Płyny wiertnicze

układ wiertniczo-płynny—powszechnie znany jako „system płuczkowy”—jest pojedynczym elementem procesu budowy odwiertu, który pozostaje w kontakcie z odwiertem przez całą operację wiercenia. Systemy wiertniczo-płynne są zaprojektowane i opracowane tak, aby działały wydajnie w oczekiwanych warunkach odwiertu. Postępy w technologii płuczek wiertniczych umożliwiły wdrożenie opłacalnego, dopasowanego do potrzeb systemu dla każdego interwału w procesie budowy odwiertu.

przegląd

aktywny układ płuczki wiertniczej składa się z objętości płynu, który jest pompowany za pomocą specjalnie zaprojektowanych pomp płuczkowych z dołów powierzchniowych, przez strunę wiertniczą wychodzącą z wiertła, do przestrzeni pierścieniowej w odwiercie i z powrotem na powierzchnię w celu usuwania ciał stałych i zabiegów konserwacyjnych w razie potrzeby. Pojemność systemu powierzchniowego zwykle zależy od wielkości platformy, a wybór platformy zależy od projektu studni. Na przykład aktywna objętość płynu wiertniczego w studni głębinowej może wynosić kilka tysięcy beczek. Duża część tej objętości jest wymagana do wypełnienia długiego pionu wiertniczego, który łączy podłogę platformy z podłogą morską. Natomiast płytka studnia na lądzie może wymagać tylko kilkuset beczek płynu, aby osiągnąć swój cel.

funkcje płynów wiertniczych

niektóre podstawowe funkcje płynu wiertniczego są następujące:

• czyści otwór, transportując wywiercone sadzonki na powierzchnię, gdzie można je mechanicznie usunąć z płynu przed recyrkulacją odwiertu.

• równoważy lub pokonuje presję tworzenia w studni, aby zminimalizować ryzyko problemów z kontrolą studni.

• obsługuje i stabilizuje ściany odwiertu, aż można ustawić obudowę i zamontować sprzęt do cementowania lub uzupełniania otworów.

• zapobiega lub minimalizuje uszkodzenia formacji (formacji) produkujących.

• chłodzi i smaruje drillstring i bit.

• przekazuje moc hydrauliczną do bitu.

• umożliwia uzyskanie informacji o formacji produkującej(s) poprzez analizę sadzonek, rejestrowanie danych podczas wiercenia i dzienniki przewodowe.

rodzaje płynów wiertniczych

roczna klasyfikacja układów płynów World Oil wymienia dziewięć różnych kategorii płynów wiertniczych, w tym:

• Systemy Słodkowodne
• Systemy morskie
• Systemy olejowe lub syntetyczne
• Systemy „fluid” pneumatyczne (powietrze, mgła, piana, Gaz)

trzy kluczowe czynniki zwykle określają rodzaj płynu wybranego dla konkretnej studni:

• koszt
• wydajność techniczna
• wpływ na środowisko

płyny na bazie wody (WBFS) są najczęściej stosowanymi systemami i są uważane za tańsze niż płyny na bazie oleju (OBF) lub płyny na bazie syntetycznej (SBFs) . OBF i SBF-znane również jako systemy odwróconej emulsji-mają olej lub syntetyczny płyn bazowy jako fazę ciągłą(lub zewnętrzną), a solankę jako fazę wewnętrzną. Systemy odwróconej emulsji mają wyższy koszt jednostkowy niż większość płynów na bazie wody, więc często są wybierane, gdy warunki studni wymagają niezawodnego hamowania łupków i / lub doskonałej smarowności. Systemy na bazie wody i systemy odwróconej emulsji można formułować tak, aby tolerowały stosunkowo wysokie temperatury odwiertu. Systemy pneumatyczne najczęściej są stosowane w obszarach, gdzie ciśnienie formowania jest stosunkowo niskie, a ryzyko utraty krążenia lub uszkodzenia formowania jest stosunkowo wysokie. Zastosowanie tych systemów wymaga specjalistycznego sprzętu do zarządzania ciśnieniem, aby zapobiec powstawaniu niebezpiecznych warunków w przypadku napotkania węglowodorów.

rozważania dotyczące płynów wiertniczych

dobór płynów wiertniczych pozostaje jednym z najważniejszych elementów udanej operacji budowy studni. Firmy świadczące usługi wiertniczo-hydrauliczne pomagają operatorom przezwyciężyć Znane problemy (np., utracona cyrkulacja), jak również wyzwania, które wynikają z wiercenia w wodach ultradeep, ekstremalnych formacjach HP / HT lub odległych obszarach wrażliwych dla środowiska poprzez zapewnienie:

• narzędzia analityczne
• sprzęt testowy
• obiekty w punktach magazynowych
• innowacyjne materiały

możliwość symulacji warunków odwiertu i optymalizacji konstrukcji płynu będzie nadal pomagała skrócić czas nieproduktywny, a zarządzanie warunkami otworu w czasie rzeczywistym za pomocą danych z narzędzi wiertniczych pozwala operatorowi i specjalista do precyzyjnego dostrajania parametrów wiercenia.

zapotrzebowanie na usługi w zakresie odwiertów i gospodarki odpadami, które mają na celu zmniejszenie, odzyskiwanie i recykling objętości zużytych płynów i wywierconych sadzonek, stale rośnie. Usługi te i związane z nimi urządzenia udowodniły swoją wartość, pomagając operatorom w osiągnięciu zgodności z przepisami ochrony środowiska, zmniejszając koszty usuwania i zwracając więcej płynów i wody do ponownego użycia w wielu zastosowaniach.

na każdej studni wymagane są usługi wiertnicze. Obejmują one szerokie spektrum systemów, produktów, oprogramowania, specjalizacji personelu i wsparcia logistycznego. W miarę jak studnie stają się bardziej złożone, całkowite koszty wiercenia mogą dramatycznie wzrosnąć. Ponieważ układ płuczki wiertniczej wchodzi w kontakt z prawie każdym aspektem operacji wiercenia, odpowiedni dobór płuczki wiertniczej może pomóc operatorowi zminimalizować koszty w całym procesie budowy odwiertu.

Uwaga: Dostawcy płynów wiertniczych (Baker Hughes, Halliburton (Baroid), Schlumberger (M-i SWACO), Newpark, Scomi i inni utrzymują specyficzne dla firmy Materiały referencyjne, takie jak podręczniki do płynów wiertniczych i podręczniki inżynierii płynów wiertniczych. Są to doskonałe zasoby techniczne i mogą być dostępne od tych firm.

warte uwagi artykuły w OnePetro

Smith, T. R., Shell Canada Ltd.; Ravi, K. M., Halliburton Services: Investigation of Drilling Fluid Properties To Maximize Cement Displacement Efficiency, 22775-MS, http://dx.doi.org/10.2118/22775-MS

Warren, B. K., Smith, T. R., Shell Canada Ltd.,; Ravi, K. M., Halliburton Services: Static and Dynamic Fluid-Loss Characteristics of Drilling Fluids in a Full-Scale Wellbore, 26069-MS, http://dx.doi.org/10.2118/26069-MS

warte uwagi książki

Caenn, R., Darley, H. C. H., Gray, G. R. et al. 2011. Skład i właściwości płynów wiertniczych i wykończeniowych, 6. Amsterdam; Boston, MA: Gulf Professional Pub. 2011293568

SPE Reprint Seria nr 44: płyny wiertnicze, 1997, red.: Tom S. Carter, ISBN:978-1-55563-069-0

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

Zobacz też

płuczki wiertnicze względy środowiskowe

płuczki wiertnicze wyzwania

PEH: płuczki wiertnicze