Зміст
- Що таке спрямоване буріння?
- Чому буріть свердловини, які не вертикальні?
- Рок-агрегати, які найбільше виграють від горизонтального буріння
- Горизонтальне буріння та гідравлічний розлам у сланцях
- Методика буріння
- Нова філософія оренди та роялті
Спрямоване буріння під містом: Спрямоване буріння можна використовувати для досягнення цілей, які не можна бурити вертикальною свердловиною. Наприклад, неможливо отримати дозвіл на буріння свердловини, розташованої в населеному пункті або в парку. Однак свердловина може бути пробурена безпосередньо за межами населеного пункту чи парку, а потім спрямовуватися спрямовано, щоб потрапити в ціль.
Що таке спрямоване буріння?
Більшість свердловин, пробурених для води, нафти, природного газу, інформації та інших підземних цілей, - це вертикальні свердловини - буріння прямо в землю. Однак буріння під кутом, відмінним від вертикального, може отримувати інформацію, вражати цілі та стимулювати водойми способами, які неможливо досягти за допомогою вертикальної свердловини. У цих випадках цінністю є здатність точно керувати свердловиною в напрямках та кутах, що відходять від вертикалі.
Якщо спрямоване буріння поєднується з гідравлічним розривом, деякі гірські породи, які були непродуктивними при бурінні вертикально, можуть стати фантастичними виробниками нафти чи природного газу. Прикладами є сланці Марцелла Аппалачського басейну та Баккенська формація Північної Дакоти.
Звести до мінімуму слід: Одна бурова площадка може використовуватися для буріння ряду свердловин. Це зменшує слід операцій з буріння. У 2010 році Техаський університет в Арлінгтоні пробурив 22 свердловини на одній платформі. Ці свердловини споживають природний газ приблизно з 1100 акрів під кампусом. Очікується, що за 25-річний термін експлуатації свердловин буде вироблятися загалом 110 млрд. Куб. Футів природного газу. Альтернативою було б просвердлити багато свердловин, кожна з яких потребує бурового майданчика, ставка, під'їзної дороги та збиральної лінії.
Чому буріть свердловини, які не вертикальні?
Напрямне та горизонтальне буріння використовувались для досягнення цілей під сусідніми землями, зменшення площі розробки газового родовища, збільшення довжини «зони оплати» в свердловині, навмисне перетинання переломів, спорудження рельєфних свердловин та встановлення комунальних послуг під землями, де розкопки неможливі або надзвичайно дорогі.
Нижче перелік шести причин буріння не вертикальних свердловин. Вони графічно проілюстровані шістьма малюнками на цій сторінці.
A) Вражайте цілі, до яких неможливо досягти вертикального буріння.
Іноді водосховище знаходиться під містом чи парком, де буріння неможливо чи заборонено. Цей резервуар все ще може бути використаний, якщо буровий майданчик розташований на краю міста чи парку, а свердловина буриться під кутом, який буде перетинати водосховище.
В) Злийте широку ділянку з однієї бурової колодки.
Цей метод був використаний для зменшення поверхневого сліду в процесі буріння. У 2010 році Техаський університет в Арлінгтоні був представлений у новинах про буріння 22 свердловин на одній буровій майданчику, яка буде відводити природний газ з 1100 гектарів під кампусом. Очікується, що за 25-річний термін експлуатації свердловини будуть виробляти загалом 110 мільярдів кубічних футів газу. Цей метод значно знизив слід розвитку природного газу в межах кампусу.
Максимізуйте зону оплати: Якщо вертикальна свердловина буриться через скелю пласта товщиною 50 футів, то природний газ або нафта можуть просочитися в свердловину через 50 лінійних футів "зони оплати". Однак якщо свердловина повернута до горизонтального (або такого ж нахилу, що і скельна одиниця) і пробурена в межах цієї гірської одиниці, то відстань проникнення всередині зони оплати може бути значно більшою. Деякі горизонтальні свердловини мають проникнення понад одну милю в зону оплати праці.
Розбитий резервуар: Деякі водойми мають більшу частину своїх порових просторів у вигляді переломів. Успішні свердловини повинні проникати в тріщини, щоб мати надходження природного газу в свердловину. У багатьох географічних районах існує домінуючий напрямок руйнування, уздовж якого вирівнюється більшість переломів. Якщо свердловина буде пробурена перпендикулярно до площини цих переломів, то максимальна кількість переломів буде проникнута.
C) Збільшити довжину "зони оплати" в межах цільової породи.
Якщо скельна одиниця має товщину п'ятдесят футів, вертикальна свердловина, просвердлена через неї, мала б зону оплати, яка дорівнює п’ятдесяти футів. Однак якщо свердловина повернути і просвердлити горизонтально через скельну установку на відстані п’яти тисяч футів, то в цій одиночній свердловині буде зона оплати, яка завдовжки п’ять тисяч футів - це, як правило, призведе до значного підвищення продуктивності свердловини. У поєднанні з гідравлічним розривом горизонтальне буріння може перетворити непродуктивні сланці у фантастичні породи пласта.
Г) Підвищення продуктивності свердловин у розбитому водоймі.
Це робиться шляхом буріння в напрямку, що перетинає максимальну кількість переломів. Напрямок буріння зазвичай буде під прямим кутом до домінуючого напрямку руйнування. Геотермальні поля в гранітній породі зазвичай отримують майже весь водний обмін від руйнувань. Буріння під прямим кутом до домінуючого напрямку руйнування призведе до пробивання свердловини через максимальну кількість переломів.
E) Ущільнюйте або знімайте тиск у свердловині, що не контролюється.
Якщо свердловина вийшла з-під контролю, для її перетину можна пробурити "рельєфний колодязь". Пересічна свердловина може бути використана для герметизації початкової свердловини або для зняття тиску в свердловині, що не перебуває під контролем.
F) Встановіть підземні комунальні послуги там, де розкопки неможливі.
Горизонтальне буріння застосовувалось для встановлення газових та електричних ліній, які повинні перетинати річку, переходити дорогу або їхати під місто.
Полегшення: Якщо в свердловині є проблеми і вона починає витікати з-під контролю, її потрібно герметизувати на глибині або тиск повинен бути знятий. У цій ситуації "сусідський колодязь" може бути пробурений з розташованого поруч місця. Рельєфна свердловина буде направленим бурінням свердловини, яка перетинає свердловину проблемної свердловини, щоб відвести частину тиску або підключити свердловину, закачуючи цемент у свердловину.
Рок-агрегати, які найбільше виграють від горизонтального буріння
Вертикальні свердловини можуть ефективно осушувати гірські одиниці, які мають дуже високу проникність. Рідини в цих скельних одиницях можуть швидко і ефективно стікати в свердловину на великі відстані.
Однак там, де проникність дуже низька, рідини дуже повільно рухаються по скелі і не проїжджають великих відстаней, щоб досягти свердловини свердловини. Горизонтальне буріння може підвищити продуктивність у гірських породах з низькою проникністю, наближаючи свердловину свердловини набагато ближче до джерела рідини.
Комунальна лінія: Комунальні сервісні лінії, наприклад, які постачають електроенергію, воду або природний газ, іноді встановлюються шляхом спрямованого буріння. Цей метод застосовується, коли вони повинні переходити дорогу, де розкопування порушить рух транспорту, перетне річку, де викопування неможливо, або поперек громади, де встановлення поверхні шляхом розкопок було б надзвичайно дорогим і руйнівним.
Горизонтальне буріння та гідравлічний розлам у сланцях
Мабуть, найважливіша роль, яку відіграло горизонтальне буріння, відіграє в розробці сланців природного газу. Ці гірські породи з низькою проникністю містять значну кількість газу і знаходяться під дуже великими частинами Північної Америки.
Приклади сланців Барнетта в Техасі, Арканзасові сланці Файетвілла, Сланці Хайнесвіла в Луїзіані та Техасі та сланці Марцелла з басейну Аппалачі - приклади. У цих скельних одиницях викликом є не «пошук» водойми; Проблема полягає у відновленні газу з дуже крихітних порових просторів у скелі з малопроникною породою.
Для стимулювання продуктивності свердловин у сланцях, багатих органічними речовинами, компанії буріть горизонтально через гірський вузол, а потім використовують гідравлічний розрив для отримання штучної проникності, що відкривається фракційним піском. Складені разом, горизонтальне буріння та гідравлічне розрив може зробити продуктивний колодязь, де вертикальна свердловина виробляла б лише невелику кількість газу.
Методика буріння
Більшість горизонтальних свердловин починаються на поверхні як вертикальна свердловина. Буріння прогресує до тих пір, поки свердло не буде на кілька сотень футів над цільовою скельною одиницею. У цей момент трубу витягують із свердловини, а між буровою долотою та буровою трубою приєднується гідромотор.
Гідромотор працює від потоку бурового розчину по буровій трубі. Він може обертати свердло без обертання по всій довжині бурової труби між долотом і поверхнею. Це дозволяє долото просвердлити шлях, який відхиляється від орієнтації бурової труби.
Після встановлення двигуна долота і труба опускаються вниз свердловиною, і долото висвердлює шлях, який спрямовує свердловину свердловини від вертикалі до горизонталі на відстань у кілька сотень футів. Після того, як свердловина буде спрямована на відповідний кут, буріння прямо вперед поновлюється і свердловина слідує за цільовою скельною одиницею. Утримання колодязя в тонкому скельному блоці вимагає ретельної навігації. Свердловинні прилади застосовуються для визначення азимуту та орієнтації буріння. Ця інформація використовується для керування свердлом.
Горизонтальне буріння дороге. У поєднанні з гідравлічним розривом свердловина може коштувати до трьох разів долі за фут, ніж буріння вертикальної свердловини. Зайві витрати, як правило, відшкодовуються за рахунок збільшення видобутку з свердловини. Ці методи можуть примножувати вихід природного газу або нафти зі свердловини. Багато вигідних свердловин були б невдачами без цих методів.
Нова філософія оренди та роялті
При видобутку газу з вертикальної свердловини газ виробляється під однією земельною ділянкою. Більшість держав мають давно встановлені правила щодо прав на корисні копалини, які регулюють право власності на газ, що виробляється з вертикальних свердловин. Газ часто ділиться всіма власниками земельних ділянок на ділянці землі або в радіусі відстані від свердловини, що видобуває.
Горизонтальні свердловини вводять нову змінну: одна свердловина може проникати і виробляти газ з декількох посилок з різними власниками. Як можна справедливо розподілити роялті від цього газу? На це запитання, як правило, відповідають перед початком розробки через комбінацію урядових правил та приватних угод про розподіл роялті. Розділення роялті та спосіб поводження з власниками земельних ділянок можуть бути складнішими, ніж з вертикальним колодязем.