Știri din industrie

Care este rolul fluidului de foraj în procesul de foraj

2022-04-15

Ca cercetător în foraj, trebuie să înțelegeți toate aspectele forajului și să efectuați cercetări aprofundate asupra ramurilor sale. Astăzi, să aflăm care este rolul fluidului de foraj în procesul de foraj.

Care este rolul fluidului de foraj în proces de foraj

1. Introducerea de bază a fluidului de foraj

Lichidul de foraj este adesea denumit „noroi”. Dacă ingineria de foraj este comparată cu corpul uman, atunci fluidul de foraj este sângele său. Este un termen general pentru fluidul circulant care parcurge întregul proces de exploatare a petrolului și gazelor și este utilizat pentru a răspunde nevoilor diferitelor aspecte ale ingineriei de foraj. Fluidul de foraj este o singură componentă care menține contactul cu sonda pe tot parcursul procesului de foraj. Funcția sa principală este de a proiecta formula fluidului de foraj astfel încât proiectul de foraj să poată fi finalizat cu succes în sondă pentru a ajunge la formarea de petrol așteptată. Progresele în tehnologia fluidelor de foraj au făcut posibilă utilizarea sistemelor adaptabile și rentabile în fiecare secțiune a procesului de construcție a sondei.

Sistemul de fluid de foraj constă din volume mari de fluid pompat din gropile de suprafață cu ajutorul pompelor de noroi special concepute, ieșite din burghiu prin garnitura de foraj, ridicate până la inelul sondei și returnate la suprafață pentru îndepărtarea solidelor necesare. si tratamente de intretinere. Capacitatea sistemului de suprafață este de obicei determinată de dimensiunea platformei, iar selecția platformei este determinată de proiectarea sondei. De exemplu, un puț de apă adâncă poate avea câteva mii de barili de fluid de foraj activ. O mare parte din aceasta trebuie umplută cu niște coloane lungi de foraj care conectează podeaua platformei de fundul mării. În schimb, fântânile de mică adâncime de pe uscat pot necesita doar câteva sute de barili de apă pentru a-și atinge obiectivele.

Un fluid de foraj proiectat și întreținut corespunzător are câteva funcții esențiale în timpul construcției puțului:

· Curăţarea sondei prin transportul tăierilor la suprafaţă, unde tăieturile pot fi îndepărtate mecanic din fluid înainte ca fluidul de foraj să fie recirculat în fundul gaurei.

· Echilibrează sau depășește presiunea de formare în sondă pentru a minimiza riscurile de control al sondei.

· Sprijiniți și stabilizați peretele sondei până când carcasa poate fi asigurată și cimentată sau poate fi instalat echipamentul de completare a găurilor deschise.

· Preveniți sau minimizați deteriorarea straturilor de producție.

· Răciți și lubrifiați șirul de foraj și burghiul.

· Transmite puterea hidraulică către burghiu.

· Informațiile despre zona de producție pot fi obținute prin analiza butașilor, datele LWD și înregistrarea prin cablu.

Costul fluidelor de foraj este în medie de 10% din costul total existent al forajului. Cu toate acestea, proprietățile fluidului de foraj pot afecta costurile de foraj în mai multe moduri. Un sistem de foraj corect formulat și bine întreținut poate contribui la controlul costurilor pe toată durata operațiunii de foraj, poate crește rata de penetrare (ROP), poate proteja rezervorul de daune inutile, poate reduce la minimum pierderea potențială de circulație și poate stabiliza sonda la intervale statice, ajutând operatorii rămân în conformitate cu reglementările de mediu și de siguranță. Multe sisteme de fluide de foraj pot fi reutilizate de la puț la puț, reducând volumele de fluid rezidual și costul construirii noului noroi. În măsura în care este posibil, sistemul de fluid de foraj ar trebui să contribuie la menținerea potențialului de producție al zonei purtătoare de hidrocarburi. Minimizarea pătrunderii fluidelor și solidelor în zona de interes este cheia pentru obținerea randamentului dorit. Fluidele de foraj ar trebui să îndeplinească, de asemenea, cerințele stabilite de sănătate, siguranță și mediu (HSE) pentru a se asigura că personalul nu este pus în pericol și zonele sensibile din punct de vedere ecologic sunt protejate de contaminare. Companiile de fluide de foraj lucrează îndeaproape cu companiile care operează petrol și gaze pentru a atinge aceste obiective comune.

Testarea fluidelor de foraj

2. Funcțiile de bază ale fluidului de foraj

· Transportați butașii la suprafață.

Transportul butașilor la suprafață este cea mai de bază funcție a fluidelor de foraj. Pentru a realiza acest lucru, fluidul ar trebui să aibă proprietăți de suspendare suficiente pentru a se asigura că butașii și fazele solide destinate cântăririi (de exemplu, materialul de cântărire baritic) nu se depun în timpul intervalului static. Fluidele de foraj trebuie să aibă proprietăți chimice bune pentru a ajuta la prevenirea sau reducerea dispersiei solidelor tăiate, astfel încât aceste solide să poată fi îndepărtate eficient de pe suprafață. În caz contrar, aceste particule solide se vor descompune în particule ultrafine, provocând deteriorarea formării de producție și afectând eficiența forajului.

· Preveniți problemele de control bine.

În condiții normale de foraj, coloana de fluid de foraj va exercita o presiune hidrostatică asupra sondei, care ar trebui să echilibreze sau să depășească presiunea de formare pentru a preveni curgerea gazului sau a altor fluide de formare în sondă. Pe măsură ce presiunea de formare crește, crește și densitatea fluidului de foraj pentru a ajuta la menținerea unei marje de siguranță împotriva erupțiilor. Cu toate acestea, dacă densitatea fluidului este prea mare, formațiunea va fi deteriorată. Odată ce formațiunea este fracturată, o cantitate mare de fluid de foraj se va pierde de-a lungul fracturii în stratul inferior, rezultând o scădere a presiunii hidrostatice. Această reducere a presiunii poate provoca, de asemenea, fluid în formațiune. curge în sondă. Prin urmare, menținerea densității adecvate a fluidului în condiții de presiune în sondă este esențială pentru siguranța și stabilitatea sondei.

· Menține stabilitatea sondei.

Menținerea densității optime a fluidului de foraj nu numai că ajută la controlul presiunii de formare, dar ajută și la prevenirea prăbușirii sondei și instabilitatea șisturilor. În mod ideal, sonda de sondă are o formă relativ regulată și lipsită de obstacole, astfel încât garnitura de foraj să se poată mișca liber în interior și în afara sondei (declanșare). După forarea până la adâncimea planificată, atunci când carcasa este forată până la fund și puțul este cimentat, sonda ar trebui să fie stabilă în condiții statice, iar programul fluidului de foraj în acest moment ar trebui să poată asigura echilibrul presiunii în fund și substanța chimică a acestuia. proprietățile sunt stabile în condițiile statice ale sondei .

· Reduceți daunele formațiunii.

Operațiunile de foraj expun formațiunea producătoare la fluide de foraj și solidele și substanțele chimice conținute în fluidele de foraj. Pătrunderea filtratului lichid și/sau a solidelor fine în formațiune este inevitabilă. Prin testarea probelor de miez din formațiunea relevantă și prin selectarea și proiectarea sistemului de fluid de foraj, deteriorarea formațiunii poate fi minimizată. Prin utilizarea unui software de modelare precis pentru a calcula proprietățile rezervorului de fond și potrivirea particulelor, se recomandă alegerea de proiectare a fluidelor speciale de „foraj” pentru a reduce daunele aduse formațiunii.

· Răciți și lubrifiați șirul de foraj.

În timpul operațiunilor efective de foraj, burghiul și garnitura de foraj se rotesc la viteze de rotație relativ mari pe minut (rpm/min) pentru tot timpul sau o parte a acestuia. Fluidul de foraj circulă prin garnitura de foraj și în sus prin inelul sondei, ajutând la reducerea frecării dintre garnitura de foraj și peretele sau carcasa sondei și la răcirea garniturii de foraj. Fluidele de foraj oferă, de asemenea, un grad de lubrifiere pentru a ajuta țevile de foraj și ansamblul găurii inferioare (BHA) trecerea prin depuneri care pot duce la accidente de țevi blocate. Fluidele de foraj pe bază de petrol (OBF) și fluidele pe bază de sintetice (SBF) sunt foarte lubrifiante și, prin urmare, sunt adesea tipurile de fluide de alegere pentru puțurile direcționale foarte deviate. Unele sisteme polimerice pe bază de apă oferă, de asemenea, un grad de lubrifiere apropiat de cel al uleiului și al sistemelor sintetice.

· Furnizați informații despre sondă.

Deoarece fluidul de foraj menține contactul constant cu sonda de foraj, fluidul de foraj poate dezvălui o mulțime de informații despre formațiunea care este forată și, ca mediu de transmisie, o cantitate mare de informații poate fi colectată de instrumentele de pe foraj. și prin operațiunile de exploatare efectuate în timp ce garnitura de foraj iese din sondă. date de fund. Capacitatea fluidului de foraj de a reține tăieturile în interiorul inelar afectează în mod direct calitatea analizei tăierilor. Aceste tăieturi sunt indicatori primari ai stării fizice și chimice a fluidului de foraj. Un sistem optimizat de fluid de foraj ajută la producerea de sonde de sondă stabile, bine definite și poate îmbunătăți calitatea datelor transmise de la instrumentele de sondaj și de înregistrare în foraj, precum și de la instrumentele cu fir.

· Minimizați riscurile pentru personal, mediu și echipamente de foraj.

Lichidele de foraj necesită testare de rutină și monitorizare continuă de către personal special instruit. Riscurile de siguranță asociate cu manipularea oricărui tip de fluid sunt identificate clar în documentația fluidului. Fluidele de foraj sunt, de asemenea, analizate îndeaproape de autoritățile de reglementare globale pentru a se asigura că formulările utilizate respectă reglementările stabilite pentru a proteja mediul și comunitățile umane. Pe platformele de foraj, echipamentele utilizate pentru pomparea sau procesarea fluidelor sunt inspectate frecvent pentru semne de uzură cauzate de abraziune sau atac chimic. Echipamentul BOP este testat în mod regulat pentru a se asigura că siguranța acestuia nu este compromisă.

Care este rolul fluidului de foraj în proces de foraj

Lichidele pe bază de apă cu densitate scăzută (WBF) sunt de obicei utilizate în secțiunea superioară a sondei. În funcție de tipul de formațiune, de temperatura în foraj, de planul direcțional de foraj și de alți factori, operatorii pot trece la OBF sau SBF la adâncimi predeterminate în timpul procesului de foraj. De asemenea, WBF de înaltă performanță pot face față unei varietăți de provocări de foraj.

În funcție de locația sondei, sistemele de fluide de foraj pot fi expuse la curgeri de saramură, afluxuri de dioxid de carbon și hidrogen sulfurat, acumulare de solid, afluxuri de petrol sau gaz sau temperaturi extreme. Contactul cu nămolul de ciment folosit pentru cimentare poate provoca, de asemenea, contaminare în timpul deplasării de la un sistem de fluid de foraj la altul.

Un specialist în fluid de foraj care pregătește un plan de fluid de foraj ar trebui să înțeleagă provocările operaționale și de mediu cu care se confruntă orice sondă. Experții (deseori sprijiniți de experți tehnici și cercetători) lucrează îndeaproape cu operatorii pentru a planifica gama de condiții care pot fi întâlnite și pentru a genera programe de fluide de foraj care sunt atât sigure, cât și economice. Faza de planificare include de obicei identificarea obiectivelor specifice de performanță și a mijloacelor de măsurare a succesului.

De-a lungul procesului de foraj, echipa de fluid de foraj este responsabilă pentru înregistrarea cu precizie a rezultatelor testelor, a volumelor de fluid de foraj, a evenimentelor de foraj, a inventarelor de produse și a acțiunilor legate de conformitatea cu mediul. Rapoartele standard privind fluidele de foraj reflectă tipul de informații pe care personalul cu fluide de foraj (denumite adesea „ingineri de fluide”) le oferă zilnic la locul de foraj. Aceste rapoarte sunt de obicei generate de computer și stocate într-o bază de date, precum și analizele post-sondă efectuate atunci când forarea sondei de petrol și gaze este finalizată pentru a trage concluzii și pot servi și ca referință pentru viitoarele sonde din același bloc.