Bohrflüssigkeiten

Das Bohrflüssigkeitssystem – allgemein als „Schlammsystem“ bekannt — ist die einzige Komponente des Bohrlochbauprozesses, die während des gesamten Bohrvorgangs mit dem Bohrloch in Kontakt bleibt. Bohrflüssigkeitssysteme sind so konzipiert und formuliert, dass sie unter den erwarteten Bohrlochbedingungen effizient arbeiten. Fortschritte in der Bohrfluidtechnologie haben es ermöglicht, ein kostengünstiges, zweckmäßiges System für jedes Intervall im Bohrlochbauprozess zu implementieren.

Übersicht

Das aktive Bohrflüssigkeitssystem umfasst ein Flüssigkeitsvolumen, das mit speziell entwickelten Spülpumpen von den Oberflächengruben durch den am Bohrmeißel austretenden Bohrstrang in den Ringraum im Bohrloch und zurück zur Oberfläche gepumpt wird, um bei Bedarf Feststoffe zu entfernen und zu warten. Die Kapazität des Oberflächensystems wird normalerweise durch die Bohrgerätegröße bestimmt, und die Bohrgeräteauswahl wird durch das Bohrlochdesign bestimmt. Zum Beispiel könnte das aktive Bohrflüssigkeitsvolumen auf einem Tiefwasserbrunnen mehrere tausend Barrel betragen. Ein Großteil dieses Volumens wird benötigt, um das lange Bohrrohr zu füllen, das den Bohrgeräteboden mit dem Meeresboden verbindet. Im Gegensatz dazu benötigt ein flacher Brunnen an Land möglicherweise nur ein paar hundert Barrel Flüssigkeit, um sein Ziel zu erreichen.

Funktionen von Bohrflüssigkeiten

Einige der grundlegenden Funktionen einer Bohrflüssigkeit sind wie folgt:

• Reinigt das Loch, indem Bohrspäne an die Oberfläche transportiert werden, wo sie mechanisch aus der Flüssigkeit entfernt werden können, bevor sie im Bohrloch zurückgeführt wird.

• Gleicht den Formationsdruck im Bohrloch aus oder überwindet ihn, um das Risiko von Problemen mit der Bohrlochkontrolle zu minimieren.

• Unterstützt und stabilisiert die Wände des Bohrlochs, bis das Gehäuse gesetzt und zementiert oder eine Ausrüstung zur Vervollständigung des offenen Lochs installiert werden kann.

• Verhindert oder minimiert Schäden an der/den produzierenden Formation(en).

• Kühlt und schmiert die drillstring und bit.

• Überträgt hydraulische Pferdestärken auf das Bit.

• Ermöglicht das Abrufen von Informationen über die produzierenden Formation (en) durch Schnittanalysen, Protokollierungsdaten während des Bohrens und drahtgebundene Protokolle.

Arten von Bohrflüssigkeiten

World Oil’s Annual Classification of Fluid Systems listet neun verschiedene Kategorien von Bohrflüssigkeiten auf, darunter:

• Süßwassersysteme
• Salzwassersysteme
• Systeme auf Öl- oder Synthesebasis
• Pneumatische (Luft, Nebel, Schaum, Gas) „Fluid“ -Systeme

Drei Schlüsselfaktoren bestimmen normalerweise die Art der Flüssigkeit, die für ein bestimmtes Bohrloch ausgewählt wird:

• Kosten
• Technische Leistung
• Umweltauswirkungen

Wasserbasierte Flüssigkeiten (WBFs) sind die am häufigsten verwendeten Systeme und gelten als kostengünstiger als Flüssigkeiten auf Ölbasis (OBFs) oder Flüssigkeiten auf synthetischer Basis (SBFs) . Die OBFs und SBFs — auch als Invert-Emulsionssysteme bekannt — haben eine Öl- oder synthetische Basisflüssigkeit als kontinuierliche (oder externe) Phase und Sole als interne Phase. Invertemulsionssysteme haben höhere Kosten pro Einheit als die meisten Flüssigkeiten auf Wasserbasis, daher werden sie häufig ausgewählt, wenn Bohrlochbedingungen eine zuverlässige Schieferhemmung und / oder eine hervorragende Schmierfähigkeit erfordern. Wasserbasierte Systeme und Invertemulsionssysteme können so formuliert werden, dass sie relativ hohe Bohrlochtemperaturen tolerieren. Pneumatische Systeme werden am häufigsten in Bereichen eingesetzt, in denen der Formationsdruck relativ niedrig ist und das Risiko von Zirkulationsverlusten oder Formationsschäden relativ hoch ist. Die Verwendung dieser Systeme erfordert spezielle Druckmanagementgeräte, um die Entwicklung gefährlicher Bedingungen beim Auftreten von Kohlenwasserstoffen zu verhindern.

Überlegungen zur Bohrflüssigkeit

Die Auswahl der Bohrflüssigkeit bleibt eine der wichtigsten Komponenten für einen erfolgreichen Bohrlochbau. Bohrfluid-Service-Unternehmen helfen den Betreibern, die bekannten Probleme (z., verlorene Zirkulation) sowie die Herausforderungen, die durch Bohrungen in ultratiefen Gewässern, extremen HP / HT-Formationen oder abgelegenen umweltsensiblen Gebieten entstehen, durch:

• Analysetools
• Testgeräte
• Stockpoint-Einrichtungen
• Innovative Materialien

Die Möglichkeit, Bohrlochbedingungen zu simulieren und das Fluiddesign zu optimieren, wird weiterhin dazu beitragen, die unproduktive Zeit zu verkürzen, und die Echtzeitverwaltung der Bohrlochbedingungen durch Datenzufuhr von Bohrlochwerkzeugen ermöglicht es dem Bediener und Bohrfluidspezialisten, die Bohrlochbedingungen zu optimieren feinabstimmung bohren parameter.

Die Nachfrage nach Bohrabfallmanagementdienstleistungen, die sich der Reduzierung, Rückgewinnung und Wiederverwertung des Volumens verbrauchter Flüssigkeiten und Bohrspäne widmen, wächst weiterhin rasant. Diese Dienstleistungen und die dazugehörigen Geräte haben sich bewährt, indem sie den Betreibern dabei geholfen haben, die Einhaltung der Umweltvorschriften zu erreichen, die Entsorgungskosten zu senken und mehr Flüssigkeit und Wasser zur Wiederverwendung in mehreren Anwendungen zurückzugeben.

Bohrflüssigkeitsdienstleistungen jeglicher Art sind an jedem Bohrloch erforderlich. Sie umfassen ein breites Spektrum an Systemen, Produkten, Software, Personalspezialisierungen und logistischer Unterstützung. Wenn Bohrlöcher komplexer werden, können die Gesamtbohrkosten dramatisch steigen. Da das Bohrflüssigkeitssystem mit fast jedem Aspekt des Bohrvorgangs in Kontakt kommt, kann die richtige Auswahl der Bohrflüssigkeit dem Bediener helfen, die Kosten während des gesamten Bohrlochbauprozesses zu minimieren.

Hinweis: Die Lieferanten von Bohrflüssigkeiten (Baker Hughes, Halliburton (Baroid), Schlumberger (M-I SWACO), Newpark, Scomi und andere) führen unternehmensspezifische Referenzmaterialien wie Bohrflüssigkeitshandbücher und technische Handbücher für Bohrflüssigkeiten. Dies sind hervorragende technische Ressourcen und können von diesen Unternehmen zur Verfügung stehen.

Bemerkenswerte Papiere in OnePetro

Smith, T.R., Shell Canada Ltd.; Ravi, K.M., Halliburton Services: Untersuchung der Bohrflüssigkeitseigenschaften zur Maximierung der Zementverdrängungseffizienz, 22775-MS, http://dx.doi.org/10.2118/22775-MS

Warren, B.K., Smith, T.R., Shell Canada Ltd.,; Ravi, K.M., Halliburton Services: Statische und dynamische Fluidverlusteigenschaften von Bohrflüssigkeiten in einem Vollbohrloch, 26069-MS, http://dx.doi.org/10.2118/26069-MS

Bemerkenswerte Bücher

Caenn, R., Darley, H.C.H., Gray, G.R. et al. 2011. Zusammensetzung und Eigenschaften von Bohr- und Fertigstellungsflüssigkeiten, 6. Amsterdam ; Boston, MA: Gulf Professional Pub. 2011293568

SPE Reprint Series No. 44: Drilling Fluids, 1997, Herausgegeben von: Tom S. Carter, ISBN:978-1-55563-069-0

https://www.osha.gov/SLTC/etools/oilandgas/drilling/drillingfluid.html

Siehe auch

Umweltaspekte der Bohrflüssigkeit

Herausforderungen der Bohrflüssigkeit

PEH: Bohrflüssigkeiten