Novice iz industrije

Kakšna je vloga vrtalne tekočine v procesu vrtanja

2022-04-15

Kot raziskovalec vrtanja morate razumeti vse vidike vrtanja in izvajati poglobljene raziskave v njegovih vejah. Danes se naučimo, kakšna je vloga vrtalne tekočine v procesu vrtanja.

Kakšna je vloga vrtalne tekočine v procesu vrtanja

1. Osnovno uvajanje vrtalne tekočine

Vrtalna tekočina se pogosto imenuje "blato". Če vrtalni inženiring primerjamo s človeškim telesom, potem je vrtalna tekočina njegova kri. To je splošen izraz za krožečo tekočino, ki poteka skozi celoten proces izkoriščanja nafte in plina in se uporablja za zadovoljevanje potreb različnih vidikov inženiringa vrtanja. Vrtalna tekočina je ena komponenta, ki ohranja stik z vrtino med celotnim procesom vrtanja. Njegova glavna funkcija je oblikovati formulo vrtalne tekočine, tako da se lahko projekt vrtanja uspešno zaključi v vrtini vrtine, da se doseže pričakovana tvorba olja. Napredek v tehnologiji vrtalnih tekočin je omogočil uporabo stroškovno učinkovitih, prilagodljivih sistemov na vsakem delu procesa gradnje vrtine.

Sistem vrtalne tekočine je sestavljen iz velikih količin tekočine, ki se črpajo iz površinskih jam s posebej zasnovanimi blatnimi črpalkami, iz svedra skozi vrtalno kolo, dvignejo na obroč vrtine in se vrnejo na površino za potrebno odstranjevanje trdnih snovi. in vzdrževalno zdravljenje. Zmogljivost površinskega sistema je običajno določena z velikostjo ploščadi, izbor ploščadi pa je določen z zasnovo vrtine. Na primer, globokomorska vrtina ima lahko več tisoč sodčkov aktivne vrtalne tekočine. Velik del tega je treba napolniti z dolgimi vrtalnimi dvižnimi cevmi, ki povezujejo dno ploščadi z morskim dnom. Nasprotno pa lahko plitve vrtine na kopnem potrebujejo le nekaj sto sodčkov vode, da dosežejo svoje cilje.

Ustrezno zasnovana in vzdrževana vrtalna tekočina ima med gradnjo vrtine več bistvenih funkcij:

· Čiščenje vrtine vrtine s transportom odrezkov na površje, kjer se lahko odseki mehansko odstranijo iz tekočine, preden se vrtalna tekočina ponovno kroži v vrtino.

· Uravnotežite ali premagajte formacijski pritisk v vrtini, da zmanjšate tveganja nadzora vrtine.

· Podprite in stabilizirajte steno vrtine, dokler ni mogoče pritrditi in cementirati ohišje ali namestiti opremo za zaključevanje odprtih lukenj.

· Preprečite ali zmanjšajte poškodbe proizvodnih slojev.

· Ohladite in namažite svedro in svedro.

· Prenaša hidravlično konjsko moč na vrtalnik.

· Informacije o proizvodnem območju je mogoče pridobiti z analizo odsekov, LWD podatkov in žično beleženje.

Stroški vrtalnih tekočin v povprečju znašajo 10 % skupnih obstoječih stroškov vrtanja. Vendar pa lahko lastnosti vrtalne tekočine vplivajo na stroške vrtanja na več načinov. Pravilno oblikovan in dobro vzdrževan sistem vrtanja lahko prispeva k nadzoru stroškov skozi celotno operacijo vrtanja, poveča stopnjo penetracije (ROP), zaščiti rezervoar pred nepotrebnimi poškodbami, zmanjša potencialno izgubo cirkulacije in stabilizira vrtino v statičnih intervalih, kar pomaga upravljavci ostajajo v skladu z okoljskimi in varnostnimi predpisi. Številne sisteme za vrtalne tekočine je mogoče ponovno uporabiti iz vrtine v vrtino, kar zmanjša količino odpadne tekočine in stroške gradnje novega blata. Kolikor je mogoče, mora sistem vrtalne tekočine pomagati ohranjati proizvodni potencial cone, ki vsebuje ogljikovodike. Zmanjšanje vdora tekočin in trdnih snovi v območje zanimanja je ključno za doseganje želenega donosa. Vrtalne tekočine morajo izpolnjevati tudi uveljavljene zahteve glede zdravja, varnosti in okolja (HSE), da zagotovijo, da osebje ni ogroženo in da so okoljsko občutljiva območja zaščitena pred kontaminacijo. Podjetja za vrtalne tekočine tesno sodelujejo s podjetji, ki upravljajo nafto in plin, da bi dosegli te skupne cilje.

Testiranje vrtalnih tekočin

2. Osnovne funkcije vrtalne tekočine

· Prenesite odrezke na površje.

Prevoz odrezkov na površino je najbolj osnovna funkcija vrtalnih tekočin. Da bi to dosegli, mora imeti tekočina zadostne suspendirne lastnosti, da se zagotovi, da se odrezki in trdne faze, ki so namenjene uteži, (npr. material za tehtanje barita) ne usedejo v statičnem intervalu. Tekočine za vrtanje morajo imeti dobre kemične lastnosti, da preprečijo ali zmanjšajo razpršitev trdnih delcev odrezkov, tako da se te trdne snovi lahko učinkovito odstranijo s površine. V nasprotnem primeru se bodo ti trdni delci razgradili v ultra-fine delce, kar bo povzročilo škodo na proizvodni formaciji in vplivalo na učinkovitost vrtanja.

· Preprečite težave z nadzorom vrtine.

V normalnih pogojih vrtanja bo stolpec vrtalne tekočine izvajal hidrostatični tlak na vrtino, ki bi moral uravnotežiti ali preseči formacijski tlak, da prepreči pretok plina ali drugih formacijskih tekočin v vrtino. Z naraščanjem formacijskega tlaka se povečuje tudi gostota vrtalne tekočine, ki pomaga ohranjati mejo varnosti pred izbruhom. Če pa je gostota tekočine previsoka, se tvorba poškoduje. Ko je formacija razpočena, se bo velika količina vrtalne tekočine izgubila vzdolž preloma v spodnjo plast, kar bo povzročilo zmanjšanje hidrostatičnega tlaka. To zmanjšanje tlaka lahko povzroči tudi tekočino v formaciji. teči v vrtino. Zato je vzdrževanje ustrezne gostote tekočine pod tlakom v vrtini ključnega pomena za varnost in stabilnost vrtine.

· Ohranite stabilnost vrtine.

Ohranjanje optimalne gostote vrtalne tekočine ne pomaga le pri nadzoru formacijskega tlaka, ampak tudi pomaga preprečiti propad vrtine in nestabilnost skrilavca. V idealnem primeru je vrtina razmeroma pravilne oblike in brez ovir, tako da se lahko vrtalna struna prosto premika v in iz vrtine (spokanje). Po vrtanju do načrtovane globine, ko je ohišje izvrtano do dna in je vrtina cementirana, mora biti vrtina stabilna v statičnih pogojih, program vrtalne tekočine pa mora biti sposoben zagotoviti ravnovesje tlaka v vrtini in njegovo kemično lastnosti so stabilne v statičnih pogojih vrtine.

· Zmanjšajte poškodbe nastajanja.

Vrtalne operacije izpostavljajo proizvodno formacijo vrtalnim tekočinam ter trdne snovi in ​​kemikalije, ki jih vsebujejo vrtalne tekočine. Vdor tekočega filtrata in/ali drobnih trdnih snovi v formacijo je neizogiben. S testiranjem vzorcev jedra iz ustrezne formacije ter z izbiro in načrtovanjem sistema vrtalne tekočine je mogoče zmanjšati poškodbe formacije. Z uporabo natančne programske opreme za modeliranje za izračun lastnosti rezervoarja v vrtini in ujemanja delcev je priporočljiva načrtovalna izbira posebnih "vrtalnih" tekočin za zmanjšanje poškodb formacije.

· Ohladite in namažite svedro.

Med dejanskim vrtanjem se sveder in vrtalna struna ves čas ali del časa vrtita z relativno visokimi vrtilnimi hitrostmi na minuto (rpm/min). Vrtalna tekočina kroži skozi vrtalno kolo in navzgor po obroču vrtine, kar pomaga zmanjšati trenje med vrtalno kolo in steno ali ohišjem vrtine ter ohladi vrtalno kolo. Vrtalne tekočine zagotavljajo tudi določeno stopnjo mazanja, ki pomaga pri prehodu vrtalnih cevi in ​​sklopov spodnje luknje (BHA) skozi nastavke, ki lahko povzročijo nesreče zataknjenih cevi. Vrtalne tekočine na osnovi olja (OBF) in tekočine na osnovi sintetike (SBF) so zelo mazljive in so zato pogosto izbirne vrste tekočine za vrtine z velikim odklonom. Nekateri polimerni sistemi na vodni osnovi zagotavljajo tudi mazljivost, ki se približuje oljnim in sintetičnim sistemom.

· Navedite informacije o vrtini.

Ker vrtalna tekočina ohranja stalen stik z vrtino, lahko vrtalna tekočina razkrije veliko informacij o formaciji, ki se vrta, in kot prenosni medij lahko orodja na vrtalniku zberejo veliko količino informacij niz in z sečnjo, ki se izvaja med izstopom vrtalne kolone iz vrtine. podatki iz vrtine. Sposobnost vrtalne tekočine, da zadrži odrezke v obroču, neposredno vpliva na kakovost analize odsekov. Ti odrezki so primarni indikatorji fizikalnega in kemičnega stanja vrtalne tekočine. Optimiziran sistem vrtalne tekočine pomaga pri izdelavi stabilnih, dobro opredeljenih vrtin in lahko izboljša kakovost podatkov, ki se prenašajo iz orodij za raziskovanje vrtine in karote, pa tudi orodij za žično povezavo.

· Zmanjšajte tveganja za osebje, okolje in opremo za vrtanje.

Vrtalne tekočine zahtevajo rutinsko testiranje in stalno spremljanje s strani posebej usposobljenega osebja. Varnostna tveganja, povezana z ravnanjem s katero koli vrsto tekočine, so jasno opredeljena v dokumentaciji o tekočini. Vrtalne tekočine pozorno spremljajo tudi svetovni regulatorji, da zagotovijo, da so formulacije, ki se uporabljajo, skladne s predpisi, določenimi za zaščito okolja in človeških skupnosti. Na vrtalnih ploščadih se oprema, ki se uporablja za črpanje ali obdelavo tekočin, pogosto pregleduje glede znakov obrabe zaradi odrgnin ali kemičnega napada. Oprema BOP se redno testira, da zagotovimo, da njena varnost ni ogrožena.

Kakšna je vloga vrtalne tekočine v procesu vrtanja

V zgornjem delu vrtine se običajno uporabljajo tekočine z nizko gostoto na vodni osnovi (WBF). Glede na vrsto formacije, temperaturo v vrtini, načrt usmerjenega vrtanja in druge dejavnike lahko upravljavci med postopkom vrtanja preklopijo na OBF ali SBF na vnaprej določenih globinah. Visoko zmogljivi WBF se lahko spopadejo tudi z različnimi izzivi vrtanja.

Odvisno od lokacije vrtine so lahko sistemi za vrtalne tekočine izpostavljeni tokovom slanice, pritoku ogljikovega dioksida in vodikovega sulfida, nabiranju trdnih snovi, dotoku nafte ali plina ali ekstremnim temperaturam. Stik s cementno brozgo, ki se uporablja za cementiranje, lahko povzroči tudi kontaminacijo med premikanjem iz enega sistema vrtalne tekočine v drugega.

Strokovnjak za vrtalno tekočino, ki pripravlja načrt vrtalne tekočine, mora razumeti operativne in okoljske izzive, s katerimi se sooča katera koli vrtina. Strokovnjaki (pogosto jih podpirajo tehnični strokovnjaki in raziskovalci) tesno sodelujejo z operaterji, da načrtujejo vrsto pogojev, na katere lahko naletimo, in ustvarjajo programe vrtalne tekočine, ki so varni in ekonomični. Faza načrtovanja običajno vključuje opredelitev specifičnih ciljev uspešnosti in sredstev za merjenje uspeha.

V celotnem procesu vrtanja je posadka za vrtalno tekočino odgovorna za natančno beleženje rezultatov preskusov, količine vrtalne tekočine, dogodkov pri vrtanju, zalog izdelkov in ukrepov, povezanih z okoljsko skladnostjo. Standardna poročila o vrtalni tekočini odražajo vrsto informacij, ki jih osebje za vrtalno tekočino (pogosto imenovano »inženirji za tekočine«) zagotavlja vsakodnevno na mestu vrtanja. Ta poročila so običajno računalniško generirana in shranjena v bazi podatkov, kot tudi analiza po vrtini, ki se izvede, ko je vrtanje naftne in plinske vrtine končano, da se naredijo sklepi, lahko pa služijo tudi kot referenca za prihodnje vrtine v istem bloku.