنتاج وأقطار سلاسل الغلاف والبتات. يتم حساب الأقطار من الأسفل إلى الأعلى.

4. يتم تحديد فترات الأسمنت. من غطاء الغلاف إلى رأس البئر يتم لصق ما يلي: الموصلات في جميع الآبار؛ السلاسل الوسيطة والإنتاجية في آبار الاستكشاف والتنقيب والمعايير والمرجعية والغاز؛ أعمدة وسيطة في آبار النفط بعمق يزيد عن 3000 م؛ على مقطع لا يقل طوله عن 500 متر من حذاء الغلاف الوسيط في آبار النفط حتى عمق 3004) متر (بشرط أن تكون جميع الصخور النفاذة وغير المستقرة مغطاة بملاط الأسمنت).

يمكن أن تقتصر فترة تثبيت سلاسل الإنتاج في آبار النفط على المنطقة الممتدة من الحذاء إلى القسم الذي يقع على ارتفاع 100 متر على الأقل فوق الطرف السفلي من السلسلة الوسيطة السابقة.

يتم تثبيت جميع خيوط التغليف في الآبار المبنية في المناطق البحرية على طولها بالكامل.

2. خطوات تصميم برنامج التنظيف الهيدروليكي
الآبار مع سوائل الحفر.

يُفهم البرنامج الهيدروليكي على أنه مجموعة من المعلمات القابلة للتعديل لعملية تنظيف البئر. نطاق المعلمات القابلة للتعديل هو كما يلي: مؤشرات خصائص سائل الحفر، ومعدل تدفق مضخات الحفر، وقطر وعدد فوهات البتات النفاثة.

عند وضع برنامج هيدروليكي يفترض:

القضاء على دخول السوائل من تكوين وفقدان سائل الحفر؛

منع تآكل جدران البئر والتشتت الميكانيكي للقطع المنقولة لتجنب تراكم سائل الحفر؛

التأكد من إزالة الصخور المحفورة من المساحة الحلقية للبئر؛

تهيئة الظروف لتحقيق أقصى استفادة من تأثير المراقبة المائية؛

الاستخدام الرشيد للطاقة الهيدروليكية لوحدة الضخ؛

القضاء على حالات الطوارئ عند إيقاف وتدوير وتشغيل مضخات الطين.

يتم استيفاء المتطلبات المدرجة للبرنامج الهيدروليكي بشرط إضفاء الطابع الرسمي على مشكلة التحسين متعددة العوامل وحلها. تعتمد المخططات المعروفة لتصميم عملية تنظيف الآبار التي يتم حفرها على حسابات المقاومة الهيدروليكية في النظام بناءً على معدلات تدفق المضخة المحددة ومعلمات خصائص سوائل الحفر.

يتم إجراء هذه الحسابات الهيدروليكية وفقًا للمخطط التالي. أولاً، بناءً على التوصيات التجريبية، تم تحديد سرعة حركة مائع الحفر في الحيز الحلقي وحساب معدل التدفق المطلوب لمضخات الطين. بناءً على مواصفات مضخات الطين يتم اختيار قطر البطانات القادرة على توفير التدفق المطلوب. بعد ذلك، باستخدام الصيغ المناسبة، يتم تحديد الخسائر الهيدروليكية في النظام دون مراعاة خسائر الضغط في لقمة الحفر. يتم تحديد مساحة فوهات اللقم النفاثة الهيدروليكية بناءً على الفرق بين الحد الأقصى لضغط الحقن المقدر (المتوافق مع البطانات المحددة) وفقدان الضغط المحسوب بسبب المقاومة الهيدروليكية.

3. مبادئ اختيار طريقة الحفر: معايير الاختيار الأساسية والمحاسبة
عمق البئر، ودرجة الحرارة في البئر، وتعقيد الحفر، وملف التصميم وعوامل أخرى.

إن اختيار طريقة الحفر، وتطوير طرق أكثر فعالية لتدمير الصخور في قاع البئر، وحل العديد من القضايا المتعلقة ببناء البئر أمر مستحيل دون دراسة خصائص الصخور نفسها، وظروفها. حدوثها وتأثير هذه الظروف على خواص الصخور.

ويعتمد اختيار طريقة الحفر على بنية التكوين، وخصائص مكمنه، وتركيبة السوائل و/أو الغازات الموجودة فيه، وعدد الطبقات البينية المنتجة ومعاملات الشذوذ لضغوط التكوين.

يعتمد اختيار طريقة الحفر على تقييم مقارن لفعاليتها، والذي يتم تحديده من خلال العديد من العوامل، كل منها، اعتمادًا على المتطلبات الجيولوجية والمنهجية (GMT)، والغرض وظروف الحفر، يمكن أن يكون له أهمية حاسمة.

يتأثر أيضًا اختيار طريقة حفر البئر بالغرض المقصود من أعمال الحفر.

عند اختيار طريقة الحفر، ينبغي الاسترشاد بالغرض من البئر، والخصائص الهيدروجيولوجية لطبقة المياه الجوفية وعمقها، وحجم العمل لتطوير التكوين.

مزيج من المعلمات BHA.

عند اختيار طريقة الحفر، بالإضافة إلى العوامل التقنية والاقتصادية، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه بالمقارنة مع BHAs المستندة إلى محرك قاع البئر، فإن BHAs الدوارة أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية وأكثر موثوقية في التشغيل وأكثر استقرارًا في التصميم مسار.

اعتماد قوة الانحراف على لقمة الحفر على انحناء البئر لتثبيت BHAs باستخدام مركزين.

عند اختيار طريقة الحفر، بالإضافة إلى العوامل التقنية والاقتصادية، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه بالمقارنة مع BHAs القائمة على محرك أسفل البئر، فإن BHAs الدوارة أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية وأكثر موثوقية في التشغيل، وأكثر استقرارًا على طول الحفر. مسار التصميم.

لتبرير اختيار طريقة الحفر في رواسب ما بعد الملح وتأكيد الاستنتاج أعلاه حول طريقة الحفر الرشيد، تم تحليل المؤشرات الفنية للتوربينات وحفر الآبار الدوارة.

إذا اخترت طريقة الحفر باستخدام المحركات الهيدروليكية الموجودة في قاع البئر، فبعد حساب الحمل المحوري على لقمة الحفر، يجب عليك تحديد نوع المحرك الموجود في قاع البئر. يتم هذا الاختيار مع الأخذ في الاعتبار عزم الدوران المحدد عند دوران لقمة الحفر، والحمل المحوري على لقمة الحفر وكثافة سائل الحفر. يتم أخذ الخصائص التقنية للمحرك المحدد أسفل البئر في الاعتبار عند تصميم سرعة دوران البتات والبرنامج الهيدروليكي لغسل البئر.

سؤال عن اختيار طريقة الحفريجب أن يتم تحديدها على أساس دراسة الجدوى. المؤشر الرئيسي لاختيار طريقة الحفر هو الربحية - تكلفة اختراق 1 متر. [ 1 ]

قبل ان تبدا اختيار طريقة الحفرلتعميق الحفرة باستخدام العوامل الغازية، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن خصائصها الفيزيائية والميكانيكية تفرض قيودًا معينة، نظرًا لأن بعض أنواع العوامل الغازية لا تنطبق على عدد من طرق الحفر. في التين. يُظهر الشكل 46 مجموعات محتملة من أنواع مختلفة من العوامل الغازية مع طرق الحفر الحديثة. كما يتبين من الرسم البياني، فإن الأكثر عالمية من وجهة نظر استخدام العوامل الغازية هي طرق الحفر الدوارة والكهربائية، والأقل عالمية هي طريقة التوربينات، والتي تستخدم فقط عند استخدام السوائل الهوائية. [ 2 ]

إن مصدر الطاقة الخاص بـ MODU له تأثير أقل اختيار طرق الحفروأصنافها، من مصدر الطاقة لتركيب الحفر على الأرض، لأنه بالإضافة إلى معدات الحفر المباشرة، تم تجهيز وحدة MODU بالمعدات المساعدة اللازمة لتشغيلها والاحتفاظ بها في نقطة الحفر. ومن الناحية العملية، تعمل معدات الحفر والمعدات المساعدة بالتناوب. يتم تحديد الحد الأدنى من إمدادات الطاقة المطلوبة لجهاز الحفر من خلال الطاقة التي تستهلكها المعدات المساعدة، والتي قد تكون أكبر من تلك المطلوبة لمحرك الحفر. [ 3 ]

أما الجزء الثامن من المشروع الفني فقد خصص له اختيار طريقة الحفر، الأحجام القياسية لمحركات قاع البئر وأطوال الحفر، تطوير أوضاع الحفر. [ 4 ]

وبعبارة أخرى، فإن اختيار ملف تعريف جيد أو آخر يحدد إلى حد كبير اختيار طريقة الحفر5 ]

لا تعتمد قابلية نقل وحدة MODU على استهلاك المعدن وإمدادات الطاقة للمعدات ولا تؤثر اختيار طريقة الحفرحيث يتم سحبها دون تفكيك المعدات. [ 6 ]

وبعبارة أخرى، فإن اختيار نوع أو نوع آخر من ملفات تعريف البئر يحدد إلى حد كبير اختيار طريقة الحفرنوع الحفر، برنامج الحفر الهيدروليكي، معلمات وضع الحفر والعكس. [ 7 ]

يجب تحديد المعلمات المتداول للأساس العائم عن طريق الحساب بالفعل في المراحل الأولى من تصميم الهيكل، حيث أن نطاق تشغيل أمواج البحر، حيث يكون التشغيل العادي والآمن ممكنًا، يعتمد على هذا، وكذلك اختيار طريقة الحفروأنظمة وأجهزة لتقليل تأثير الحركة على سير العمل. يمكن تحقيق الحد من الرمي من خلال الاختيار العقلاني لأحجام المساكن وموقعها النسبي واستخدام الوسائل السلبية والإيجابية لمكافحة الرمي. [ 8 ]

وتبقى الطريقة الأكثر شيوعاً لاستكشاف واستغلال المياه الجوفية هي حفر الآبار والآبار. اختيار طريقة الحفرتحديد: درجة المعرفة الهيدروجيولوجية للمنطقة، والغرض من العمل، والموثوقية المطلوبة للمعلومات الجيولوجية والهيدروجيولوجية التي تم الحصول عليها، والمؤشرات الفنية والاقتصادية لطريقة الحفر قيد النظر، وتكلفة 1 م 3 من المياه المنتجة، حياة البئر. يتأثر اختيار تكنولوجيا حفر الآبار بدرجة حرارة المياه الجوفية ودرجة تمعدنها وعدوانيتها تجاه الخرسانة (الأسمنت) والحديد. [ 9 ]

عند حفر آبار عميقة للغاية، يعد منع انحناء البئر أمرًا مهمًا للغاية بسبب العواقب السلبية لانحناء البئر عند تعميقه. لذلك متى اختيار طرق حفر الآبار العميقة للغاية، وخاصة الفواصل العليا بينهما، يجب الاهتمام بالحفاظ على عمودية واستقامة حفرة البئر. [ 10 ]

ينبغي تحديد مسألة اختيار طريقة الحفر على أساس دراسة الجدوى. المؤشر الرئيسي ل اختيار طريقة الحفرهي الربحية - تكلفة 1 متر من الاختراق. [ 11 ]

وبالتالي فإن سرعة الحفر الدوراني مع الشطف بمحلول الطين تتجاوز سرعة الحفر بالحبل الإيقاعي بمقدار 3 - 5 مرات. ولذلك فإن العامل الحاسم في اختيار طريقة الحفريجب أن يكون هناك تحليل اقتصادي. [ 12 ]

تعتمد الكفاءة الفنية والاقتصادية لمشروع بناء آبار النفط والغاز إلى حد كبير على صلاحية عملية التعميق والتنظيف. ويشمل التصميم التكنولوجي لهذه العمليات اختيار طريقة الحفرونوع أداة تحطيم الصخور وطرق الحفر وتصميم سلسلة الحفر وتخطيط قاعها وبرنامج التعميق الهيدروليكي ومؤشرات خواص سائل الحفر وأنواع سوائل الحفر والكميات اللازمة من الكواشف الكيميائية والمواد اللازمة للحفاظ على خصائصها. إن اعتماد قرارات التصميم يحدد اختيار نوع جهاز الحفر، والذي يعتمد بالإضافة إلى ذلك على تصميم خيوط التغليف والظروف الجغرافية للحفر. [ 13 ]

إن تطبيق نتائج حل المشكلة يخلق فرصة واسعة لإجراء تحليل عميق وشامل لأداء الحفر في عدد كبير من الكائنات مع مجموعة واسعة من ظروف الحفر. في هذه الحالة، من الممكن أيضًا إعداد توصيات بشأنها اختيار طرق الحفرومحركات قاع البئر ومضخات الطين وسائل التنظيف. [ 14 ]

في ممارسة بناء آبار المياه، أصبحت طرق الحفر التالية منتشرة على نطاق واسع: الدوارة مع الدوران المباشر، الدوارة مع الدوران العكسي، الدوارة مع نفخ الهواء وحبل الإيقاع. يتم تحديد شروط استخدام طرق الحفر المختلفة من خلال الميزات التقنية والتكنولوجية لأجهزة الحفر، فضلاً عن جودة أعمال بناء الآبار. وتجدر الإشارة إلى أنه عندما اختيار طريقة حفر الآباربالنسبة للمياه، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار ليس فقط سرعة حفر الآبار وقابلية تصنيع الطريقة، ولكن أيضًا ضمان هذه المعلمات لفتح طبقة المياه الجوفية، حيث يتم ملاحظة تشوه الصخور في منطقة الحفرة السفلية إلى الحد الأدنى مدى ونفاذية لا تنخفض بالمقارنة مع التكوين. [ 1 ]

من الأصعب بكثير اختيار طريقة الحفر لتعميق حفرة البئر العمودية. إذا كان من المتوقع، عند الحفر بفاصل زمني محدد بناءً على ممارسة الحفر باستخدام سوائل الحفر، انحناء العمود الرأسي، فعادةً ما يتم استخدام المطارق الهوائية ذات النوع المناسب من لقم الحفر. إذا لم يلاحظ أي انحناء، ثم اختيار طريقة الحفريتم تنفيذها على النحو التالي. بالنسبة للصخور الناعمة (الصخور الناعمة والجبس والطباشير والأنهيدريت والملح والحجر الجيري الناعم)، فمن المستحسن استخدام الحفر الكهربائي بسرعات لقم تصل إلى 325 دورة في الدقيقة. ومع زيادة صلابة الصخور، يتم ترتيب طرق الحفر بالتسلسل التالي: محرك الإزاحة الإيجابية، والحفر الدوار، والحفر الإيقاعي الدوار. [ 2 ]

من وجهة نظر زيادة السرعة وتقليل تكلفة بناء الآبار باستخدام وحدات MODU، فإن طريقة الحفر باستخدام النقل الأساسي الهيدروليكي مثيرة للاهتمام. يمكن استخدام هذه الطريقة، باستثناء القيود المذكورة أعلاه لاستخدامها، في استكشاف الغرينيات باستخدام وحدات PBU في مراحل التنقيب وتقييم التنقيب للاستكشاف الجيولوجي. تكلفة معدات الحفر، بغض النظر عن طرق الحفر، لا تتجاوز 10% من التكلفة الإجمالية للوحدة. ولذلك، فإن التغيرات في تكلفة معدات الحفر وحدها ليس لها تأثير كبير على تكلفة تصنيع وخدمة وحدة الوحدة النمطية وعلى اختيار طريقة الحفر. لا يمكن تبرير الزيادة في تكلفة وحدة MODU إلا إذا كانت تعمل على تحسين ظروف العمل، وزيادة السلامة وسرعة الحفر، وتقليل عدد فترات التوقف عن العمل بسبب الظروف الجوية، وتمديد موسم الحفر. [ 3 ]

4. اختيار نوع الحفر ووضع الحفر: معايير الاختيار وطرق الحصول على المعلومات ومعالجتها لتحديد الأوضاع المثلى وتنظيم قيم المعلمات.

يتم اختيار البت على أساس معرفة الصخور (g/p) التي تشكل فترة زمنية معينة، أي. حسب فئة الصلابة وفئة الكشط.

في عملية حفر بئر استكشافي وأحيانا إنتاجي، يتم اختيار الصخور بشكل دوري على شكل أعمدة (قلب) لم تمس لتجميع مقطع طبقي، ودراسة الخصائص الحجرية للصخور المحفورة، وتحديد محتوى النفط والغاز في مسام الصخور، الخ.

لاستخراج اللب إلى السطح، يتم استخدام البتات الأساسية (الشكل 2.7). تتكون هذه القطعة من رأس الحفر 1 ومجموعة أساسية متصلة بجسم رأس الحفر باستخدام خيط.

أرز. 2.7. رسم تخطيطي للبتة الأساسية: 1 - رأس الحفر. 2 - النواة؛ 3 - الناقل الأرضي. 4 - مجموعة الجسم الأساسية. 5- صمام الكرة

اعتمادا على خصائص الصخور التي يتم فيها الحفر وأخذ العينات الأساسية، يتم استخدام رؤوس الحفر المخروطية الأسطوانية والماس والكربيد.

وضع الحفر عبارة عن مجموعة من المعلمات التي تؤثر بشكل كبير على أداء لقمة الحفر، والتي يمكن لعامل الحفر تغييرها من وحدة التحكم الخاصة به.

Pd [kN] – الحمل على البتة، n [rpm] – سرعة دوران البتة، Q [l/s] – معدل التدفق الصناعي (التغذية). g-ti، H [m] - الاختراق لكل بت، Vm [m/hour] - الفراء. سرعة الاختراق، Vav=H/tB – متوسط،

Vm(t)=dh/dtB – لحظية، Vr [م/ساعة] – سرعة الحفر الروتينية، Vr=H/(tB + tSPO + tB)، C [فرك/م] – تكاليف التشغيل لمدة 1 متر من الاختراق، C= ( Cd+Sch(tB + tSPO + tB))/H, Cd - تكلفة البت؛ Cch - تكلفة ساعة واحدة من أعمال الحفر. مراجعة.

مراحل البحث عن الوضع الأمثل - في مرحلة التصميم - التحسين التشغيلي لوضع الحفر - تعديل وضع التصميم مع مراعاة المعلومات التي تم الحصول عليها أثناء عملية الحفر.

أثناء عملية التصميم نستخدم المعلومات. تم الحصول عليها أثناء حفر البئر. في هذا

المنطقة، التناظرية التحويل، البيانات على goelog. قسم البئر، توصيات الشركة المصنعة للحفر. الأدوات وخصائص التشغيل لمحركات قاع البئر.

هناك طريقتان لتحديد القليل في الأسفل: رسومية وتحليلية.

يتم تركيب القواطع الموجودة في رأس الحفر بحيث لا يتم تدمير الصخور الموجودة في منتصف قاع الحفرة أثناء الحفر. وهذا يخلق الظروف الملائمة لتشكيل اللب 2. هناك رؤوس حفر ذات أربعة وستة ثم ثمانية مخروطية مصممة للحفر مع اختيار اللب في الصخور المختلفة. كما أن ترتيب عناصر تدمير الصخور في رؤوس حفر الماس والكربيد يجعل من الممكن تدمير الصخور فقط على طول محيط قاع البئر.

يدخل العمود الصخري الناتج عندما يتم تعميق البئر إلى مجموعة أساسية، تتكون من مبيت 4 وأنبوب أساسي (حامل التربة) 3. يتم استخدام جسم المجموعة الأساسية لتوصيل رأس الحفر بسلسلة الحفر، ووضع الحامل وحمايته من الأضرار الميكانيكية وكذلك تمرير سائل التنظيف بينه وبين الحامل الأرضي. تم تصميم حامل التربة لاستقبال اللب والحفاظ عليه أثناء الحفر وعند الرفع إلى السطح. ولأداء هذه الوظائف، يتم تثبيت ملتقطات اللب وحاملات اللب في الجزء السفلي من حامل التربة، وفي الأعلى يوجد صمام كروي 5، والذي يسمح للسائل النازح من حامل التربة بالمرور من خلال نفسه عند ملئه باللب. .

وفقا لطريقة تركيب حامل التربة في جسم المجموعة الأساسية وفي رأس الحفر، هناك لقم أساسية مع حامل تربة قابل للإزالة وغير قابل للإزالة.

تسمح لك اللقم الأساسية المزودة بحامل التربة القابل للإزالة برفع الحامل الأساسي بالقلب دون رفع سلسلة الحفر. للقيام بذلك، يتم إنزال الماسك في سلسلة الحفر على الحبل، والذي يتم من خلاله إزالة حاملة التربة من المجموعة الأساسية ورفعها إلى السطح. بعد ذلك، باستخدام نفس الماسك، يتم إنزال حامل التربة الفارغ وتثبيته في جسم المجموعة الأساسية، ويستمر الحفر مع اختيار النواة.

يتم استخدام القطع الأساسية ذات حامل التربة القابل للإزالة في الحفر التوربيني، ويتم استخدام تلك ذات القلب غير القابل للإزالة في الحفر الدوار.

5. رسم تخطيطي لاختبار الأفق الإنتاجي باستخدام جهاز اختبار التكوين على الأنابيب.

تُستخدم أجهزة اختبار التكوين على نطاق واسع جدًا في الحفر وتوفر أكبر قدر من المعلومات حول الكائن الذي يتم اختباره. يتكون جهاز اختبار التكوين المحلي الحديث من المكونات الرئيسية التالية: مرشح، جهاز تعبئة، جهاز اختبار نفسه مزود بصمامات التعادل والدخول الرئيسي، وصمام الإغلاق وصمام الدوران.

6. رسم تخطيطي لتدعيم مرحلة واحدة. التغيرات في الضغط في مضخات الأسمنت المشاركة في هذه العملية.

الوكالة الفيدرالية للتعليم

جوفبو "جامعة ولاية أودمورت"

قسم الاقتصاد وإدارة صناعة النفط والغاز

عمل الدورة

حول موضوع "حفر آبار النفط والغاز"

رئيس Borkhovich S. Yu.

أسئلة للاختبار

1. طرق حفر الآبار

1.1 الحفر بالطرق

1.2 الحفر الدوار

2. سلسلة الحفر. العناصر الأساسية. توزيع الأحمال على طول سلسلة الحفر

2.2 تكوين سلسلة الحفر

3. الغرض من سوائل الحفر. المتطلبات التكنولوجية والقيود على خصائص سوائل الحفر

3.1 وظائف سائل الحفر

3.2 متطلبات سوائل الحفر

4. العوامل المؤثرة على جودة سمنتة الآبار

5. أنواع لقم الثقب والغرض منها

5.1 أنواع البتات للحفر المستمر

5.2 القطع الدوارة

5.3 قطع الشفرة

5.4 قطع الطحن

5.5 بتات ISM

الأدب

أسئلة للاختبار

طرق حفر الآبار

سلسلة الحفر. العناصر الأساسية. توزيع الأحمال على طول سلسلة الحفر

الغرض من سوائل الحفر. المتطلبات التكنولوجية والقيود على خصائص سوائل الحفر

العوامل المؤثرة على جودة سمنتة الآبار

أنواع لقم الثقب والغرض منها

1 . طرق حفر الآبار

هناك طرق مختلفة للحفر، ولكن الحفر الميكانيكي أصبح واسع الانتشار صناعيا. وهي مقسمة إلى التأثير والتناوب.

1.1 الحفر الإيقاعي

أثناء الحفر الإيقاعيتشتمل أداة الحفر على: لقمة (1)؛ قضبان الصدمات (2)؛ قفل الحبل (3)؛ تم تركيب سارية (12) على السطح؛ كتلة (5)؛ بكرة بكرة الموازن (7) ؛ الأسطوانة المساعدة (8)؛ طبل جهاز الحفر (11) ؛ حبل (4)؛ التروس (10)؛ قضيب التوصيل (9) ؛ إطار التوازن (6). عندما تدور التروس، يتم إجراء الحركات، ورفع وخفض إطار التوازن. عندما يتم خفض الإطار، تقوم الأسطوانة القابلة للسحب برفع أداة الحفر فوق قاع البئر. عندما يتم رفع الإطار، يتم تحرير الحبل وتسقط اللقمة في الوجه، مما يؤدي إلى تدمير الصخرة. من أجل منع انهيار جدران البئر، يتم إنزال سلسلة الغلاف فيه. تنطبق طريقة الحفر هذه على الأعماق الضحلة عند حفر آبار المياه. في الوقت الحالي، لا يتم استخدام طريقة الإيقاع لحفر الآبار.

1.2 الحفر الدوار

الحفر الدوار .يتم حفر آبار النفط والغاز بطريقة الحفر الدوار. أثناء هذا الحفر، يحدث تدمير الصخور بسبب دوران لقمة الحفر. يتم توفير دوران لقمة الحفر بواسطة دوار يقع عند رأس البئر من خلال سلسلة أنبوب الحفر. وهذا ما يسمى الطريقة الدوارة. أيضًا، يتم إنشاء عزم الدوران أحيانًا باستخدام محرك (مثقاب توربيني، مثقاب كهربائي، محرك لولبي أسفل البئر)، ثم تسمى هذه الطريقة الحفر بمحرك قاع البئر.

توربودريل- هذا عبارة عن توربين هيدروليكي يتم دفعه إلى الدوران باستخدام سائل التنظيف الذي يتم ضخه في البئر بواسطة المضخات.

الحفر الكهربائية- هو محرك كهربائي، يتم إمداده بالتيار الكهربائي عن طريق كابل من السطح. يتم حفر الآبار باستخدام جهاز الحفر.

1-إزميل؛ 2 - أنبوب الحفر ذو الوزن الزائد؛ 3.8 - فرعي؛ 4 - مركزي. 5 - اقتران فرعي؛ 6,7 - أنابيب الحفر الموزونة 9 - حلقة الأمان؛ 10 - أنابيب الحفر. 11 - فرعية السلامة؛ 12.23 - غواصات القضيب، السفلية والعلوية؛ 13 - الأنابيب الرائدة. 14 - علبة التروس. 15 - ونش 16 - فرعية دوارة. 17 - الخطاف 18 - كتلة التاج؛ 19 - برج؛ 21 - دوار؛22 - خرطوم؛24 - الناهض؛25 - الدوار؛26 - فاصل الحمأة؛27 - مضخة الطين

يتم التدمير باستخدام قطعة صغيرة يتم إنزالها على أنابيب الحفر إلى الأسفل. يتم نقل الحركة الدورانية بواسطة محرك أسفل البئر من خلال سلسلة من أنابيب الحفر. بعد تشغيل أنابيب الحفر بالقليل، يتم إدخال بطانتين في الفتحة الموجودة في برميل الدوار، ويتم إدخال مشبكين بداخلهما، مما يشكل ثقبًا بمقطع عرضي مربع. تحتوي هذه الفتحة أيضًا على أنبوب رئيسي، ذو مقطع عرضي مربع أيضًا. يتلقى عزم الدوران من الطاولة الدوارة ويتحرك بحرية على طول محور الدوار. تتم جميع عمليات الرفع وتعليق سلسلة أنابيب الحفر بواسطة آلية الرفع.

2 سلسلة الحفر. العناصر الأساسية. توزيع الأحمال على طول سلسلة الحفر

2.1 الغرض من سلسلة الحفر

سلسلة الحفر هي حلقة الوصل بين معدات الحفر الموجودة على السطح وأداة قاع البئر (لقمة الحفر، جهاز اختبار التكوين، أداة الصيد، وما إلى ذلك) المستخدمة في لحظة معينة من الزمن لإجراء أي عملية تكنولوجية في حفرة البئر.

يتم تحديد الوظائف التي تؤديها سلسلة الحفر من خلال العمل الذي يتم تنفيذه في البئر. أهمها ما يلي.

أثناء الحفر الميكانيكي، سلسلة الحفر:

· هي قناة لتزويد الحفرة السفلية بالطاقة اللازمة لتدوير لقمة الحفر: ميكانيكية - أثناء الحفر الدوار؛ هيدروليكي - عند الحفر باستخدام محركات هيدروليكية في قاع البئر (مثقاب توربيني، محرك لولبي في قاع البئر)؛ كهربائي - عند الحفر باستخدام المثاقب الكهربائية (من خلال كابل موجود داخل الأنابيب)؛

· يدرك وينقل إلى جدران البئر (عند عمق تيار صغير للبئر، وكذلك إلى الدوار) عزم الدوران التفاعلي عند الحفر بمحركات قاع البئر؛

· هي قناة للتداول الدائري لعامل العمل (السائل، خليط الغاز والسائل، الغاز)؛ عادة، يتحرك عامل العمل للأسفل عبر المساحة داخل الأنابيب إلى الأسفل، ويلتقط الصخور المدمرة (الحمأة)، ثم يتحرك للأعلى عبر المساحة الحلقية إلى رأس البئر (الغسل المباشر)؛

· يعمل على إنشاء (بوزن الجزء السفلي من العمود) أو نقل (مع التغذية القسرية للأداة) حملاً محوريًا على لقمة العمل، وفي نفس الوقت استقبال الأحمال الديناميكية من لقمة العمل، وإطفاءها جزئيًا وعكسها مرة أخرى إلى قليلا وتمريرها جزئيا أعلى؛

· يمكن أن تكون بمثابة قناة اتصال لتلقي المعلومات من القاع أو نقل إجراء التحكم إلى أداة قاع البئر.

· أثناء عمليات التعثر، يتم استخدام سلسلة الحفر لخفض ورفع لقمة الحفر، ومحركات قاع البئر، ومختلف مجموعات قاع البئر؛

· لتمرير الأجهزة أسفل البئر.

· لتجهيز حفرة البئر وإجراء التنظيف المتوسط ​​بها

لغرض إزالة سدادات الحمأة، الخ.

عند التخلص من المضاعفات والحوادث، بالإضافة إلى إجراء أبحاث واختبارات الآبار، فإن سلسلة الحفر تخدم:

· لضخ ونفخ المواد الواصلة إلى التكوين؛

· لإنزال وتركيب أجهزة التعبئة لغرض إجراء الدراسات الهيدروديناميكية للتكوينات عن طريق اختيار أو حقن السوائل.

· لخفض وتركيب الأقفال لعزل مناطق الامتصاص،

· تدعيم المناطق المتهدمة أو الانهيارات الأرضية وتركيب الجسور الأسمنتية وغيرها.

· لإنزال أداة الصيد والعمل بها.

عند الحفر باستخدام عينات أساسية (عينة صخرية) باستخدام أنبوب أساسي قابل للإزالة، فإن سلسلة الحفر تعمل كقناة يتم من خلالها خفض ورفع الأنبوب الأساسي.

2.2 تكوين سلسلة الحفر

تتكون سلسلة الحفر (باستثناء الأنابيب المستمرة التي ظهرت مؤخرًا) من أنابيب الحفر باستخدام وصلة ملولبة. عادة ما يتم توصيل الأنابيب ببعضها البعض باستخدام عناصر ربط خاصة - وصلات الحفر، على الرغم من إمكانية استخدام أنابيب الحفر غير المقفلة أيضًا. عند رفع سلسلة الحفر (من أجل استبدال لقمة الحفر البالية أو عند إجراء عمليات تكنولوجية أخرى)، يتم في كل مرة تفكيك سلسلة الحفر إلى وصلات أقصر مع تثبيت الأخيرة داخل البرج على منصة خاصة - حامل أو (في حالات نادرة) ) على رفوف خارج برج الحفر، وعند الهبوط تتجمع مرة أخرى في عمود طويل.

إن تجميع وتفكيك سلسلة الحفر وتفكيكها إلى أنابيب منفصلة (مفردة) سيكون أمرًا غير مريح وغير منطقي. لذلك، يتم تجميع الأنابيب الفردية بشكل مبدئي (أثناء تمديد الأداة) في ما يسمى بحوامل الحفر، والتي لا يتم تفكيكها لاحقًا (أثناء إجراء الحفر باستخدام سلسلة الحفر هذه).

حامل بطول 24-26 م (على عمق حفر 5000 م أو أكثر، يمكن استخدام منصات الحفر بطول 36-38 م مع جهاز حفر بارتفاع 53-64 م) يتكون من أنبوبين أو ثلاثة أو أربعة أنابيب عند الاستخدام أنابيب بأطوال 12 و 8 و م على التوالي. في الحالة الأخيرة، من أجل الراحة، يتم توصيل أنبوبين بطول 6 أمتار مسبقًا باستخدام أداة التوصيل في أنبوبين (الكوع)، والتي لم يتم تفكيكها لاحقًا.

كجزء من سلسلة الحفر، مباشرة فوق لقمة الحفر أو فوق محرك قاع البئر، يتم دائمًا توفير أطواق الحفر، والتي تتميز بوزن وصلابة متعددة مقارنة بأنابيب الحفر التقليدية، مما يجعل من الممكن إنشاء الحمل اللازم على لقمة الحفر وتوفير ما يكفي صلابة الجزء السفلي من الأداة أثناء تجنب الانحناء الطولي والانحناء غير المنضبط لحفرة البئر. تُستخدم الأطواق أيضًا لتنظيم اهتزازات الجزء السفلي من سلسلة الحفر مع عناصرها الأخرى.

تشتمل سلسلة الحفر عادةً على أجهزة مركزية، ومعايرات، ومثبتات، ومرشحات، وغالبًا ما تكون مصائد الملاط المعدنية، وصمامات فحص، وأحيانًا آليات وأجهزة خاصة مثل الموسعات، والحذافات، وآليات تغذية قاع البئر، وأدلة الموجات، والرنانات، وممتصات الصدمات للاهتزازات الطولية والالتوائية، حلقات المداس ذات الغرض المقابل.

للتحكم في انحناء حفرة البئر في اتجاه معين، أو على العكس من ذلك، لتقويم التجويف المنحني بالفعل، يتم تضمين أدوات السوط في سلسلة الحفر، وللحفاظ على الاتجاه المستقيم لحفرة البئر، يتم استخدام ترتيبات خاصة، غالبًا ما تكون معقدة للغاية، من يتم استخدام الجزء السفلي من سلسلة الحفر.

بالنسبة لمعظم الناس، فإن امتلاك بئر نفط أو غاز خاص بك يعني حل المشكلات المالية لبقية حياتك والعيش دون التفكير في أي شيء.
ولكن هل من السهل حفر بئر؟ كيف يتم هيكلتها؟ لسوء الحظ، قليل من الناس يسألون هذا السؤال.

يقع بئر الحفر 39629G بالقرب من ألميتيفسك، في قرية كاراباش. بعد المطر الليلي، كان كل شيء حوله في الضباب وظلت الأرانب تجري أمام السيارة.

وأخيراً، ظهرت منصة الحفر نفسها. كان رئيس عمال منصة الحفر ينتظرنا بالفعل هناك - وهو الشخص الرئيسي في الموقع، فهو يتخذ جميع القرارات التشغيلية وهو مسؤول عن كل ما يحدث أثناء الحفر، وكذلك رئيس قسم الحفر.

في الأساس، يشير الحفر إلى تدمير الصخور في القاع (عند أدنى نقطة) واستخراج الصخور المدمرة إلى السطح. جهاز الحفر عبارة عن مجموعة معقدة من الآليات، مثل جهاز الحفر، ومضخات الطين، وأنظمة تنظيف طين الحفر، والمولدات، وأماكن المعيشة، وما إلى ذلك.

موقع الحفر الذي توجد عليه جميع العناصر (سنتحدث عنها أدناه) هو منطقة خالية من طبقة التربة الخصبة ومملوءة بالرمال. وبعد الانتهاء من العمل، تتم استعادة هذه الطبقة، وبالتالي لا يحدث أي ضرر كبير للبيئة. طبقة من الرمل مطلوبة، لأن... عند هطول الأمطار الأولى، سوف يتحول الطين إلى طين غير سالك. لقد رأيت بنفسي كيف علقت جبال الأورال متعددة الأطنان في مثل هذا الملاط.
ولكن أول الأشياء أولا.

وفي البئر 39629G، تم تركيب منصة حفر (برج في الواقع) SBU-3000/170 (منصة حفر ثابتة، قدرة رفع قصوى تبلغ 170 طنًا). الآلة مصنوعة في الصين وتقارن بشكل إيجابي بما رأيته من قبل. يتم إنتاج منصات الحفر أيضًا في روسيا، لكن منصات الحفر الصينية أرخص في الشراء والصيانة.

يتم إجراء الحفر العنقودي في هذا الموقع، وهو أمر نموذجي بالنسبة للآبار الأفقية والاتجاهية. ويعني هذا النوع من الحفر أن رؤوس الآبار تقع على مسافات متقاربة من بعضها البعض.
ولذلك، فإن جهاز الحفر مجهز بنظام ذاتي الحركة على القضبان. يعمل النظام على مبدأ "الدفع والسحب" ويبدو أن الآلة تتحرك بنفسها بمساعدة الأسطوانات الهيدروليكية. يستغرق الانتقال من نقطة إلى أخرى (العشرات الأولى من الأمتار) بضع ساعات مع جميع العمليات المصاحبة.

نصعد إلى موقع الحفر. هذا هو المكان الذي تتم فيه معظم أعمال الحفارين. تُظهر الصورة أنابيب سلسلة الحفر (على اليسار) ومفتاح ربط هيدروليكي، يتم من خلاله تمديد السلسلة بأنابيب جديدة ومواصلة الحفر. يتم الحفر بفضل الجزء الموجود في نهاية العمود والدوران الذي يتم نقله بواسطة الدوار.

لقد سررت بشكل خاص بمكان عمل الحفار. ذات مرة، في جمهورية كومي، رأيت حفارًا يتحكم في جميع العمليات بمساعدة ثلاث روافع صدئة وحدسه الخاص. لتحريك الرافعة من مكانها، علق عليها حرفيا. ونتيجة لذلك، كاد خطاف الحفر أن يقتله.
هنا الحفار يشبه قبطان سفينة الفضاء. يجلس في كشك معزول، محاطًا بالشاشات، ويتحكم في كل شيء باستخدام عصا التحكم.

وبطبيعة الحال، يتم تدفئة المقصورة في فصل الشتاء وتبريدها في الصيف. بالإضافة إلى ذلك، فإن السقف المصنوع أيضًا من الزجاج مزود بشبكة واقية في حالة سقوط شيء من ارتفاع وممسحة لتنظيف الزجاج. هذا الأخير يسبب فرحة حقيقية بين الحفارين :)

دعونا نتسلق!

بالإضافة إلى الدوار، تم تجهيز المنصة بنظام الدفع العلوي (المصنوع في الولايات المتحدة الأمريكية). يجمع هذا النظام بين كتلة الصمام والدوار. بشكل تقريبي، هذه رافعة مزودة بمحرك كهربائي متصل بها. يعد نظام الدفع العلوي أكثر ملاءمة وأسرع وأكثر حداثة من الدوار.

فيديو لكيفية عمل نظام القيادة العلوية:

من البرج لديك إطلالة رائعة على الموقع والمنطقة المحيطة :)

بالإضافة إلى المناظر الجميلة، في الجزء العلوي من جهاز الحفر، يمكنك العثور على مكان عمل بومبور الركوب (مساعد الحفار). وتشمل مسؤولياته أعمال تركيب الأنابيب والإشراف العام.

نظرًا لوجود الفارس في مكان العمل طوال نوبة العمل البالغة 12 ساعة وفي أي طقس وفي أي وقت من السنة، فقد تم تجهيز غرفة مُدفأة له. هذا لم يحدث أبدا على الأبراج القديمة!

في حالة الطوارئ، يمكن للراكب الإخلاء باستخدام عربة:

عندما يتم حفر بئر، يتم غسل الجذع عدة مرات لإزالة الصخور المحفورة (الحمأة) ويتم إنزال فيه سلسلة غلاف تتكون من العديد من الأنابيب الملتوية معًا. أحد الأقطار الداخلية النموذجية للغلاف هو 146 ملم. يمكن أن يصل طول البئر إلى 2-3 كيلومترات أو أكثر. وبذلك فإن طول البئر يتجاوز قطره بعشرات الآلاف من المرات. على سبيل المثال، قطعة من الخيط العادي بطول 2-3 أمتار لها نفس النسب تقريبًا.

يتم تغذية الأنابيب من خلال شلال خاص:

بعد تشغيل الغلاف، يتم شطف البئر مرة أخرى ويبدأ تثبيت الحلقة (المسافة بين جدار البئر والغلاف). يتم تغذية الأسمنت على الوجه وإدخاله في الحلقة.

بعد أن يتصلب الأسمنت، يتم فحصه باستخدام مسبار (جهاز يتم إنزاله في البئر) AKTs - التحكم في الإسمنت الصوتي، ويتم ضغط البئر (فحص التسربات)، إذا كان كل شيء على ما يرام، ثم يستمر الحفر - يتم حفر كوب الأسمنت في الجزء السفلي ويتحرك قليلا.

الحرف "g" في البئر رقم 39629G يعني أن حفرة البئر أفقية. من رأس البئر إلى نقطة معينة، يتم حفر البئر دون انحراف، ولكن بعد ذلك، بمساعدة سوط مفصلي و/أو سوط دوار، يصبح أفقيًا. الأول عبارة عن أنبوب بمفصلة، ​​والثاني مزود بفوهة اتجاهية، والتي تنحرف عن طريق ضغط سائل الحفر. عادةً ما يتم تصوير انحراف البرميل في الصور بزاوية 90 درجة تقريبًا، ولكن في الواقع تبلغ هذه الزاوية حوالي 5-10 درجات لكل 100 متر.

للتأكد من أن البئر يذهب إلى حيث يجب أن يذهب، أشخاص خاصون - "القاذفون" أو مهندسو القياس عن بعد. واستنادًا إلى قراءات النشاط الإشعاعي الطبيعي للصخور والمقاومة وغيرها من المعالم، يقومون بمراقبة وضبط مسار الحفر.

من الناحية التخطيطية، يبدو كل شيء كما يلي:

أي تلاعب بأي شيء في قاع (أسفل) البئر يتحول إلى نشاط مثير للغاية. إذا قمت بإسقاط أداة أو مضخة أو عدة أنابيب عن طريق الخطأ في البئر، فمن المحتمل جدًا أنك لن تحصل أبدًا على ما أسقطته، وبعد ذلك يمكنك التخلي عن عشرات أو مئات الملايين من الروبلات. ومن خلال الخوض في الحالات وقصص الإصلاح، يمكنك العثور على آبار لؤلؤ حقيقية، يوجد في أسفلها مضخة، وفوقها أداة صيد (لإزالة المضخة)، وفوقها أداة لاستخراج اللؤلؤ. سمكة
الأداة النهائية. في حضوري، على سبيل المثال، أسقطوا بمطرقة ثقيلة في البئر :)

لكي يتدفق النفط إلى البئر على الإطلاق، يجب عمل ثقوب في الغلاف والحلقة الأسمنتية خلفه، حيث أنها تفصل الخزان عن البئر. يتم عمل هذه الثقوب باستخدام شحنات مشكلة؛ إنها في الأساس هي نفسها، على سبيل المثال، المضادة للدبابات، فقط بدون هدية، لأنها لا تحتاج إلى الطيران في أي مكان. لا تخترق الشحنات الغلاف والأسمنت فحسب، بل تخترق أيضًا الطبقة الصخرية نفسها التي يبلغ عمقها عدة عشرات من السنتيمترات. العملية برمتها تسمى ثقب.

لتقليل احتكاك الأداة، وإزالة الصخور المدمرة، ومنع تساقط جدران البئر وتعويض الفرق في ضغط الخزان والضغط عند رأس البئر (في الأسفل يكون الضغط أكبر بعدة مرات)، يتم ملء البئر بسائل الحفر. يتم اختيار تركيبته وكثافته حسب طبيعة القطع.
يتم ضخ سائل الحفر بواسطة محطة ضاغطة ويجب أن يدور باستمرار في البئر لتجنب تساقط جدران البئر والتصاق الأداة (الحالة التي يكون فيها الخيط مسدودًا ومن المستحيل تدويره أو سحبه للخارج - وهذا أحد حوادث الحفر الأكثر شيوعًا) وأشياء أخرى.

ننزل من البرج ونذهب لننظر إلى المضخات.

أثناء عملية الحفر، يحمل سائل الحفر القطع (الصخور المحفورة) إلى السطح. ومن خلال تحليل القطع، يمكن للحفارين والجيولوجيين استخلاص استنتاجات حول الصخور التي يمر بها البئر حاليًا. ثم يجب تنظيف المحلول من الحمأة وإعادته إلى البئر للعمل. ولهذا الغرض تم تجهيز نظام محطات المعالجة و"الحظيرة"، حيث يتم تخزين الحمأة المنقاة (الحظيرة مرئية في الصورة السابقة على اليمين).

الغربال الاهتزازي هو أول من يأخذ المحلول - فهو يفصل الأجزاء الأكبر.

ثم يمر المحلول خلال الحمأة (يسار) وفواصل الرمال (يمين):

وأخيرًا، تتم إزالة الجزء الدقيق باستخدام جهاز الطرد المركزي:

ثم يدخل المحلول إلى الكتل السعوية، إذا لزم الأمر، تتم استعادة خصائصه (الكثافة والتركيب وما إلى ذلك) ومن هناك يتم تغذيته مرة أخرى إلى البئر باستخدام المضخة.
كتلة بالسعة:

مضخة الطين (صنع في روسيا!). الشيء الأحمر الموجود في الأعلى هو معوض هيدروليكي، فهو يعمل على تنعيم نبض المحلول بسبب الضغط الخلفي. عادةً ما تحتوي منصات الحفر على مضختين: إحداهما تعمل والثانية احتياطية في حالة العطل.

تتم إدارة جميع معدات الضخ هذه بواسطة شخص واحد. ونظرًا لضجيج المعدات، فإنه يرتدي سدادات الأذن أو أدوات حماية السمع طوال فترة الوردية.

"وماذا عن الحياة اليومية للحفارين؟" - أنت تسأل. لم نفوت هذه اللحظة أيضًا!
يعمل الحفارون في هذا الموقع في نوبات قصيرة مدتها 4 أيام، وذلك لأن... يتم الحفر داخل المدينة تقريبًا، لكن الوحدات السكنية لا تختلف عمليا عن تلك المستخدمة، على سبيل المثال، في القطب الشمالي (باستثناء الأفضل).

يوجد إجمالي 15 مقطورة في الموقع.
بعضها سكني، حيث يعيش الحفارون لـ 4 أشخاص. تنقسم المقطورات إلى دهليز به علاقة وحوض غسيل وخزائن وجزء المعيشة نفسه.

بالإضافة إلى ذلك، يقع الحمام وغرفة تناول الطعام في مقطورات منفصلة (في العامية المحلية - "الحزم"). في الأخير، تناولنا وجبة إفطار رائعة وناقشنا تفاصيل العمل، ولن أعيد سرد القصة وإلا فسوف تتهمني بالإعلان الصريح للغاية، لكنني سأقول إنني أردت على الفور البقاء في ألميتيفسك... انتبه إلى الأسعار!

لقد أمضينا حوالي ساعتين ونصف في منصة الحفر وكنت مقتنعًا مرة أخرى بأن مثل هذه الأعمال المعقدة والخطيرة مثل الحفر وإنتاج النفط بشكل عام لا يمكن القيام بها إلا من قبل الأشخاص الطيبين. وأوضحوا لي أيضًا أن الأشخاص السيئين لا يبقون هنا.

أيها الأصدقاء، شكرا لكم على القراءة حتى النهاية. آمل الآن أن تفهم عملية حفر الآبار بشكل أفضل قليلاً. إذا كان لديك أي أسئلة، اطرحها في التعليقات. أنا بنفسي أو بمساعدة الخبراء سأجيب بالتأكيد!

فلاديمير خوموتكو

مدة القراءة: 5 دقائق

أ أ

ما هو بئر النفط؟

من الصعب تخيل الحياة الحديثة بدون المنتجات البترولية. وهي مصنوعة من النفط، الذي يتم استخراجه باستخدام عمليات التعدين الخاصة. لقد سمع الكثير منا مصطلح "آبار النفط"، ولكن بالكاد يعرف الجميع ما هو عليه حقًا. دعونا نحاول معرفة ما هو هذا الهيكل وما هو شكله.

البئر عبارة عن فتحة منجم أسطوانية يقل قطرها بعدة مرات عن الطول الإجمالي لعمودها (العمق).

بالإضافة إلى البئر، هناك أيضًا أعمال تعدين مثل البئر والمنجم. كيف تختلف عن التعريف الذي ندرسه؟ انها في الواقع بسيطة جدا. يمكن لأي شخص الدخول إلى منجم أو بئر، ولكن ليس في البئر. وبالتالي، فإن التعريف الإضافي لهذا الهيكل هو كما يلي: فتحة منجم، تصميمها وشكلها يمنع الإنسان من الوصول إليها.

ويسمى الجزء العلوي من هذا العمل بالفم، والجزء السفلي يسمى الوجه. الجدران التي تنزل تشكل ما يسمى بالجذع.

يعلم الجميع أن الآبار يتم حفرها. ومع ذلك، فإن القول بأنهم تم حفرهم ببساطة سيكون غير صحيح. هذه الهياكل الرأسمالية، المعقدة في بنيتها، هي بالأحرى مبنية تحت الأرض، ولذلك تصنف ضمن الأصول الثابتة للمنظمة، وتكاليف حفرها وترتيبها هي استثمارات رأسمالية.

بناء آبار النفط والغاز

يتم اختيار تصميم البئر في مرحلة التصميم ويجب أن يستوفي المتطلبات التالية:

• يجب أن يوفر التصميم حرية الوصول إلى الجزء السفلي من الأدوات الجيوفيزيائية ومعدات قاع البئر؛
• يجب أن يمنع التصميم انهيار جدران البرميل؛
• ويجب أيضًا ضمان الفصل الموثوق لجميع الطبقات القابلة للمرور عن بعضها البعض ومنع تدفق السوائل من طبقة إلى أخرى؛
• إذا لزم الأمر، فإن تصميم هذا الحفر يجب أن يجعل من الممكن إغلاق فمه إذا دعت الحاجة إلى ذلك.

يتم إنشاء وتركيب آبار النفط والغاز على النحو التالي:

1. الخطوة الأولى هي حفر عمود أولي ذي قطر كبير. عمقها حوالي 30 مترا. ثم يتم إنزال أنبوب معدني يسمى الاتجاه في الحفرة المحفورة، ويتم تثبيت المساحة المحيطة به بأنابيب غلاف خاصة ويتم تدعيمها. الغرض من الاتجاه هو منع تآكل طبقة التربة العلوية أثناء الحفر الإضافي.
2. علاوة على ذلك، على عمق 500 إلى 800 متر، يتم حفر عمود بقطر أصغر، حيث يتم إنزال عمود من الأنابيب يسمى الموصل. يتم أيضًا ملء المساحة بين جدران الأنابيب والصخور بملاط الأسمنت حتى عمقها بالكامل.
3. فقط بعد ترتيب الاتجاه والموصل، يتم حفر البئر إلى العمق المحدد في التصميم، ويتم إنزال سلسلة أنابيب ذات قطر أصغر فيه. هذا العمود يسمى التشغيلي. إذا كان عمق التكوين كبيرا، فمن الممكن استخدام ما يسمى بأعمدة الأنابيب المتوسطة. تمتلئ المساحة الكاملة بين حفرة البئر والصخور المحيطة بالأسمنت.

ما هو الغرض الرئيسي للموصل؟ والحقيقة أنه على أعماق تصل إلى 500 متر توجد منطقة نشطة للمياه العذبة، وتحت هذا العمق (حسب منطقة التطوير) تبدأ منطقة يصعب فيها تبادل المياه، حيث يوجد فيها الكثير من المياه المالحة وغيرها. السوائل المتنقلة (بما في ذلك الغازات والنفط). لذا فإن المهمة الرئيسية للموصل هي الحماية الإضافية التي تمنع تملح المياه العذبة السطحية ولا تسمح للمواد الضارة التي تتركز في الطبقات السفلية باختراقها.

ما هي أنواع الآبار الموجودة؟

اعتمادا على الظروف الجيولوجية التي تقع فيها حقول النفط، يتم حفر أنواع مختلفة من هذه الأعمال.

الأنواع الرئيسية للآبار:

• رَأسِيّ؛
• اتجاهي بشكل غير مباشر
• أفقي؛
• متعدد البراميل أو متعدد الفتحات.

يسمى البئر رأسياً إذا كانت زاوية انحراف جذعه عن العمودي لا تزيد عن خمس درجات.

إذا كانت هذه الزاوية أكثر من خمس درجات، فهي بالفعل نوع مائل الاتجاه.

يُسمى البئر أفقيًا إذا كانت زاوية انحراف جذعه عن الوضع الرأسي تساوي 90 درجة تقريبًا. ومع ذلك، هناك بعض الفروق الدقيقة في هذا التعريف. نظرًا لأن "الخطوط المستقيمة" نادرًا ما توجد في الطبيعة الحية، وغالبًا ما تقع الطبقات المتقدمة على بعض المنحدرات، فمن الناحية العملية، كقاعدة عامة، لا يوجد أي معنى لحفر آبار أفقية تمامًا.

من الأسهل والأكثر كفاءة توجيه البرميل على طول المسار الأمثل. وبناءً على ذلك، يمكننا تحديد النوع الأفقي لمثل هذه الأعمال على أنه بئر ذو عمود ممتد، يتم حفره في أقرب مكان ممكن من اتجاه التكوين الإنتاجي المستهدف مع الحفاظ على السمت الأمثل.

تسمى الآبار التي تحتوي على جذعين أو أكثر متعددة الأطراف أو متعددة الأطراف. يكمن اختلافهم عن بعضهم البعض في موقع نقطة التفرع، حيث تغادر النقاط الإضافية من الجدول الرئيسي. إذا كانت هذه النقطة تقع فوق مستوى الأفق الإنتاجي، فإن هذا النوع من التطوير يسمى متعدد المحاور. إذا كانت هذه النقطة تقع ضمن الأفق الإنتاجي، فهذا نوع بئر متعدد الأطراف.

ببساطة، إذا تم حفر الجذع الرئيسي حتى التكوين المتطور، وتم حفر فروع إضافية بداخله، فهذا نوع متعدد الأطراف (يتم اختراق التكوين الإنتاجي عند نقطة واحدة). يتم تصنيف جميع الأعمال الأخرى ذات الأعمدة المتعددة على أنها متعددة البراميل (عدة نقاط اختراق للتكوين). كما يعتبر هذا النوع من الآبار نموذجيًا في الحالات التي توجد فيها الطبقات في آفاق مختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا آبار عنقودية. في هذه الحالة، تتباعد عدة جذوع بزوايا مختلفة وإلى أعماق مختلفة، وأفواهها قريبة من بعضها البعض (مثل شجيرة مزروعة رأسا على عقب).

يوفر هذا التصنيف الفئات التالية من أعمال المناجم هذه:

يتم إجراء الحفر الاستكشافي في المناطق التي تم بالفعل تحديد محتواها من النفط أو الغاز، وذلك لتوضيح أحجام الرواسب الهيدروكربونية المكتشفة وتوضيح المعالم الأولية للحقل، والتي تعتبر ضرورية عند تصميم طريقة لتطوير الحقل، وبالتالي ويولى اهتمام خاص للاستكشاف.

يؤدي حفر الإنتاج إلى إنشاء الأنواع التالية من الأعمال:

• الرئيسي (الإنتاج والحقن) ؛
• احتياطي؛
• يتحكم؛
• تقييمي؛
• تكرار؛
• آبار لأغراض خاصة (امتصاص، وتناول المياه، وما إلى ذلك).

ويتم استخراج المواد الخام نفسها من خلال أعمال التعدين، والتي تتمثل في الضخ ورفع الغاز والنافورة.

والغرض من آبار الحقن هو التأثير على التكوين المتطور عن طريق حقن البخار أو الغاز أو الماء فيه، بالإضافة إلى وسائط العمل الأخرى. فهي داخل الكفاف، ومحيط الكفاف والكفاف.

تعد المناطق الاحتياطية ضرورية لتطوير المناطق الفردية والراكدة، بالإضافة إلى مناطق الضغط غير المدرجة في محيط الآبار الرئيسية.

هناك حاجة إلى ضوابط لمراقبة الوضع الحالي لمناطق الاتصال للموارد المستخرجة والمياه والتغيرات الأخرى في التكوين قيد التطوير. بالإضافة إلى أنها تساعد في التحكم في الضغط في التكوينات الإنتاجية.

هناك حاجة إلى مقدرين لإجراء تقييم أولي للحقول التي يجري إعدادها للتطوير. فهي تساعد في تحديد حدود وأحجام الاحتياطيات، بالإضافة إلى المعايير الأولية الضرورية الأخرى.

يتم استخدام الآبار المكررة أثناء استبدال الآبار الموجودة في المخزون الرئيسي والتي يتم تصفيتها بسبب التآكل الجسدي أو الحوادث.

من خلال تلك الخاصة، يتم استخراج المياه المعالجة، وتصريف المياه الصناعية، ويتم التخلص من النوافير المفتوحة بمساعدتها، وما إلى ذلك.

إن عملية حفر بئر النفط بحكم طبيعة تأثيره على الصخور هي:

• ميكانيكي؛
• الحرارية.
• الفيزيائية والكيميائية.
• الكهربائية وما إلى ذلك.

تصميم آبار النفط

يتضمن التطوير الصناعي للرواسب استخدام الطرق الميكانيكية فقط، والتي تستخدم أوضاع حفر مختلفة. جميع طرق الحفر الأخرى قيد التطوير التجريبي.

تنقسم طرق الحفر الميكانيكية إلى دوارة وإيقاعية.

طريقة التأثير هي التدمير الميكانيكي للصخور، والذي يتم تنفيذه بواسطة أداة خاصة معلقة على حبل - إزميل. يشتمل مجمع الحفر هذا أيضًا على قفل حبل وقضيب صدمات. يتم تعليق هذا الجهاز على حبل يتم إلقاؤه فوق كتلة مثبتة على سارية الحفر. يتم توفير الحركة الترددية للقمة بواسطة جهاز حفر خاص. يكتسب البرميل شكلًا أسطوانيًا بسبب دوران القطعة أثناء التشغيل.

يتم تنظيف وجه الصخور المدمرة باستخدام أداة الرفع التي تشبه دلوًا طويلًا مع وجود صمام في الأسفل. تتم إزالة الأداة من البرميل، ويتم خفض النازح، ويتم فتح صمامها في الوجه. يمتلئ الدلو بالسائل بقطع من الصخور، ويغلق الصمام، ويرتفع النازح الكامل إلى السطح. هذا كل شيء، يمكنك مواصلة الحفر.

في روسيا، لا يتم استخدام الحفر بالصدمة عمليا في الوقت الحالي.

تعتمد طريقة التدوير على غمر لقمة الحفر في الكتلة الصخرية من خلال تطبيق الحمل الرأسي وعزم الدوران على الأداة في نفس الوقت. يسمح الحمل الرأسي بدفع اللقمة إلى الصخر، وبعد ذلك، باستخدام عزم الدوران، تقوم رقائق اللقمة بتآكل الصخور وسحقها.

وفقًا لطريقة موقع وحدة الطاقة، يتم تقسيم الحفر الدوار إلى حفر دوار وحفر أسفل البئر. في الحالة الأولى، يقف المحرك على السطح، وينتقل عزم الدوران إلى أسفل سلاسل أنبوب الحفر. في الحالة الثانية، يتم وضع المحرك مباشرة خلف لقمة الحفر، ولا يدور خيط الحفر (فقط لقمة الحفر هي التي تدور).

أعمق بئر في العالم هو بئر كولا العميق (SG-3). عمقها 12262 مترا. تم حفره في منطقة مورمانسك لدراسة البنية العميقة للأرض.