Hvaða eiginleikar gera bórslím til hentar fyrir djúpboringu?

Þyngd og hydrostöðvunárýddingur til að tryggja stöðugleika í bora

Hvernig molumþyngd verður fyrir háum formunaryrðingi í dýpi börrum

Þyngd á borðungnum hefur mikilvægan áhrif á myndun hýdrostöðulags trýstings sem verður að vera hærri en trýstingur í berggrindum til að koma í veg fyrir að óæskilegur gas eða vökvi renni inn í borið og valdi tap á stjórn. Þegar verið er að vinna með mjög dýp borg, sérstaklega yfir 15.000 psi, verða verkfræðingar að reikna nákvæmlega út rétta muddþyngd með upplýsingum um holurtrýsting og hve líklegt er að bergið brotni. Þeir styðjast við grunnhýdrostöðulagshlutfallið þar sem Trýstingur jafngildir Þyngd margfaldaðri með Dýpt og Þyngdarkrafti, þótt enginn riti þetta upp svona beint í starfsemi. Oftast verða vökvathyngdir milli 12 og 20 pund á gallon fyrir þessi mjög dýpu borg. Að fá þetta rétt leysir hættulega blowout en heldur einnig aftur bölvun berglagsins of mikið, sem gæti valdið ýmsum vandamálum tengt tapsi á umlyklun á botni.

Barítsettun og setning agna: vandamál í ofurdýpum borgum (>5.000 m)

Þegar borðað er undir 5.000 metra dýpi verður barítsökkun að raunverulegu vandamáli. Þetta gerist þegar þyngjiefni sökkva vegna þyngdaraflsins í þeim tímum sem borðun stöðvast, eins og við tengingu borðastangsins. Ju lengra þessi efni standa í umhverfi með mikilli hita- og þrýstingaryrkju, því verri verður aðskilningurinn á milli eindanna. Næst kemur svæði í holunni þar sem sumar staðir eru með mjög lága þéttleika en aðrir eru ofmiklir. Slíkar ósamræmi leida til óstöðugleika í öllu holunarbyggingunni. Ef ekki er gript til ráða, leiðir þetta annað hvort til undirbalansuðra hluta sem leyfa óæskilegum vökvum að renna inn, eða yfirbalansuðra aðstæðna sem skemma berglagana sjálf. Samkvæmt sviðsgreinum, á einn þriðjungur alls stöðutímans í ofurdjúpborðun að rekja til sökkunarvandamála. Þess vegna eyða olísamfélögin svo miklu tíma betri vætukonstruktshönnun og bættri hegðun ophöngs undir álagi.

Eftirlit með þéttleika í rauntíma og aðlögunartækni

Nútíma borðaögnir leysa vandamál með þéttleikabreytingar með sjálfvirkum eftirlitskerfum sem hafa umsjón með efnaþyngd á bæði innleiðingar- og endurkomustað á borðavélinni. Þessi kerfi virka í samvinnu við töflur fyrir reykingar á rýmingartíma sem geta greint minnstu breytingar, allt niður í 0,1 funt á galloni. Þegar eitthvað fer úr braut fá liðið tilkynningar strax svo að hægt sé að gera viðbrögð áður en stöðan verður óstjórnvanleg. Allt kerfið verður enn betra þegar því er beitt í samhengi við lokað blanda-kerfi. Starfsfólk getur oftast viðhaldið mjög nákvæmum efnaþyngdum, yfirleitt innan ±0,2 ppg. Þetta minnkar villur sem annars gætu orðið vegna mannavillu og hrækkar viðbrögð almennt. Fyrir holur sem eru í rekstri nær hámarksgildum sínum eru slíkar litlur bótaverkanir mikilvægar. Jafnvel minnihlutaprósentubreyting í þéttleika getur verið munurinn á öruggri rekstri og kostnaðarmikilli vandamálum tengt holustýringu eða verri enn, raunverulegri skemmd á lagrými.

Að jafna á milli þörf fyrir háþéttu og rheólógísku afköstum

Að fá nægilega háan hydrostatíktryggju án þess að trufla vatnsfræðilega árangurinn felst í réttri stjórnun á þéttleika og rheólogí. Þegar við bætum við fleiri föstu efnum til að auka þéttleikann, verður venjulega einnig tykkra. Plastíkviskositet eykst ásamt flæðipunkti, sem þýðir að vökvi flæðir minna árangursríkt og veldur hærri vandamálum með jafngilda hjúðstreymisþéttleika (ECD) í holunni. Rólegir verkfræðingar leysa þetta með því að blanda inn sérstökum bærumefnum sem hjálpa til við að ná réttri jafnvægi. Gullpunkturinn fyrir flesta dýptboranir liggr venjulega á bilinu 1,8 til 2,2 ppg á sentipoise. Þetta gerir kleift að halda brotunum uppleyfðum og hreinsað frá borholunni, en samt leyfir mólínu að pumpa sig fram, jafnvel þegar hitastig breytist drastískt í gegnum starfsemi.

Rheólógísk eiginleikar sem mögguðuga skurðflutning

Flæðipunktur og plastíkviskositet: Að hámarka uppleyfingu í hallandi dýpum holum

Brotshlutfallið (YP) og plösktíska vískuositeten (PV) gegna lykilhlutverki í hversu vel bórslök verka til að flýta brotum í þeim erfiðu aðstæðum djúpra og hallandi holur. Þegar umlyfing stöðvast segir YP okkur í raun hvort vökvi getur haft bitana í sveiflu svo þeir detti ekki niður og valdi vandamálum eins og slökkvun eða fastlokun. Á meðan PV mælir hversu mikla viðnámið er innan vökvarins á meðan hann flýtur í gegnum kerfið við pípulgerð. Aðstæðurnar verða sérstaklega áhugaverðar í háhornshlutum þar sem þyngdarkrafturinn verkar gegn okkur og dregur bitana niður hraðar en við viljum. Þess vegna er að finna réttan jafnvægi milli YP og PV svo mikilvægt til að halda holunum hreinum. Með tilliti til raunverulegra reikistækisupplýsinga frá lengdri náiðbórunarverkefnum hafa rekstrarstjórar komist að því að halda YP/PV hlutfallinu einhvers staðar í kringum 0,36 til 0,48 Pa/mPa·s gerir marktækum mun. Fjarlæging á bitum batna um 23% undir þessum aðstæðum, sem þýðir færri dagar leynslu af óafurðarfrumtímum samanborið við notkun á lökum sem ekki eru örugga.

Háhita áhrif á þykkni: Stjórnun rheology yfir 150°C

Þegar hiti í holunum fer yfir 150 gráður Celsius byrja venjuleg borðslöggjungin að hegna sér óvenjulega, sérstaklega þykkniefni sem eru gerð úr mörgum tegundum af polýmörum eins og xanthan gúmmí og PAC. Þessi efni brotna í raun niður við hita, verða þynni og hverfa á sameindalaginu. Ef hitinn nær um 180°C getum við orðið að tala um tæplega helmingatap á eiginleikum sem nauðsynlegir eru til að halda efnum í sveiflu. Vinnuhópar hafa sjálfir lent í þessu vandamáli oftar en oft og tilkynnt um rúmt þriðjungshækkan á safnun skerðings í mjög heitum aðstæðum. Happað er að vera betri lausnir fyrirliggjandi í dag. Nýjustu samsettu pólýmerinu, í samruna við sérhæfðar leirgerðir, standast mun betur og halda álagseiginleikum sínum jafnvel við hita upp að 230°C. Þetta merkir hreinari brunna og færri vandræði fyrir vinnur starfsmenn koma við um þær djúpu, háþrýsting, háhitavist sem áður voru næstum ómögulegar til að stjórna á öruggan máta.

Síunaraflstýring og myndun stöðugrar leirskórur undir HPHT-aðstæðum

Takmarkanir API-síunarprófa miðað við HPHT-prófingar fyrir nákvæmni í djúpu hol

Standard API síun prófanir keyra í kringum 25 gráður Celsius og 100 psi bara ekki skera það þegar þú lítur á hvað gerist downhole í þeim mjög djúp brunnur. Þrýstingin er yfir 5000 psi og hitinn yfir 150 stig. Þegar við tölum um háþrýstings-hitastig (HPHT) umhverfi, hefur magn vökva tapað tilhneigingu til að vera einhvers staðar á milli tvöfalt til þrefalt það sem API prófanir spá. Af hverju? Vegna þess að vökvanir verða minna viskós og fleiri þeirra réðust inn í myndunina. Þessi mikli bilur milli rannsóknargreina og raunveruleika á vettvangi þýðir að API gögn eru ekki nógu traustverð fyrir réttan dýpbrunnaráætlun. Ūess vegna ūurfa vettvangsstarfsmenn ađ fara í HPHT-filtrerađ próf í staðinn. Þessar prófanir endurskapa raunverulegar aðstæður í botnholinu svo að verkfræðingar geti fengið miklu skýrari mynd af hugsanlegum vökvatappi og mótað borunarskál sem virka betur við öfgalegar aðstæður.

Hreinsun og þrýsti á leðurköku: fyrirbygging á vökvatappi og brunnbrotum

Góðar mórtegur eru almennt í kringum 1 til 2 millimetra þykkar, ekki of áberandi og geta tekið saman þegar þörf er á. Þessar eiginleikar gera þær nauðsynlegar til að loka á gegnsæjar berglagslög án þess að brotna undir álagi. Þegar tegurnar verða of stífur, tala um að brotna undir álagi og leyfa vökva að losna. Öfugt við, ef þær eru of mjúkar, slíta þær af fljótt og ná ekki að vernda borholeun vel. Vel mynduð síu-tegur geta minnkað vökvatap um allt að 70 prósent miðað við slíkar sem eru ekki rétt myndaðar. Rétt myndun tegu gerir meira en aðeins að reglulega síun. Í raun styrkir hún alla holurnar með því að koma í veg fyrir skemmdir á umliggjandi lögunum. Þetta er mikilvægt vegna þess að mismunandi festing veldur umhverfis helmingi alls tímaþýfis í djúpborunarkerfum, svo að rétt framkvæmd sé í rauninni mikilvægur hluti í rekstri deildarinnar.

Hitastöðugleiki og efnafrumeindastöðugleiki borbloðs í harðum umhverfi neðanjarðar

Eyðing sameindar í hita: takmarkanir á xanthan gúmmí og PAC yfir 180°C

Vandamálið við hefðbundin þykkjuandi í djúpum holí? Þau halda bara ekki á hita. Taka má sem dæmi xanthan gúmmí, sem byrjar að brotna saman þegar hitinn nær um 130°C. Og PAC er ekki miklu betra, þar sem það missir öllum virkni yfir 150°C marki. Næst kemur einfaldlega hrátt: þykkja minnkar fljótt og bórðrekstrar aðgerðir kippast við slakkan hreinsun á holunni og ónógar upphengingareiginleika. Þegar verið er að vinna með holur sem eru heitari en 180°C, ná hefðbundnu lausnirnar einfaldlega ekki til. Þá kemur nútíma hitaeftirlitnum sameindir í myndina. Þessi nýju efni eru sérstaklega unnið með stöðugum efnum sem leyfa þeim að virka áreiðanlega jafnvel við mótstandshæða hita allt að um 220°C. Rétt verkfræðilegt verk gerir líka allan muninn, og tryggir góða rheológísku afköst, jafnvel í harðu HPHT umhverfi sem flestir olíu- og gasaframleiðendur standast daglega.

Efni samhæfni: pH, salinhalt og jóna áhrif á bentónít og vökvadreifingu

Að halda efna stöðugleika í djúpum holrum er mikilvægt vegna hárra saltskonantra sem ásamt kálín- og magnesíajónum geta truflað hvernig leirin teygist rétt. Þegar þessar jónar taka þátt, mynda bentónítdeirnar raunverulega klumpa í staðinn fyrir að vera dreifðar, sem leiðir til meira vökvataps við rekstrarferli og veikara stífni í heildina. Bórunarfyrirtæki reyna oftast að halda pH bilinu í kringum 9,5 til 10,5 þegar þau búa til vökva, ásamt því að bæta við sérstökum saltþolnum mönnum og ákveðnum lífrænum tengdum efnum sem virka sem verndir. Þessi bætiefni mynda í raun barri milli leirdeilna og þeirra vandamálsgjarna jóna, sem hjálpar til við að halda réttum dreifjudregðum jafnvel undir hartefrum efna-aðstæðum í holunni.

Úrborgunarefni: Samanburður á vatnsbundnum, olíubundnum og skýmborðum kerfum fyrir djúpar holur

Borðungsvökvi byggðir á vatni: hagkvæmni í samanburði við hitamörkun fyrir ofan 4.000 m

Borðungsvökvi sem byggja á vatni (WBFs) spara fyrirtækjum um 30 til 50 prósent miðað við olíuboruðu valkostina og eru almennt miklu einfaldari í valdaskyni varðandi afgreiðslu. Þessi vökvar virka nokkuð vel í opur í seyðri dýpi, allt að um miðlungs dýpi, svo lengi sem hitinn er undir 150 gráður Celsius. Vandræðin koma upp þegar komið er yfir um 4.000 metra dýpi. Á þessum dýpum byrjar hitinn frá neðan að brjóta niður mikilvæg polymerhlut ef hitinn fer yfir 180 °C. Hvað gerist síðan? Vatnsleypingin tapar sinni þykkni, síun verður óstöðug og erfiðleikar koma upp við að halda borholunum stöðugum. Sumar sérstakar bótarefni hjálpa til við að draga úr þessum vandamálum, en það er aðeins hversu langt þau geta orðið áður en grundvallar takmarkanir kerfa sem byggja á vatni verða ljóslega áberandi, sérstaklega í mjög erfiðum aðstæðum í djúpkörum sem margir starfsmaður koma fyrir sér nú á dögum.

Olíubösuð vökvaprodukt: betri smurning og skógbremsla með umhverfismótstæður

Olíubasertar vökvapláss vinna mjög vel í erfiðum borunarháttum eins og dýpum brunnum, háhornsholur og láréttum formunum vegna ágætis smurnieiginleika þeirra. Þessir vökvapláss geta minnkað vanda tengda snúningstöpu og draga um 40%, sem gerir mikinn mun í borunarkeyrslu. Auk þess hjálpa þeir til við að koma í veg fyrir að skóggur reagi hafi á við vatn, og hindra vandamál eins og leirsveltingu og óstöðugan brunnavegg. Ennfremur eru þessir vökvapláss stöðugir jafnvel við hitastig yfir 290 gráður Celsius, svo þeir eru oft notaðir í mjög heitum jarðefnahólum sem eru þekktir sem HPHT-aðstæður (háþrýstingur/háhitastig). Hins vegar eru alvarlegir umhverfisvandamál tengd olíubösum vökvaplössum. Afhending á þeim er oft miklu dýrari samanborið við aðrar lausnir. Reglur um notkun þeirra eru einnig mikið strangri. Og í versta tilfelli gætu þessir vökvapláss valdið alvarlegri skaða á vistkerfum ef losnað yrði á þeim í umhverfinu. Vegna þessa forðast margar fyrirtæki notkun á þeim algjörlega í svæðum þar sem náttúran er sérstaklega viðkvæm eða vernduð.

Sýrðar- og loftkerfis kerfi: notkunarmöguleiki og áhætta fyrir tapp á dreifni í háþrýstissvæðum

Kólum og loftgeysuorðu eru aðallega notuð við borunarvinnu með undirbalaðri þrýstingi, sérstaklega í tengslum við tæmdar jarðolíur. Lágari þrýstingurinn hjálpar til við að vernda lagana frá skemmdum og bætir einnig hraða sem grófboran fer í gegnum berglöggin. Þessi kerfi geta minnkað þrýstinginn verulega, stundum allt að um 70 prósent samkvæmt reynslu af reyktarvettvangi, sem gagnast mikið til við að halda áframhaldandi framleiðslugetu jarðolísins. En það er einnig bakvið – vegna þess að þessi vökvar eru svo óþjappaðir geta þau ekki unnið vel í dýpri borholum þar sem þrýstingurinn eykst mikið. Í slíkum háþrýstingsumhverfum standa starfsfólk frammi fyrir alvarlegum hættum eins og innflæði vökvans eða algjörum tap á stýringu á umlyfjun. Til að ná góðum niðurstöðum krefst þess náið vaka yfir þrýstingi og fullkomligrar þekkingar á berglagsgröðunum undir jörðu. Vegna þessa nota flest fyrirtæki aðeins þessar aðferðir í svæðum þar sem jarðfræði er nokkuð áreiðanleg og þrýstingskilyktir eru innan við þekktar markmið.

Algengar spurningar

Hvað er hýdrostöðugt þrýstingur og af hverju er hann mikilvægur?

Hýdrostöðugur þrýstingur er þrýstingur sem vökvinn veldur vegna þyngdaraflsins. Hann er mikilvægur fyrir borunar aðgerðir, þar sem hann hjálpar til við að mótahringa formunarþrýstingi og koma í veg fyrir óæskilegan gas- eða vökvaeindrátt í borunarræsið.

Hvað veldur barítsökkvun í mjög dýpum holrum?

Barítsökkvun á sér stað þegar þyngjiefni sökkva vegna þyngdaraflsins á meðan borun stöðvast, sérstaklega í umhverfi með háa hita og háum þrýsting, sem leiðir til ójafnra leisnargönguþéttleika.

Hvernig fylgjast nútíma borunaraðgerðir með leisnargönguþéttleika?

Nútíma aðgerðir nota sjálfvirk fylgjastkerfi og veggi sem geta greint minnsta breytingu á leisnargönguþéttleika, allt niður í 0,1 funt á gallon, og leyfa viðlagningum áður en vandamál koma upp.

Hverjar eru takmarkanir á vatnsbyggðum borunarvökva?

Vatnsbyggðir borunarvökvavar eru kostnaðarhagkvæmir, en hafa hitatakmarkanir á dýptum yfir 4.000 metra, þar sem há hitastig eyðir mikilvægum hlutum í vökvunum.

Af hverju eru olíubasar bórslömur notaðar fyrir dýpra brunnar?

Olíubasar slömur bjóða betri smurningu og hindrun skófa, jafnvel í hitamiklum umhverfi, en þær hafa umhverfislegar kostnaðarmál varðandi afgreiðslu og áhrif á vistkerfi.