الحفر الموجه: مزايا وعيوب

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

في السنوات الأخيرة ، يخرج البناء من أزمة طال أمدها ، ويتزايد عدد المنازل قيد الإنشاء والمجمعات الصناعية والطرق ومرافق البنية التحتية الأخرى. وفقًا لذلك ، أصبح الطلب على تقنيات الهندسة عالية التقنية أكثر فأكثر لتقليل تكاليف الوقت والعمالة.

معلومات عامة

وتشمل هذه الحفر الاتجاهي. من المعروف أن الآبار عمودية (قياسية) ومائلة. علاوة على ذلك ، فإن الانحراف عن الوضع الرأسي / الأفقي المطلوب لهذا صغير: 2 درجة فقط للحفر القياسي ، وأكثر من 6 درجات للحفر العميق (الآبار الارتوازية ، إنتاج النفط أو الغاز).

من الطبيعي أن يكون وجود هذا الانحراف ناتجًا ليس فقط عن أسباب اصطناعية ، ولكن أيضًا لأسباب طبيعية تمامًا. وهي مقسمة إلى عدة مجموعات (جيولوجية ، تقنية ، تكنولوجية). إذا كنت تعرف كل هذه العوامل جيدًا ، يمكنك التحكم في الموضع بدقة عالية.آبار في الفضاء

وفقًا لذلك ، يُفهم الانحراف الاصطناعي على أنه أي "انحناء" لقناة البئر ، والذي تم تصوره في الأصل. من المهم أن نفهم أن الحفر الموجه يتضمن تحكمًا صارمًا في اتجاه حركة المثقاب طوال العمل.

ملامح حفر آبار النفط والغاز

العديد من الصعوبات على وجه الخصوص سببها مثل هذا العمل في جانب صناعة النفط والغاز. هناك ، يجب إجراء الحفر المائل باستخدام مقاطع توجيه خاصة. من المهم أيضًا أن تتذكر أن الحفرة العلوية دائمًا (!) تكون رأسية تمامًا ، ويبدأ الانحراف في الآفاق السفلية ، في السمت المخطط.

في كثير من الأحيان ، لا يتم استخدام الحفر المائل في تطوير الرواسب ، ولكن فقط في استكشافها. من الأرخص بكثير البحث عن "علامات" عن طريق عمل ثقب مائل طويل بما فيه الكفاية بدلاً من محاولة حفر الصخر على الفور بعمق كافٍ عموديًا.

كيف يتم الحفر الموجه بشكل عام؟ التكنولوجيا بسيطة نسبيًا: أولاً ، يتم ثقب الحفرة الرئيسية ، ثم بمساعدة أجهزة الانحناء ، يتم إحضار مثقاب مائل أو موجه أفقيًا إلى المكان الصحيح ، حيث يتم بالفعل إنشاء عمود إضافي. من أجل الحفاظ بدقة على الاتجاه الذي حدده المشروع ، من الضروري استخدام "علامات" ، فهي أيضًا منارات. في كثير من الحالات ، يتم استخدام كاميرات خاصة لتصور عملية الحفر.

ملاحظات مهمة

حاجةوتجدر الإشارة إلى أنه في بعض الحالات ، تتأثر هذه الآبار بسمات الصخور الجيولوجية. لذلك ، في بعض الأحيان يكون حفر حفرة فوق موقع نوع من الصخور النارية الصلبة أرخص من ثقبها.

لاحظ أيضًا أن الحفر الموجه يعني اختراق الثقوب الأفقية تمامًا. تنقسم جميع الآبار التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة إلى آبار فردية ومتعددة الأطراف. في الحالة الأخيرة ، تخرج عدة طبقات من الجذع الرئيسي. طريقة حفر مماثلة في صناعة النفط والغاز تستخدم على نطاق واسع في الحالات التالية:

• عند فتح التكوينات الحاملة للنفط أو الغاز التي تقع بين عيوب متوازية
• إذا اتضح أن الخزان المطور يغير اتجاهه فجأة
• في حالة وجود آفاق تحمل النفط أو الغاز تحت قباب ملحية (بسبب صعوبات الحفر من خلال الأخير).
• عندما يكون من الضروري تجاوز مناطق الانهيار في المناجم.
• الحفر المنحرف (الأفقي على وجه الخصوص) لا غنى عنه إذا كان التكوين الإنتاجي يقع تحت نوع من الخزان أو في قاع البحر أو تحت المناطق السكنية أو المباني المنفصلة.
• على رفوف ومنصات الحفر الموجودة مباشرة في البحر ، في 90٪ من الحالات يتم استخدام طريقة الحفر هذه.
• بالإضافة إلى ذلك ، لا غنى عن الحفر الموجه إذا كنت بحاجة إلى حفر بئر متعدد الأطراف في منطقة ذات تضاريس وعرة للغاية (الوديان والتلال وما إلى ذلك).

طريقة مماثلة لا غنى عنها إذالسبب ما (الانهيار ، تحول الصخور التكتونية) ، تحول عمود المنجم إلى الجانب ، وبالتالي كانت هناك حاجة لتجاوز منطقة المشكلة. يتم ذلك أيضًا إذا كان من الضروري أخذ عينة أساسية من البئر الرئيسي ، لأنه من المستحيل القيام بذلك بطرق أخرى.

أيضًا ، يتم استخدام الحفر الموجه عندما تحتاج إلى إطفاء بئر سريع اشتعلت فيه النيران لسبب ما ، وكذلك في الحالات التي يحتاج فيها الجزء السفلي من الحفرة إلى التوسيع لأسباب تشغيلية. وبطريقة مماثلة ، يزداد سطح الصرف في الآبار القديمة عندما يتطلب الأمر زيادة حجم الإنتاج.

يمارس هذا عندما يكون معروفًا في البداية أن الوديعة لا تنتمي إلى فئة الأثرياء ، لكنها مطلوبة "للحليب" بسرعة. ثم يتم استخدام الحفر "العنقودي" ، مع السحب المتعدد والمتعدد من الحفرة الرئيسية للحفر الجانبي. إذا استخدمت في هذه الحالة الطرق القياسية ، فسيكون العائد من الحقل منخفضًا ، وسيتم استنفاد البئر بسرعة.

طريقة الحفر الموجه تكسر الحفر الأولية من خلال معاجين الفحم ، لأنه في هذه الحالة يجب أولاً تحريرها من جيوب الغاز المحتملة. إذا لم يتم ذلك ، فهناك احتمال كبير لحدوث اشتعال وحتى انفجار بالفعل أثناء تشغيل البئر.

تُستخدم محركات قاع البئر (المثاقب التوربينية ، المثاقب الكهربائية أحيانًا ، المحركات اللولبية) لاختراق الفتحة. طريقة الحفر - دوار.

الطرق الرئيسية

الطريقة الرئيسية (سواء هنا أو في الخارج) هي الاستخدام الديناميكي لخصائص التضاريس.وهذا أمر مفهوم ، لأن السهول والسهول المثالية بعيدة كل البعد عن التواجد في كل مكان.

كقاعدة عامة ، يتم أخذ الآثار النموذجية (ملفات التعريف) كعينة ، والتي يتم إنشاؤها مسبقًا ، ويتم استخدام طرق النمذجة الرياضية لهذا الغرض. من المهم ملاحظة أنه لا يمكن تطبيق الطريقة "النموذجية" (!) إلا على الحقول المطورة بالفعل ، والتي عُرفت جميع ميزاتها منذ فترة طويلة. تكمن خصوصية هذه الطريقة في أنها لا تحاول التحكم في انحناء التضاريس ، بل تتكيف معها. للأسف ، ولكن في الوقت نفسه ، هناك عيب كبير يتجلى في زيادة ملحوظة في تكلفة الحفر.

في ملف تعريف التصميم ، يتم تحديد الأماكن ذات الدرجة القصوى من الانحناء بالضرورة ، لأنه بدون هذه البيانات لا يُنصح بوضع مشروع مكتمل. التصميم في هذه الحالة هو مسؤولية مهندس حفر اتجاهي مدرب.

تغيير شكل جهاز الحفر لتصحيح انحناء البئر

الطريقة الأكثر شيوعًا عندما يتعلق الأمر بالتحكم في منحنى الثقب مباشرةً أثناء التثقيب. الطريقة جيدة لأنك لست مضطرًا لاستخدام معدات خاصة. يكمن عيبها في التقييد الشديد لأنماط الحفر المتسارع.

استخدام المحولات الاصطناعية

لهذا النوع من العمل ، يتم استخدام الغواصات المثنية والحلمات غير المركزية والأوتاد وأجهزة الانحراف الأخرى. يتم تحديد جميع الأجهزة بشكل فردي ، اعتمادًا على الموقف المحدد ونوع التضاريس.

مجموعة متنوعة من شجرة التنوب

طريقة مهمة للحفر الموجه هي حفر الوسادة. في نفس الوقت ، تقع بداية كل الحفر في نقطة واحدة ، والأقسام النهائية هي المكان الذي تذهب إليه طبقات الرواسب المكتشفة.

الطريقة جيدة من حيث أنها تتيح لك تقليل حجم أعمال التركيب بشكل كبير في الموقع ، وتقليل عدد خطوط الاتصال المطلوبة بشكل كبير ، بما في ذلك الطرق المؤدية إلى المناطق التي يتم فيها العمل ، والحاجة إلى المياه تم تقليل خطوط الإمداد والكهرباء. تم اختبار هذا النوع من الحفر لأول مرة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، وبشكل أكثر دقة ، في أذربيجان ، أثناء أعمال التثبيت في جزيرة أرتيم.

العيوب الرئيسية تشمل أهمية منع عبور أفواه الألغام. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري الحفاظ على الحفر التي تعمل بالفعل بحلول وقت الحفر الثانوي ، حيث أن هذا مطلوب بموجب قواعد السلامة من الحرائق. أخيرًا ، هناك عيب كبير في حفر الكتلة هو تعقيد صيانتها وإصلاحها لاحقًا ، وفي الظروف البحرية قد يكون من الصعب للغاية القضاء على الاختراقات.

في أي ظروف يتم استخدام الحفر العنقودي؟

إذن متى يتم استخدام الحفر الأفقي الاتجاهي العنقودي؟ أسباب استخدامه مقسمة إلى المجموعات التالية:

• تكنوجينيك - الحفر تحت المباني ، بما في ذلك المباني السكنية وغيرها من الهياكل التقنية.
• تكنولوجي - عندما يكون من المحتمل أن يؤدي تطوير بئر معياري إلى تعطيل عمل الحفر الموجودة. طريقة الأدغال ليست "مؤلمة" في هذا الصدد.
• جيولوجي -عندما تكمن المعادن في طبقات غير متساوية ، في آفاق مختلفة. في هذه الحالة ، تكون الحفارات الاتجاهية هي الخيار الوحيد عندما تحتاج إلى إنشاء إنتاج في أقصر وقت ممكن دون إنفاق مبالغ هائلة عليه.
• أوروغرافيك - مجموعة الأسباب الأكثر شيوعًا ، بما في ذلك الحاجة إلى فتح حقل يقع تحت سطح البحر ، البحيرة ، في حالة التضاريس الوعرة ، وكذلك عند وضع حفر من قاعدة المنصات البحرية ، وكذلك الجسور.
• المناخ. في السنوات الأخيرة ، في العديد من مناطق أقصى الشمال ، كان هناك اتجاه ثابت نحو ذوبان الجليد الدائم ، ولهذا السبب يضطر المتخصصون ببساطة إلى اللجوء إلى طريقة الحفر العنقودي. طرق أخرى محفوفة بانهيار لومن البئر.

لاحظ أن أقصى تأثير من تشغيل الآبار العنقودية يُلاحظ في مناطق المستنقعات ، وغالبًا ما تغمرها المياه. من المهم ملاحظة أنه عند الحفر المائل تحت سطح المسطحات المائية ، من المهم للغاية أن يكون لديك أفراد متمرسون قادرون على استخدام المعدات الملاحية بشكل صحيح ، والتي بدونها يصبح من المستحيل اختراق حفرة في مثل هذه الظروف المحددة.

وبالتالي ، يجب أن تتضمن الوظائف الشاغرة في الحفر الموجه بالضرورة البحث عن موظفين متعلمين وذكي تقنيًا.

ميزات مهمة للطريقة

الشجيرات الحجمية تشبه الأهرامات أو الأقماع ، وحجمها ، كما يمكنك أن تفهم ، يعتمد على الحجم و"طمس" المجال المتطور. وفقًا لذلك ، يتم تحديد عدد الثقوب المثقوبة من خلال القدرات الفنية. من المهم جدًا أن نفهم أن تحديد حجم الأدغال يجب أن يتم التعامل معه بمسؤولية قدر الإمكان ، نظرًا لأن مساحة المنطقة المنفرة تعتمد على هذا المؤشر.

هذا مهم بشكل خاص عند تطوير الحفر داخل حدود المستوطنة. يلعب موقع رؤوس الآبار دورًا مهمًا في تشغيل البئر المكتمل. ليس من المستغرب أن يصبح الحفر الموجه لأنابيب الغاز الطريقة الرئيسية المستخدمة على نطاق واسع في الممارسة العملية في آخر 15 إلى 20 سنة.

التأثيرات الإيجابية للحفر العنقودي

بشكل عام ، تقلل هذه الطريقة بشكل كبير من تكلفة تنظيم استخراج المعادن أو بناء المنشآت الصناعية ، وتساهم في حجم أتمتة جميع عمليات الإنتاج والعمليات. والأهم من ذلك ، أن هذا النهج يساهم في حماية البيئة من خلال تقليل التأثير على الطبيعة.

الحقيقة هي أنه عند إجراء الحفر العنقودي ، يصبح من الممكن تمامًا جمع نفايات الحفر بالكامل ، ومنعها من دخول المياه الجوفية ، كما يقلل من احتمالية انخفاض مستوى هذا الأخير. غالبًا ما يُرى هذا مع الحفر التقليدي لأنه يدمر طبقات المياه الجوفية.

تحتوي وسادة واحدة على بئرين على الأقل. كقاعدة عامة ، يمارس رجال النفط في بلدنا حفر تجميع من 18 إلى 24 قطعة ، لكن في بعض الحالات يتجاوز عددهابالنسبة لـ 30. ومع ذلك ، فإن هذا بعيد كل البعد عن كونه رقمًا قياسيًا ، لأنه في الممارسة الأجنبية توجد حالات يمكن أن ينفصل فيها 60 "براعم" من لغم واحد. على وجه الخصوص ، قامت شركة BP سيئة السمعة بالحفر في جزيرة صغيرة الحجم 60 × 60 مترًا … 68 حفرة في وقت واحد. هذا جعل من الممكن زيادة كمية النفط التي يتم تلقيها من حقل واحد بشكل كبير.

لذا فإن عمليات حفر الآبار الاتجاهية والأفقية في الاقتصاد الحديث مطلوبة للغاية على وجه التحديد بسبب الحفاظ على الموارد المادية والمالية.

نوع الحفر متعدد الثقوب

في الوقت الحالي ، نظرًا لاستنفاد العديد من الرواسب القديمة ، فإن الطريقة الوحيدة الموثوقة للحصول على المعادن هي استخدام طرق التعدين المتقدمة ، والتي تشمل الحفر متعدد الأطراف. في نفس الوقت ، يتم إزالة العديد من "البراعم" الجديدة من الحفرة الرئيسية على عمق معين دفعة واحدة. وبسبب هذا تزداد مساحة البئر في الأفق الإنتاجي بشكل كبير ويزداد حجم التعدين. بالإضافة إلى ذلك ، في نفس الوقت من الممكن تقليل أحجام الحفر في الآفاق العليا غير المنتجة.

على أراضي بلدنا ، تم حفر أول بئر من هذا النوع في عام 1953 ، في بشكيريا. لكن الحفرة ، التي مرت مباشرة إلى سمك التكوين ، لا يمكن صنعها إلا في نهاية الخمسينيات. حدث ذلك في منطقة سامراء. تم الكشف على الفور أن العائد اليومي لمثل هذه الآبار يزيد بنحو 40٪ عن العائد اليومي للنوى المصنوعة بالطريقة العمودية القياسية.

عندها بدأ الحفر الموجه في التطور في بلدنا. التدريب على هذاتم إدخال التخصص في جميع المعاهد الفنية بالدولة.

إذا تم استخدام الطريقة متعددة الأطراف ، فإن الطول الإجمالي للفتحة في الخزان يزداد بشكل ملحوظ ، وتزيد منطقة الصرف والترشيح. هذا لا يساهم فقط في زيادة العائد من البئر ، ولكن أيضًا يحسن جودة المنتج الذي تم الحصول عليه أثناء تشغيله. ينقسم هذا النوع من الحفر إلى الأصناف التالية:

• نوع متفرع مائل.
• متفرعة أفقيا.
• حفر شعاعي.

في الحالة الأخيرة ، يتم استخدام الحفر الموجه (الحفر الاتجاهي الأفقي) في التضاريس الصعبة والتركيز غير المتكافئ لآفاق العمل. تسمح هذه الطريقة (مع تقليل التكاليف) بتعظيم حجم التعدين.

خصائص الثقوب متعددة الثقوب

كما قد تتخيل ، تتكون الحفر المتفرعة بشكل غير مباشر من العمود الرئيسي للمنجم والعمليات الفرعية التي تمتد منها ، وتقع في طائرات مختلفة. النوع المناسب الموجه أفقيًا هو نوع مختلف من النوع الموصوف للتو. الاختلاف الوحيد هو أن "البراعم" تنحرف عن الجذع الرئيسي في مستوى أفقي تمامًا بزاوية 90 درجة.

وفقًا لذلك ، بالنسبة للحفر الشعاعية ، يذهب العمود الرئيسي أيضًا بشكل رأسي تمامًا ، والأخرى الإضافية - على طول المحيط ، أي في الاتجاه الشعاعي. في السنوات الأخيرة ، تم اعتبار الآبار المتفرعة اتجاهًا واعدًا جدًا للحفر ، نظرًا لأن استخدامها على نطاق صناعي يسمح بحل العديد من المشكلات ،الناشئة عن تنمية الموارد الجوفية:

• التطوير الفعال الأقصى لحقول النفط ذات الآفاق غير المتكافئة. في هذه الحالة ، لا يكون الحفر العمودي مجديًا اقتصاديًا ، لأن التكلفة النهائية مرتفعة للغاية.
• يمكن للحفر الموجه أن يقلل بشكل كبير من عدد الآبار المستخدمة. هذا يؤدي إلى انخفاض في تكلفة العمل ، وكذلك يقلل من التأثير على البيئة.
• عند استخلاص درجات لزجة جدًا من الزيت ، والتي يتم ضخها إلى أعماق كبيرة للغاية.
• يتم استخدام نفس الطريقة عندما يكون من الضروري بناء محطة حرارية أرضية تستخدم طاقة المياه الجوفية الساخنة.

وبالتالي ، فإن حفر الآبار الموجه هو تقنية مستخدمة على نطاق واسع في صناعات النفط والغاز والبناء اليوم.