Perfuração direcional: vantagens e desvantagens

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Nos últimos anos, a construção está saindo de uma crise prolongada, o número de casas em construção, complexos industriais, estradas e outras instalações de infraestrutura está aumentando. Assim, técnicas de engenharia de alta tecnologia estão se tornando cada vez mais requisitadas para reduzir o tempo e os custos de mão de obra.

Informações gerais

Incluem perfuração direcional. Sabe-se que os poços são tanto verticais (padrão) quanto inclinados. Além disso, o desvio da vertical/horizontal necessário para isso é pequeno: apenas 2 graus para perfuração padrão, mais de 6 graus para perfuração profunda (poços artesianos, produção de petróleo ou gás).

É natural que a presença deste desvio se deva não só a razões artificiais, mas também completamente naturais. Eles são divididos em vários grupos (geológicos, técnicos, tecnológicos). Se você conhece todos esses fatores completamente, pode controlar a posição com alta precisão.poços no espaço.

Assim, por desvio artificial entende-se qualquer “curvatura” do canal do poço, que foi originalmente concebido. É importante entender que a perfuração direcional implica um controle rigoroso da direção do movimento da broca ao longo da obra.

Características da perfuração de poços de petróleo e gás

Especialmente muitas dificuldades são causadas por esse trabalho no aspecto da indústria de petróleo e gás. Lá, a perfuração inclinada deve ser realizada usando perfis de guia especiais. Também é importante lembrar que a cava superior é sempre (!) feita estritamente vertical, e o desvio começa nos horizontes inferiores, no azimute planejado.

Especialmente frequentemente, a perfuração inclinada é usada não no desenvolvimento de depósitos, mas apenas na sua exploração. É muito mais barato verificar se há "marcadores" fazendo um furo inclinado suficientemente longo do que tentar imediatamente perfurar a rocha verticalmente a uma profundidade suficiente.

Como é feita a perfuração direcional em geral? A tecnologia é relativamente simples: primeiro, o poço principal é perfurado e, com a ajuda de dispositivos de dobra, uma broca direcionada oblíqua ou horizontal é trazida para o lugar certo, com a qual já está sendo feito um eixo adicional. Para manter com precisão a direção definida pelo projeto, é necessário usar "marcadores", eles também são balizas. Em muitos casos, câmeras especiais são usadas para visualizar o processo de perfuração.

Observações importantes

PrecisaDeve-se notar que em alguns casos, tais poços são forçados pelas características das rochas geológicas. Então, às vezes é mais barato perfurar um poço sobre a localização de algum tipo de rocha ígnea sólida do que perfurá-la.

Observe também que a perfuração direcional implica a penetração de furos estritamente horizontais. Todos os poços obtidos por este método são divididos em poços simples e multilaterais. Neste último caso, várias camadas partem do tronco principal. Um método de perfuração semelhante na indústria de petróleo e gás é amplamente utilizado nos seguintes casos:

• Ao abrir formações contendo óleo ou gás que se encontram entre falhas paralelas.
• Se for descoberto que o reservatório desenvolvido muda abruptamente de direção.
• No caso em que horizontes contendo petróleo ou gás se encontram sob cúpulas de sal (devido às dificuldades de perfuração através das mesmas).
• Quando é necessário contornar zonas de colapso em minas.
• A perfuração desviada (horizontal, em especial) é indispensável se a formação produtiva estiver sob algum tipo de reservatório ou no fundo do mar, sob áreas residenciais ou prédios isolados.
• Em estantes e plataformas de perfuração localizadas diretamente no mar, em 90% dos casos é utilizado este método de perfuração de poços.
• Além disso, a perfuração direcional é indispensável se você precisar realizar um poço multilateral em uma área com terreno muito acidentado (ravinas, morros, etc.).

Um método semelhante é indispensável sePor algum motivo (colapso, deslocamento da rocha tectônica), o eixo da mina se deslocou para o lado e, portanto, houve a necessidade de contornar a área problemática. Isso também é feito se for necessário tirar uma amostra de testemunho do poço principal, pois é impossível fazer isso de outras maneiras.

Além disso, a perfuração direcional é utilizada quando você precisa extinguir rapidamente um poço que pegou fogo por algum motivo, bem como nos casos em que a parte inferior do poço precisa ser expandida por motivos operacionais. Da mesma forma, a superfície de drenagem é aumentada em poços antigos quando é necessário aumentar os volumes de produção.

Isso é praticado quando se sabe inicialmente que o depósito não pertence à categoria dos ricos, mas é necessário “ordenhá-lo” rapidamente. Em seguida, utiliza-se a furação “cluster”, com retirada múltipla e múltipla da fossa principal das laterais. Se, neste caso, usar métodos padrão, o retorno do campo será baixo e o poço será rapidamente esgotado.

O método de perfuração direcional rompe os poços primários através das pastas de carvão, pois nesta situação eles devem primeiro ser liberados de possíveis bolsões de gás. Se isso não for feito, há uma alta probabilidade de ignição e até explosão já durante a operação do poço.

Motores de fundo de poço (turbodrills, ocasionalmente furadeiras elétricas, motores de parafuso) são usados para romper o buraco. Método de perfuração - rotativo.

Métodos principais

O método principal (tanto aqui quanto no exterior) é o uso dinâmico das características do terreno. E isso é compreensível, já que as planícies e estepes idealmente planas estão longe de estar em todos os lugares.

Como regra, os traços típicos (perfis) são tomados como amostra, que são construídos antecipadamente, e métodos de modelagem matemática são usados para isso. É importante notar que o método “típico” só pode ser aplicado (!) a campos já desenvolvidos, cujas características são conhecidas há muito tempo. A peculiaridade desse método é que eles não tentam controlar a curvatura do terreno, mas se adaptam a ela. Infelizmente, mas ao mesmo tempo, uma desvantagem significativa se manifesta, expressa em um aumento notável no custo de perfuração.

No perfil de projeto, os locais com o grau máximo de curvatura são obrigatoriamente marcados, pois sem esses dados não é aconselhável elaborar um projeto finalizado. O projeto neste caso é de responsabilidade de um engenheiro de perfuração direcional treinado.

Mudando o layout da sonda de perfuração para corrigir a curva do poço

A forma mais comum quando se trata de controlar a curvatura do furo diretamente durante sua perfuração. O método é bom porque você não precisa usar equipamentos especiais. Sua desvantagem está na severa limitação dos modos de perfuração acelerada.

Uso de desviadores artificiais

Para este tipo de trabalho, são utilizados subs curvados, bicos excêntricos, cunhas e outros dispositivos de deflexão. Todos os dispositivos são selecionados individualmente, dependendo da situação específica e do tipo de terreno.

Variedade de abetos

Um método importante de perfuração direcional é a perfuração com almofada. Ao mesmo tempo, o início de todas as cavas está localizado em um ponto, e as seções finais são para onde vão as camadas dos depósitos descobertos.

O método é bom, pois permite reduzir significativamente a quantidade de trabalho de instalação no local, reduzir significativamente o número de linhas de comunicação necessárias, incluindo estradas para áreas onde o trabalho está sendo feito e a necessidade de água linhas de alimentação e alimentação é reduzida. Este tipo de perfuração foi testado pela primeira vez na URSS, mais precisamente no Azerbaijão, durante os trabalhos de instalação na Ilha Artem.

As principais desvantagens incluem a importância de evitar o cruzamento das bocas das minas. Além disso, é necessário conservar os poços já em funcionamento no momento da perfuração secundária, pois isso é exigido pelas regras de segurança contra incêndio. Finalmente, uma grande desvantagem dos poços de cluster é a complexidade de sua manutenção e reparo subsequentes e, em condições marítimas, pode ser extremamente difícil eliminar os avanços.

Em que condições é usada a perfuração de cluster?

Então, quando a perfuração horizontal direcional de cluster é usada? Os motivos de seu uso estão divididos nos seguintes grupos:

• Tecnogênico - perfuração sob edifícios, incluindo residenciais, outras estruturas técnicas.
• Tecnológico - quando é provável que o desenvolvimento de um poço padrão interrompa a operação de poços existentes. O método bush não é tão "traumático" nesse sentido.
• Geológico –quando os minerais se encontram em camadas irregulares, em diferentes horizontes. Nesse caso, as perfuratrizes direcionais são a única opção quando você precisa estabelecer a produção no menor tempo possível sem gastar quantias fenomenais com isso.
• Orográfico - o grupo mais comum de motivos, incluindo a necessidade de abrir um campo localizado sob a superfície do mar, lago, no caso de terreno acidentado, bem como ao colocar poços da base de plataformas offshore, bem como viadutos.
• Climatica. Nos últimos anos, em muitas regiões do Extremo Norte, tem havido uma tendência constante para o degelo do permafrost, razão pela qual os especialistas são simplesmente forçados a recorrer ao método de perfuração de cluster. Outros métodos estão repletos de colapso do lúmen do poço.

Observe que o efeito máximo da operação de poços cluster é observado em áreas pantanosas, muitas vezes inundadas. É importante observar que, na perfuração inclinada sob a superfície de corpos d'água, é de extrema importância contar com pessoal experiente e capaz de utilizar adequadamente os equipamentos de navegação, sem os quais se torna impossível perfurar um furo em condições tão específicas.

Assim, as vagas de perfuração direcional devem necessariamente incluir a busca por pessoal tecnicamente experiente e educado.

Características importantes do método

Os arbustos volumétricos parecem pirâmides ou cones, cujo tamanho, como você pode entender, depende do tamanho e"desfoque" do campo desenvolvido. Assim, o número de furos perfurados é determinado pelas capacidades técnicas. É muito importante entender que a determinação do tamanho do mato deve ser tratada com a maior responsabilidade possível, pois a área do território alienado depende desse indicador.

Isto é especialmente importante ao desenvolver poços dentro dos limites do assentamento. Um papel importante na operação de um poço acabado é desempenhado pela localização das cabeças de poço. Não é de surpreender que a perfuração direcional de gasodutos tenha se tornado o principal método amplamente utilizado na prática nos últimos 15-20 anos.

Efeitos positivos da perfuração de cluster

Em geral, este método reduz significativamente o custo de organização da extração de minerais ou a construção de instalações industriais, contribui para o volume de automação de todas as operações e processos de produção. Mais importante, esta abordagem contribui para a proteção do meio ambiente, minimizando o impacto na natureza.

O fato é que ao realizar a perfuração em cluster, torna-se bem possível coletar completamente os resíduos de perfuração, evitando que eles entrem nos lençóis freáticos, e também reduz a probabilidade de diminuição do nível destes últimos. Isso é visto frequentemente com a perfuração convencional, pois destrói aquíferos.

Um bloco contém pelo menos dois poços. Como regra, os petroleiros em nosso país praticam o agrupamento de poços de 18 a 24 peças, mas em alguns casos seu número excedepara 30. No entanto, isso está longe de ser um recorde, pois na prática estrangeira há casos em que 60 "brotos" podem sair de uma mina. Em particular, a notória empresa BP perfurou em uma pequena ilha a granel 60 × 60 m … 68 poços de uma só vez. Isso possibilitou aumentar drasticamente a quantidade de petróleo recebida de um campo.

Assim, a perfuração de poços direcionais e horizontais na economia moderna é extremamente demandada justamente pela conservação de recursos materiais e financeiros.

Tipo de furação multifuros

Atualmente, devido ao esgotamento de muitos depósitos antigos, a única maneira confiável de obter minerais é usar métodos avançados de mineração, que incluem perfuração multilateral. Ao mesmo tempo, vários novos “brotos” são removidos do poço principal a uma certa profundidade de uma só vez. Por causa disso, a área do poço no horizonte produtivo aumenta significativamente e o volume de mineração aumenta. Além disso, ao mesmo tempo é possível reduzir os volumes de perfuração nos horizontes superiores e improdutivos.

No território do nosso país, o primeiro poço deste tipo foi perfurado em 1953, em Bashkiria. Mas a fossa, que passava diretamente na espessura da formação, só pôde ser feita no final da década de 50. Aconteceu na região de Samara. Foi imediatamente revelado que o retorno diário de tais poços é cerca de 40% superior ao dos testemunhos feitos pelo método vertical padrão.

Foi então que a perfuração direcional começou a se desenvolver em nosso país. Treinamento para issoespecialidade foi introduzida em todos os institutos técnicos do país.

Se for utilizado o método multilateral, o comprimento total do furo no reservatório aumenta significativamente, a zona de drenagem e filtração aumenta. Isso contribui não só para aumentar o retorno do poço, mas também para melhorar a qualidade do produto obtido durante sua operação. Este tipo de poços são divididos nas seguintes variedades:

• Tipo inclinado e ramificado.
• Horizontalmente ramificado.
• Covas radiais.

Neste último caso, a perfuração direcional (furação direcional horizontal) é utilizada em terrenos difíceis e concentração irregular de horizontes de trabalho. Este método permite (enquanto minimiza os custos) maximizar o volume de mineração.

Características de furos multifuros

Como você pode imaginar, poços com ramificações oblíquas consistem no eixo principal da mina e nos processos filhos que se estendem a partir deles, localizados em diferentes planos. O tipo direcionado horizontalmente é uma variação do tipo que acabamos de descrever. A única diferença é que os “brotos” partem do tronco principal em um plano estritamente horizontal, em um ângulo de 90 graus.

Assim, para poços radiais, o eixo principal também segue estritamente verticalmente e os adicionais - ao longo da circunferência, ou seja, na direção radial. Nos últimos anos, os poços ramificados têm sido considerados uma direção de perfuração bastante promissora, uma vez que seu uso em escala industrial permite solucionar muitos problemas,decorrentes do desenvolvimento de recursos subterrâneos:

• Desenvolvimento máximo eficiente de campos petrolíferos com horizontes irregulares. Nesse caso, a perfuração vertical não é viável economicamente, pois o custo final é muito alto.
• A perfuração direcional pode reduzir significativamente o número de poços utilizados. Isso leva a uma redução no custo da obra, e também minimiza o impacto no meio ambiente.
• Ao extrair óleos muito viscosos, que são bombeados em profundidades extremamente grandes.
• O mesmo método é usado quando é necessário construir uma estação geotérmica que utilize a energia da água quente subterrânea.

Assim, a perfuração direcional de poços é uma técnica amplamente utilizada nas indústrias atuais de petróleo e gás e construção.