Puits de forage - types de puits, concepts généraux sur le forage. Qu'est-ce qu'un forage et qu'est-ce que le forage de puits ? Préparation au processus
Vladimir Khomoutko
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Un Un
Qu'est-ce qu'un puits de pétrole ?
Il est difficile d’imaginer la vie moderne sans produits pétroliers. Ils sont fabriqués à partir de pétrole extrait au moyen d’opérations minières spéciales. Beaucoup d’entre nous ont entendu le terme « puits de pétrole », mais presque tout le monde sait de quoi il s’agit réellement. Essayons de comprendre quelle est cette structure et à quoi elle ressemble.
Un puits est une ouverture de mine cylindrique dont le diamètre est plusieurs fois inférieur à la longueur totale de son puits (profondeur).
En plus du puits, il existe également des chantiers miniers tels qu'un puits et une mine. En quoi diffèrent-elles de la définition que nous envisageons ? C'est en fait assez simple. Une personne peut entrer dans une mine ou dans un puits, mais pas dans un puits. Ainsi, une définition supplémentaire de cette structure est la suivante : une ouverture de mine dont l'aménagement et la forme en excluent l'accès humain.
La partie supérieure d'un tel ouvrage s'appelle la bouche et la partie inférieure s'appelle le visage. Les murs qui descendent forment ce qu'on appelle le tronc.
Tout le monde sait que les puits se font par forage. Cependant, il serait faux de dire qu’ils sont simplement percés. Ces structures de capital, de structure complexe, sont plutôt construites sous terre et sont donc classées comme immobilisations de l'organisation, et les coûts de forage et d'équipement sont des investissements en capital.
Construction de puits de pétrole et de gaz
La conception du puits est sélectionnée au stade de la conception et doit répondre aux exigences suivantes :
- la conception doit fournir un accès libre au fond des instruments géophysiques et de l'équipement de fond ;
- la conception doit empêcher l'effondrement des parois du canon ;
- il doit également assurer une séparation fiable de toutes les couches praticables les unes des autres et empêcher l'écoulement des fluides d'une couche à l'autre ;
- le cas échéant, la conception de cette excavation devrait permettre d'obturer son embouchure si un tel besoin s'en fait sentir.
La construction et l'installation de puits de pétrole et de gaz s'effectuent comme suit :
- La première étape consiste à forer un premier puits de grand diamètre. Sa profondeur est d'environ 30 mètres. Ensuite, un tuyau métallique, appelé direction, est abaissé dans le trou percé et l'espace qui l'entoure est installé avec des tuyaux de tubage spéciaux et cimenté. Le but de la direction est d'empêcher l'érosion de la couche supérieure du sol lors de forages ultérieurs.
- De plus, à une profondeur de 500 à 800 mètres, un puits de plus petit diamètre est foré, dans lequel est descendue une colonne de tuyaux, appelée conducteur. L'espace entre les parois des tuyaux et la roche est également rempli de mortier de ciment sur toute sa profondeur.
- Ce n'est qu'après que la direction et le conducteur ont été définis que le puits est foré à la profondeur spécifiée par la conception et qu'un train de tiges d'un diamètre encore plus petit y est descendu. Cette colonne est dite opérationnelle. Si la profondeur de formation est grande, il est alors possible d'utiliser des colonnes dites intermédiaires. Tout l'espace entre le puits de forage et la roche environnante est rempli de ciment.
Quelle est la fonction principale d’un chef d’orchestre ? Le fait est qu'à des profondeurs allant jusqu'à 500 mètres, il existe une zone active d'eau douce, et en dessous de cette profondeur (selon la région de développement), commence une zone avec un échange d'eau difficile, dans laquelle il y a beaucoup d'eau salée et d'autres fluides mobiles (y compris les gaz et le pétrole). Ainsi, la tâche principale du conducteur est une protection supplémentaire qui empêche la salinisation des eaux douces de surface et ne permet pas aux substances nocives concentrées dans les couches inférieures d'y pénétrer.
Quels types de puits existe-t-il ?
En fonction des conditions géologiques dans lesquelles se trouvent les gisements de pétrole, différents types de travaux de ce type sont forés.
Principaux types de puits :
- verticale;
- directionnel oblique ;
- horizontal;
- multi-baril ou multi-trous.
Un puits est dit vertical si l'angle de déviation de son tronc par rapport à la verticale ne dépasse pas cinq degrés.
Si cet angle est supérieur à cinq degrés, il s'agit déjà d'un type oblique-directionnel.
Un puits est dit horizontal si l'angle de déviation de son tronc par rapport à la verticale est d'environ 90 degrés. Cependant, cette définition comporte certaines nuances. Étant donné que les « lignes droites » sont rarement trouvées dans la nature vivante et que les strates développées se trouvent le plus souvent avec une certaine pente, d'un point de vue pratique, en règle générale, il ne sert à rien de forer des puits strictement horizontaux.
Il est plus facile et plus efficace de diriger le canon le long de la trajectoire optimale. Sur cette base, nous pouvons définir le type horizontal de tels travaux comme un puits doté d'un puits étendu, foré le plus près possible de la direction de la formation productive cible tout en maintenant l'azimut optimal.
Les puits qui ont deux troncs ou plus sont appelés multilatéraux ou multilatéraux. Leur différence les uns par rapport aux autres réside dans l'emplacement du point de branchement, auquel les autres partent de la table principale. Si ce point est situé au-dessus du niveau de l'horizon productif, alors ce type de développement est appelé multi-arbre. Si ce point est situé dans l’horizon productif, il s’agit alors d’un type de puits multilatéral.
En termes simples, si le tronc principal est foré jusqu'à la formation développée et que des branches supplémentaires sont forées à l'intérieur, il s'agit alors d'un type multilatéral (la formation productive est percée en un point). Tous les autres chantiers à plusieurs puits sont classés multi-barils (plusieurs points de pénétration de la formation). De plus, ce type de puits est typique dans les cas où les couches sont situées à des horizons différents.
De plus, il existe également des puits en grappe. Dans ce cas, plusieurs troncs divergent sous des angles différents et à des profondeurs différentes, et leurs embouchures sont proches les unes des autres (comme un buisson planté à l'envers).
Cette classification prévoit les catégories suivantes de ces chantiers miniers :
Les forages d'exploration sont réalisés dans des zones dont la teneur en pétrole ou en gaz a déjà été établie, afin de clarifier les volumes de gisements d'hydrocarbures découverts et de clarifier les paramètres initiaux du gisement, nécessaires à la conception d'une méthode de développement d'un gisement, donc une attention particulière est portée à l'exploration.
Le forage de production crée les types d'exploitations suivants :
- principal (production et injection) ;
- réserve;
- contrôle;
- évaluatif;
- duplication;
- puits à usage particulier (absorption, prise d'eau, etc.).
L'extraction des matières premières elle-même s'effectue à travers des chantiers miniers, qui sont des pompages, des vérins à gaz et des fontaines.
Le but des puits d'injection est d'influencer la formation développée en y injectant de la vapeur, du gaz ou de l'eau, ainsi que d'autres fluides de travail. Ils sont intra-contour, péri-contour et contour.
Des réserves sont nécessaires à l'aménagement de zones individuelles et stagnantes, ainsi que de zones de pincement qui ne sont pas incluses dans le contour des puits principaux.
Des contrôles sont nécessaires pour surveiller la position actuelle des zones de contact de la ressource extraite et de l'eau ainsi que d'autres changements dans la formation en développement. De plus, ils contribuent à contrôler la pression dans les formations productives.
Des estimateurs sont nécessaires pour une évaluation préliminaire des champs en cours de préparation pour le développement. Ils aident à déterminer les limites et la taille des réserves, ainsi que d'autres paramètres préliminaires nécessaires.
Les doublons sont utilisés lors du remplacement des puits du stock principal qui sont en cours de liquidation en raison de l'usure physique ou d'accidents.
Grâce à des installations spéciales, l'eau de traitement est extraite, l'eau industrielle est évacuée, les fontaines ouvertes sont éliminées avec leur aide, etc.
Le processus de forage d'un puits de pétrole, de par la nature de son impact sur les roches, est :
- mécanique;
- thermique;
- physico-chimique ;
- électrique et ainsi de suite.
Conception de puits de pétrole
Le développement industriel des gisements implique l'utilisation uniquement de méthodes mécaniques, qui font appel à différents modes de forage. Toutes les autres méthodes de forage sont en cours de développement expérimental.
Les méthodes de forage mécanique sont divisées en rotatives et à percussion.
La méthode d'impact est la destruction mécanique de la roche, qui est réalisée par un outil spécial suspendu à une corde - un ciseau. Un tel complexe de forage comprend également un verrou à câble et une tige de choc. Cet appareil est suspendu à une corde qui est lancée sur un bloc monté sur le mât de forage. Le mouvement alternatif du trépan est assuré par un appareil de forage spécial. Le canon acquiert une forme cylindrique en raison de la rotation du foret pendant le fonctionnement.
Le nettoyage de la surface de la roche détruite est effectué à l'aide d'une écope, qui ressemble à un long seau avec une valve au fond. L'outil est retiré du canon, l'écope est abaissée et sa valve est ouverte au visage. Le seau est rempli de liquide avec des morceaux de roche, la vanne se ferme et la écope pleine remonte à la surface. Voilà, vous pouvez continuer à forer.
En Russie, le forage par choc n'est pratiquement pas utilisé pour le moment.
La méthode de rotation est basée sur l'immersion du trépan dans la masse rocheuse en appliquant simultanément une charge verticale et un couple à l'outil. La charge verticale permet au trépan d'être enfoncé dans la roche, puis, en utilisant le couple, le trépan ébrèche, use et écrase la roche.
Selon la méthode de localisation de l'unité motrice, le forage rotatif est divisé en forage rotatif et en fond de trou. Dans le premier cas, le moteur repose en surface et le couple est transmis au bas des trains de tiges de forage. Dans le second cas, le moteur est placé immédiatement derrière le trépan, et le train de tiges ne tourne pas (seul le trépan tourne).
Le puits le plus profond du monde est le puits Kola Superdeep Well (SG-3). Sa profondeur est de 12 262 mètres. Il a été foré dans la région de Mourmansk pour étudier la structure profonde de la Terre.
Forage- processus technique de destruction des roches à l'aide d'équipements spéciaux - équipements de forage. (moins souvent par des méthodes thermiques, d'érosion hydrique, explosives et autres) avec élimination des produits de destruction. Le forage de puits est le processus de construction d'une ouverture de mine cylindrique dirigée, dont le diamètre est considérablement petit par rapport à sa longueur le long du puits, sans possibilité d'accès humain au front de taille. Le début d'un puits à la surface de la terre s'appelle la bouche, le fond s'appelle le fond et les parois du puits forment son tronc.
Il existe trois types de forages :
- Forage vertical
- Forage directionnel
- Forage horizontal
Lors du forage, la destruction est effectuée sur toute la zone du front de taille (forage sans carottage), moins souvent uniquement le long de l'espace annulaire pour l'extraction du carottage (carottage). Les diamètres des excavations forées sont des dizaines de millimètres (trous), des centaines de millimètres (forages), des milliers de millimètres (puits de mine). La profondeur de forage est déterminée par le domaine de son application et varie de plusieurs mètres (principalement des forages), des dizaines de mètres (puits pour placer des explosifs, fixation des roches par cimentation, congélation, etc.), des centaines et des milliers de mètres (puits - exploration de l'eau, du pétrole et du gaz, opérationnelle, etc.). Le processus de construction de puits profonds comprend également la fixation des parois du baril avec des tuyaux de tubage et le pompage de mortier de ciment dans l'espace annulaire entre les tuyaux et les parois.
Le forage de puits profonds est effectué avec des appareils de forage, le dynamitage - avec des appareils de forage, des puits de mine - avec des unités de forage de puits, des trous - avec des marteaux perforateurs, des perceuses, etc. Les moyens techniques de forage comprennent également une pompe de forage ou un compresseur pour fournir du fluide de forage et du gaz, des tiges de forage, une plate-forme de forage avec un système de plate-forme mobile, des outils de coupe de roche, des équipements de préparation du liquide de rinçage, son nettoyage des boues et son dégazage, des équipements et instruments de prévention des éruptions. Le forage s'effectue principalement mécaniquement : l'outil de forage agit directement sur les roches en les détruisant à l'aide d'un foret ou d'un foret ; Lors du forage de trous de mine dans des roches contenant du quartz, le forage thermique (jet de flamme) est utilisé. Les méthodes de forage mécanique basées sur la méthode d'impact de l'outil sur le fond sont divisées en forage rotatif, forage à percussion, forage à percussion rotatif et forage à percussion rotatif.
Selon le type d'outil de coupe de roche utilisé, on distingue le forage à la tarière, le forage au rouleau-cône, le forage au diamant, le forage au fusil de chasse, etc.; selon le type de machine de forage - forage au marteau, forage à percussion pneumatique, forage à percussion hydraulique, forage rotatif forage, forage à turbine, etc., selon la direction et la méthode de forage des puits - forage en grappes, vertical, directionnel, multi-trous, etc. Le forage se développe et se spécialise par rapport à trois grands domaines de l'exploitation minière : l'extraction de liquides et de gaz minéraux, prospection et exploration de minéraux, et extraction explosive de minéraux solides. Cette division historiquement établie est très arbitraire, mais méthodologiquement pratique pour une brève présentation d'un concept aussi multiforme que le « forage ».
En Russie, le forage des premiers puits remonte au IXe siècle. et est associé à l'extraction de solutions de sel de table à Staraya Russa. Puis se développent des mines de sel à Balakhna (XIIe siècle) et à Solikamsk (XVIe siècle). L'émergence de nouvelles méthodes et techniques de forage remonte au XIXe siècle. en raison du besoin croissant d’approvisionner les grandes villes en eau potable. En 1831, la « Société des fontaines artésiennes » fut créée à Odessa et 4 puits d'une profondeur de 36 à 189 m furent forés.
Au milieu du 19ème siècle. le forage manuel à percussion a commencé à être remplacé par des machines mécaniques portatives. En Russie, G.D. Romanovsky fut le premier à mécaniser le travail en 1859, en utilisant une machine à vapeur pour forer un puits près de Podolsk. Le premier puits de pétrole foré avec une plate-forme de forage à percussion a été foré par Drake en 1859 (États-Unis, Pennsylvanie). Un puits offshore a été foré pour la première fois en 1897 dans l'océan Pacifique, au large de l'île Somerland (au large de la péninsule de Californie, aux États-Unis), puis le forage offshore s'est généralisé. Dans la mer Caspienne, les forages offshore ont commencé en 1924 près de la ville de Bakou.
Le développement du forage exploratoire de minéraux solides est associé à l'invention de la foreuse au diamant par le Suisse J. Leschaux (1862). En 1899, l’ingénieur américain Davis propose le forage par grenaille. En URSS, le forage par grenaille a été utilisé en 1927-28. Les scientifiques soviétiques V.M. Kreiter et B.I. Vozdvizhensky pour le carottage, qui a permis de remplacer le forage au diamant dans les fortes éruptions et les roches métamorphiques par cette méthode. En 1928-29, en URSS, a commencé la production d'appareils de forage à alimentation par levier pour le carottage rotatif à des profondeurs allant jusqu'à 300 à 500 m ; depuis 1947, des machines à alimentation différentielle à levier, des machines à plusieurs vitesses pour des profondeurs de 300 à 2000 m, et des plates-formes de forage automotrices ont été créées. Depuis 1960, les travaux ont commencé sur le développement du forage à percussion hydraulique, qui a assuré une augmentation significative de la productivité du carottage au carbure. Le forage au diamant s'améliore radicalement, dont le volume destiné à la recherche de gisements minéraux augmente. Lors de l'exploration de gisements fortement inclinés, lorsque plusieurs puits sont forés pour les croiser à différents horizons, un forage multilatéral directionnel est utilisé, qui est effectué à l'aide de dispositifs de déviation installés dans le puits à différentes profondeurs. Le forage d'exploration de minéraux solides est réalisé principalement par la méthode rotative, qui représente environ 80 % des images des puits forés ; Les forages à percussion rotative, à percussion hydraulique, à tarière, par vibration… sont utilisés dans une mesure limitée. Les travaux dans le domaine du forage d'exploration visent à assurer la sécurité de ce qui est extrait des grandes profondeurs.
Conférence 1
Définissons d’abord les termes :
« Forage
tête de puits "bien en bas"
Puits axe - «
Bien les murs –
Puits de forage - «
Bien longueur - axes».
Profondeur du puits – verticalement".
Diamètre du puits
Construction de puits
Forage de puits
Bien approfondir
Technologie de forage - «
.
900 mm à 26 mm.
Profondeur du puits jusqu'à 12260 m
Bien longueur jusqu'à 13000
.
- Géologues - ;
Lors de l'exploration d'hydrocarbures.
- ,
-
- Hydrogéologues – ,
- ,
- ,
-
-
Histoire de MGRI - RGGRU
En septembre 1918 année, l'Académie des Mines de Moscou a été créée, au cours de laquelle il y avait exploration géologique la faculté est officiellement considérée comme le fondateur MGRI-RGGRU.
DANS 1930 L'année suivante, l'Institut de prospection géologique de Moscou, unique en son genre, est né de la MGA - MGRI, Ainsi, MGRI-RGGRU a deux années de naissance - 1918 et 1930.
Les diplômés du MGRI ont toujours occupé une place de choix dans la science et la pratique de l'exploration géologique, de l'hydrogéologie, de la géologie technique et d'autres branches de l'économie nationale.
De 1975 à 1989 Ministre de la Géologie de l'URSSétait diplômé MGRI spécialité "Technologie de reconnaissance" - RT-48 (deuxième diplôme) Evgueni Alexandrovitch Kozlovsky.
Site pédagogique et scientifique du MGRI
Fin novembre 1935, le MGRI fut transféré du Collège électromécanique de Moscou sur un terrain près du village de Riazantsy, district de Zagorsky (aujourd'hui Sergiev Posad) de la région de Moscou. L'ordre de MGRI disait :
" §1. Améliorer le travail pédagogique et pratique des étudiants et mener des pratiques pédagogiques de base sur le terrain pour les étudiants : géophysique, géodésique exploration Et ingénierie-hydrogéologique, ainsi que d'organiser un site de formation et de recherche expérimentale au sein de l'INS pour mener des travaux de recherche et d'expérimentation.
Depuis lors, des pratiques de formation pour les étudiants de toutes les grandes spécialités : géologues, hydrogéologues, géophysiciens, techniciens d'exploration, y compris des formations aux pratiques de forage, ont été constamment menées sur le site d'essai.
Depuis 2010, un musée pédagogique et historique des équipements de forage a été créé sur le site d'essai de Sergiev Posad.
Riz. 4. Fragment du musée du forage
Conférence 2
Méthodes, types et variétés de forage de puits Tableau 1
| Méthodes, types et variétés de forage | Paramètres de forage | Principales applications | |||||||
| Catégorie de roche par forabilité | Profondeur du puits jusqu'à, m | Diamètre du puits mm | |||||||
| Corde à choc | Ier-XIIe | 140 - 700 | Exploration des placers. Forage pour l'eau | ||||||
| Forage de puits peu profonds sans circulation de produit de nettoyage | Forage à percussion peu profond | I–III | 93 – 168 | Géologie de l'ingénierie, Exploration géologique (recherche et relevé). Exploration de gisements de placers. Petite réserve d'eau. Puits sismiques explosifs. Explosif lors d'une exploitation minière à ciel ouvert dans les mines de charbon. Puits techniques (dans la construction, l'exploitation minière, etc.). | |||||
| Rotation lente et combinée | I–V | 30 - 50 | 112 – 250 | ||||||
| Forage par compression et perçage par vis | I–III | 24 - 40 | 50 – 65 | ||||||
| Vibration, vibration-impact et vibration-impact-rotation | I – IV I – V | 93 – 168 | |||||||
| Tarière | I-IV (V) | 60 -250 | |||||||
| Rotatif mécanique avec circulation de produit nettoyant | Exploration géologique | Sans noyau (avec face solide) | I-XII | Non limité | 73 – 151 (250) | Puits d'exploration géologique dans les intervalles où une carotte n'est pas nécessaire | |||
| Kolonkovoe | Projectiles simples | Carbure | I-VIII | » 1500 | 36 - 151 | Il est conseillé de forer des profondeurs de trou allant jusqu'à 200 à 300 m ; plus profondément, il est préférable d'utiliser SSC. | |||
| Avec fraises STM | V-VIII | 36 – 132 | |||||||
| diamant | VI-XII | 36 – 112 | |||||||
| Projectiles simples avec un mécanisme de fond | Coup de bélier Impact-rotationnel Impact-rotationnel | VI –XI IX – XII | ≈ 500 » 1500 | 59 – 151 59 - 76 | Avec couronnes en carbure. Avec mèches diamantées contre le polissage des diamants et l'auto-blocage du noyau. | ||||
| Impact pneumatique Impact-rotation | VI-XI | » 500 (jusqu'à 1000) | 76 - 300 | Dans les puits secs et à faible eau. | |||||
| Avec compresseur haute pression. | |||||||||
| Avec moteur de fond | » 1500 | 59 - 76 | Pour dévier l’intervalle du puits lors du forage directionnel. | ||||||
| Rotatif mécanique avec circulation de produit nettoyant | Projectiles spéciaux avec levage du noyau sans levage du tuyau | Projectiles avec récepteur à noyau amovible KSSK, SSK, LJNGYEAR et similaires | V-XI (XII) | 1500 – 3500 | 46 – 95 (47 -145) | Pour des profondeurs de puits supérieures à 200 - 300 m. Une option moderne et progressive ! | ||
| Projectiles (Kits) avec transport hydro (pneumatique) de noyau ou de boues KGK, KPK | I-V | 300 - 500 | 76- 250 | Méthode progressive, mais uniquement chez les races faibles. Version progressive avec marteau annulaire pour roches dures jusqu'à 1200 m. | ||||
| Opérationnel | Forage de puits de production de pétrole et de gaz | Rotatif | Ier-XIIe | (avec terminaison horizontale jusqu'à 13000m) | 120 - 490 | Exploration et production supplémentaires de pétrole, de condensats et de gaz (appliqué avant 2008) | ||
| Avec rotateur mobile | ||||||||
| Turboperceuse | V-XII | |||||||
| Moteur hydraulique | ||||||||
| Perceuse électrique | 146 - 390 | |||||||
| Prise d’eau de forage et puits hydrothermaux | I-IX | 200 - 350 2000-2500 | 112- 350 | Extraction d'eau, de saumures et d'hydrochauffe | ||||
| Forage de puits géotechnologiques | I-IX | 50 -700 | 70 - 500 | Extraction de minéraux solides (uranium, soufre, fer, etc.) | ||||
| Forage de puits techniques, scientifiques et auxiliaires | Ier-XIIe | 10 - 12300 | 70 - 900 | |||||
| Méthodes physiques de destruction des roches | Forage hydraulique | I-IV | En combinaison avec l'exploitation minière TPI. | |||||
| Forage thermodynamique | VI-XII | Pour percer des trous de mine. | ||||||
| Forage à l'explosif | V-XII | Efficace, mais dangereux. | ||||||
| Fusion thermostatique | VI-XII | Expérimenté. | ||||||
| Forage au plasma | VI-XII | Expérimenté. | ||||||
| Forage à impulsion électrique | IV-VII | Expérimenté. | ||||||
| Forage laser | Expérimenté. | |||||||
| Forage par cavitation | Expérimenté. | |||||||
| Jet | Expérimenté. | |||||||
| Magnétostrictif | Expérimenté | |||||||
| Ultrasonique | Expérimenté |
Conférence 3
Riz. 6
Le choix de la direction du puits est déterminé par la solution la plus complète des problèmes géologiques. Les informations les plus précises sur les roches de la formation (structure, épaisseur de la formation) sont obtenues lorsque le puits coupe la formation au niveau de la direction transversale, c'est-à-dire à un angle de 90º.
Lors du forage d'un puits dans des sections géologiques complexes, le comportement de son axe est considérablement influencé par un certain nombre de facteurs, principalement géologiques (lors du passage de roches d'une dureté à des roches d'une autre dureté, des stratifications, de la fracturation, des propriétés anisotropes des roches, etc. ), ainsi que techniques et technologiques. En conséquence, le puits de forage se plie pendant le processus de forage et il est très difficile, voire impossible, de forer un puits droit dans de telles conditions. Cette courbure de l’axe du forage est appelée naturel. Dans ces cas-là, il est conseillé de concevoir à l’avance un tracé de puits courbe, en tenant compte des facteurs provoquant la courbure. De plus, les itinéraires courbes sont souvent non seulement plus faciles à mettre en œuvre, mais aussi plus rationnels que les itinéraires droits.
Puisque pour forer un puits le long d'un itinéraire donné, il est nécessaire d'utiliser des moyens techniques et des méthodes technologiques spéciales, dans ce cas la courbure du puits est appelée « courbure artificielle", et le travail d'exécution d'un tel itinéraire est appelé " Forage directionnel»
Itinéraires curvilignes, comme les rectilignes, peuvent avoir n'importe quelle direction et se distinguent en « courbes à courbure constante, à courbure variable, à courbure dans deux directions, et combinées, combinant des sections droites et courbes. (Fig. 7)
Parallèlement aux puits multilatéraux, la pratique du forage exploratoire utilise forage multilatéral(puits multilatéral incorrect), lorsqu'à partir d'un site (en raison de la rotation du rotateur de la machine), plusieurs puits sont forés séquentiellement sous des angles différents avec une seule plate-forme de forage (Fig. 9 a, b)
 |  |
Cette solution offre un effet économique significatif lors du forage de puits peu profonds dans des zones difficiles d'accès (Fig. 9 b) et de puits de pétrole et de gaz profonds (Fig. 9 a), permettant des économies sur la pose des voies de transport et l'équipement des sites, ainsi que la réduction des dommages environnementaux.
La conception du tracé des puits est réalisée dans l'ordre suivant :
1. Le choix entre les puits monotrous et multilatéraux. Dans ce cas, la faisabilité économique et la nécessité de résoudre les problèmes géologiques jouent avant tout un rôle. Les questions de protection de l'environnement commencent désormais à jouer un rôle particulièrement important - chaque transport et installation d'une plate-forme de forage entraîne de graves dommages à la nature - il faut en tenir compte.
2. Si un puits monotrou est sélectionné, sa direction est déterminée : verticale, inclinée, horizontale, ascendante. En termes de coûts de main d’œuvre, ils augmentent dans l’ordre des domaines (précédemment) cités.
3. L'étape suivante consiste à déterminer la rectitude ou la curvilinéarité du tracé du puits. Dans les coupes géologiques les plus simples (avec apparition monotone de couches ou dans des massifs monolithiques), une ligne droite est généralement choisie. Dans le cas où, pour des raisons géologiques et technologiques, le puits sera courbé, il est plus rentable d'utiliser la courbure naturelle et de concevoir un tracé de puits courbé. Dans le même temps, il faut tenir compte du fait qu'à mesure que l'intensité de la déviation du puits augmente, les difficultés de sa mise en œuvre augmentent également (les coûts d'énergie et la possibilité de rupture des tiges de forage augmentent). Il est généralement admis que l'intensité de courbure admissible ne dépasse pas 0,05 degrés/m. Un itinéraire courbe est conçu pour résoudre certains problèmes et peut être plus efficace qu’un itinéraire droit. Par exemple, lors du creusement de formations à fort pendage avec un puits, un puits droit incliné doit être posé avec un grand angle d'inclinaison, ce qui crée des difficultés techniques ; de plus, la longueur d'un tel puits sera supérieure à celle d'un puits courbe (L1 >L2) (Fig. 10).
Dans la pratique du forage de production, on utilise des puits courbes dont la partie finale, entrant dans la formation productive, se rapproche d'une position horizontale et longe la formation, ce qui augmente la possibilité d'extraire des minéraux (dans le forage pétrolier, ces puits sont appelés « horizontaux » ", mais il est plus correct quand ils sont appelés "puits avec terminaison horizontale - s.g.o."). (Fig. 12).
Riz. 13.
Les forets SSK diffèrent des forets simples en ce qu'ils sont constitués d'une chaîne de tiges de forage spéciales qui ont la même section interne qu'un tube carotté. Un tube récepteur de carottage à paroi mince est placé dans le tube carotté, dans lequel pénètre une colonne de carottage pendant le forage (Fig. 13 c). Après avoir rempli le carottier de carottage, un récupérateur spécial est abaissé de la surface sur un câble fin dans le train de tiges de forage, qui capture la tête du tube récepteur de carottes et un treuil à grande vitesse, le récepteur de carottes avec la carotte à l'intérieur des tiges de forage remontent à la surface. Ainsi, au lieu de plusieurs heures pour les opérations de déclenchement et de levage lors du forage de puits profonds, il faudra plusieurs dizaines de minutes pour récupérer la carotte du puits. Compte tenu du fait que les obus SSK sont beaucoup plus chers que les obus simples, il est plus rentable d'utiliser des obus simples pour forer des puits peu profonds (jusqu'à environ 200 à 300 mètres), et pour les puits plus profonds, il est plus rentable d'utiliser des obus SSK. .
Lors du forage avec transport de carottes hydraulique ou pneumatique, une double chaîne de tiges de forage est utilisée. Le flux de produit de nettoyage est acheminé vers le bas à travers l'espace entre les tuyaux extérieurs et intérieurs. Au fond, le flux tourne et monte le long de la colonne interne, ramenant des morceaux de noyau ou de matériau de noyau à la surface lors du forage à travers des roches clastiques. La totalité de la carotte (ou du matériau de la carotte) est ramenée à la surface simultanément au processus d'approfondissement du puits. Avec cette méthode de forage, aucun temps supplémentaire n'est consacré à la récupération des carottes, ce qui permet une forte augmentation de la productivité. Cependant, une productivité élevée n'est possible que lors du forage dans des roches tendres et fragiles, où la roche est facilement détruite et évacuée mécaniquement du fond vers le tube intérieur. La deuxième limitation de l'utilisation du KGC et du KPC est la profondeur relativement faible des puits. En règle générale, les profondeurs des puits peuvent atteindre 500 mètres. De plus grandes profondeurs peuvent être obtenues en utilisant la purge en combinaison avec des marteaux annulaires et des compresseurs haute pression (jusqu'à 2,5 MPa).
La troisième option pour choisir les types de forage, en fonction des conditions géologiques, est associée à l'utilisation d'équipements de forage (simples ou spéciaux) avec un mécanisme de fond supplémentaire ou un jeu de carottes spécial.
Dans des cas particuliers, les éléments suivants peuvent être utilisés :
Mécanismes qui créent des impulsions de choc sur un outil de coupe de roche (RDT) : a)) lors d'un forage avec rinçage – marteaux hydrauliques, b) lors du perçage avec soufflage ou du perçage avec mousse – Marteaux;
- moteur hydraulique de vis de fond;
Coffrets de base spéciaux pour obtention d'un noyau conditionné dans des conditions géologiques difficiles.
Les impulsions d'impact vers le fond lors du forage rotatif sont utilisées pour résoudre un certain nombre de problèmes :
La possibilité de forer des puits verticaux et strictement droits grâce au fait qu'il n'y a pas besoin de charge axiale sur le dispositif de forage ; le foret pèse dans le puits comme un fil à plomb et ne se plie pas, comme dans le cas du forage rotatif avec un axe axial. charger;
Augmenter la vitesse de forage en raison de la destruction par impact supplémentaire de la roche, en particulier lors du forage à percussion pneumatique, où la vitesse peut augmenter de 2 à 3 fois (lors du forage avec forage à percussion hydraulique, la vitesse augmente légèrement) ;
Avec le forage par choc hydraulique à haute fréquence, le frottement des couteaux sur la roche et le noyau dans le tube carotté est considérablement réduit. Cela vous permet de lutter contre le polissage des couronnes diamantées et auto-blocage du noyau dans le tube central.
Moteur hydraulique à vis de fond un petit diamètre peut être utilisé lors du forage de puits de pétrole et de gaz géologiques et exploratoires.
La particularité de l'utilisation de moteurs de fond est que le train de tiges de forage ne tourne pas pendant le processus de forage, mais seul l'outil de coupe de roche tourne - un trépan ou un carottier avec une couronne. Lors du forage de puits de pétrole et de gaz, les moteurs de fond sont très largement utilisés. Lors du forage de puits d'exploration de petit diamètre, la puissance du moteur de fond est insuffisante pour un forage efficace. Cependant, la possibilité de forer sans faire tourner un train de tiges avec un moteur de fond est utilisée avec succès pour le forage directionnel, lorsque la trajectoire du puits doit être déviée dans la direction souhaitée à l'angle souhaité. Un moteur de fond inclus dans l'outil sur un « adaptateur tordu » permet un contrôle de haute qualité de la direction du chemin du puits.
Jeux de carottes spéciaux pour l'obtention de carottes conditionnées dans des conditions géologiques défavorables (roches érodées, effritées, feuilletées, fracturées, détruites, concassées, intermittentes, etc.). Grâce à une conception spéciale ou à une technologie spéciale (circulation inversée du liquide de lavage), de tels ensembles de noyaux protègent le noyau de la destruction due à l'érosion, à la rotation du tube carotté et à la destruction par les fraises à couronne. L’obtention d’une carotte complète étant d’une importance primordiale pour les géologues, cette question sera abordée en détail lors des cours pratiques.
Conférence 6
Riz. 14
6. Outre l'image graphique, la conception du puits est déterminée par son code et une note explicative justifiant ses paramètres. Parmi les méthodes publiées pour élaborer un code pour la conception de puits d'exploration géologique, la plus complète et la plus précise est la méthode proposée par le PTI de Donetsk.
Exemple de description de conception de puits ( sur la Fig. 15) avec un code.
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Ts(20) 112/108 cuillère à café(220), 93/89 cuillère à café(440...480), 76(1000)
Désignations de chiffrement de base :
132 - numéro indiquant le diamètre de perçage
/ - panneau indiquant la fixation des tuyaux
127 - le numéro derrière le signe / indique le diamètre des tuyaux de tubage,
(20) - le chiffre entre parenthèses après la taille des tuyaux de tubage indique la profondeur à laquelle le puits est tubé
(440….480) - intervalle d'installation d'une colonne cachée
Désignations de chiffre supplémentaires :
C est un signe de cimentation de toute la colonne. Placé derrière le diamètre des tuyaux de tubage.
Cb - signe de cimentation uniquement du sabot (partie inférieure) de la colonne
TsP - un signe pour cimenter la chaussure et l'extrémité supérieure du boîtier secret
; - signe d'expansion du puits. Placé avant la désignation du diamètre de l'outil qui dilate le puits
Désignation applicable aux caissons à gradins
" - désignation de la colonne de tubage à retirer. Placé avant la désignation du diamètre de la colonne de tubage, après quoi la longueur d'une partie de la colonne peut être indiquée entre parenthèses si la totalité n'est pas retirée.
Les désignations données couvrent toute la gamme des paramètres inclus dans le concept habituel de conception de puits ou représentés sur les schémas de conception. Cependant, si nécessaire, vous pouvez saisir d'autres indices de lettres supplémentaires.
Dans cet exemple : - le puits est foré avec une mèche de diamètre Ø 132 mm et sécurisé avec un tube guide Ø 127 mm jusqu'à une profondeur de 20 m. Ici, les tuyaux Ø 127 mm sont cimentés sur toute leur longueur. De plus, le diamètre de forage était compris entre 112 mm et 220 m et le puits était fixé à cette profondeur avec un gabarit de Ø 108 mm. Pour une colonne de diamètre 108 mm, seul le sabot (la partie inférieure de la colonne) est cimenté. La poursuite du forage est réalisée avec une mèche de Ø 93 mm jusqu'à une profondeur de 480 m. Dans l'intervalle de 440 à 480 m, la zone de complications et le puits de forage sont sécurisés par une colonne secrète de Ø 89 mm (le sabot et la partie supérieure du les colonnes secrètes sont sécurisées avec du ciment). Jusqu'à une profondeur de 1000 m, le puits a un Ø 76 mm sans renfort.
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Riz. 17
Une autre caractéristique de la construction de puits de pétrole et de gaz est l’importance cruciale de l’isolation de l’horizon afin d’exclure les écoulements de fluides provenant de différents horizons. L'isolation de l'espace annulaire de presque toutes les colonnes de tubage est réalisée par cimentation. Étant donné que lors du forage de puits de pétrole et de gaz, il est nécessaire d'isoler les formations avec des fluides de compositions diverses, y compris des fluides agressifs qui sont dangereux s'ils pénètrent dans des formations productives et avec des pressions différentes, la cimentation de l'anneau des colonnes de tubage est d'une importance primordiale. Une grande importance est accordée à la composition et à la qualité des mélanges de ciment, à leurs propriétés et paramètres. Une importance particulière est accordée au contrôle de la qualité du ciment. Par conséquent, les méthodes géophysiques de surveillance de la qualité de la cimentation revêtent une importance primordiale. En pratique, pour étudier l'état technique d'un puits, on utilise la méthode des isotopes radioactifs, la méthode acoustique et la méthode de thermométrie du puits ; ces méthodes déterminent la hauteur de montée du coulis de ciment dans l'anneau, identifient les endroits de l'anneau circulation, et l'état de contact de la pierre de ciment avec les tuyaux de tubage et la roche dans les parois du puits.
Figure 18
Conférence 1
Qu'est-ce qu'un forage et qu'est-ce qu'un forage de puits.
Définissons d’abord les termes :
« Forage - un trou cylindrique (minier) dans la croûte terrestre, les massifs de glace et les structures artificielles, dont la longueur est nettement plus grande que son diamètre.
Le début du puits s’appelle « tête de puits ", le fond du puits (la surface du fond du puits) aussi bien lors de l'approfondissement (forage) qu'en fin d'approfondissement est appelé "bien en bas"
Puits axe - « ligne reliant les centres des sections transversales du puits depuis l’embouchure jusqu’au fond.
Bien les murs – "surface latérale du puits".
Puits de forage - « la partie intérieure du puits, limitée par ses murs.
Bien longueur - « la distance entre la tête de puits et le fond du puits le long de sa axes».
Profondeur du puits – « la distance entre la tête de puits et le fond du puits verticalement".
Diamètre du puits – « diamètre nominal du forage égal au diamètre de l’outil de coupe de roche
Remarque - Le diamètre réel du puits dans différentes zones peut être plus grand en raison du forage et du développement du puits de forage, ou plus petit en raison du gonflement des roches.
Construction de puits - (construction de puits), réalisation de toute la gamme des travaux, commençant par la préparation du site et l'installation de l'appareil de forage et se terminant par la remise en état du territoire après le forage, à la suite de quoi le puits est foré, les résultats sont obtenus et le le puits est abandonné ou fermé.
Forage de puits - réalisation d'un ensemble de travaux, depuis le forage jusqu'à la fin de l'approfondissement jusqu'à l'atteinte de la profondeur finale et l'achèvement de tous les travaux dans le puits.
Bien approfondir - un processus de forage dans lequel la roche au fond du puits est détruite et le fond avance.
Technologie de forage - « une série de choix et de décisions séquentiels qui garantissent l'exécution efficace du processus, y compris le choix des moyens techniques et des méthodes pour exécuter le processus" Dans un sens plus étroit, la technologie comprend sélection de méthodes et de paramètres de contrôle de processus forage La notion de mode de forage correspond étroitement à ce sens étroit.
Moyens techniques pour forer des puits -équipements de forage, outils de forage, instrumentation (instrumentation), équipements d'automatisation et de contrôle (CA et CS).
Qu'est-ce qu'un forage.
Le puits peut être foré non seulement vers le bas, mais aussi obliquement, horizontalement et même vers le haut.
L'axe du puits peut être droit ou courbe ; (Fig.3)
Le diamètre du puits de forage peut changer par étapes (Fig. 1)
Le diamètre des puits peut être de 900 mm à 26 mm.
Profondeur du puits jusqu'à 12260 m. (Kola scientifique super profond).
Bien longueur jusqu'à 13000 M. (puits de pétrole sur l'île de Sakhaline).
Quel est le lien entre le forage de puits et les géologues et hydrogéologues ? .
- Géologues - obtenir des informations géologiques complètes et fiables;
Lors de l'exploration de minéraux solides,
Lors de l'exploration d'hydrocarbures.
- détermination et calcul des réserves minérales,
- compilation de cartes et de coupes géologiques.
- Hydrogéologues – effectuer des recherches en ingénierie et en géologie,
- obtenir des informations hydrogéologiques,
- conception de puits de prise d’eau et d’observation,
- développement de puits d'eau.
- conception et aménagement de puits de drainage.
Forage Schéma général de l'appareil de forage: 1 - foret ; 2 -UBT ; 3 - des tiges de forage ; 4 - chef d'orchestre ; 5 - le puits de tête de puits ; 6 - les dispositifs obturateurs d'éruption ; 7 - le plancher de la foreuse ; 8 - rotor de forage ; 9 - tige de forage en tête ; 10 - colonne montante de forage ; 11 - pivotant; 12 - crochet; 13 - bloc itinérant ; 14 - le balcon du travailleur équestre ; 15 - bloc couronne ; 16 - corde de voyage ; 17 - le tuyau Kelly ; 18 - indicateur de charge sur bit ; 19 - les tirages de forage ; 20 - pompe à boue; 21 - tamis vibrant pour boues de forage ; 22 - conduite d'écoulement du fluide de forage.
Forage- le processus de destruction des roches à l'aide d'équipements spéciaux - équipements de forage. Il existe trois types de forages :
- Forage vertical
- Forage directionnel
Forage des puits- il s'agit du processus de construction d'une mine cylindrique dirigée dans le sol, dont le diamètre « D » est petit par rapport à sa longueur le long du puits « H », sans accès humain au front de taille. Le début d'un puits à la surface de la terre s'appelle la bouche, le fond s'appelle le fond et les parois du puits forment son tronc.
Cycle de construction de puits
Foret à cône à rouleaux
- construction de structures au sol;
- approfondissement du puits de forage, dont la mise en œuvre n'est possible que lors de l'exécution de deux types de travaux parallèles - l'approfondissement et le rinçage proprement dits du puits ;
- isolement des formations, composé de deux types de travaux séquentiels : renforcement (fixation) du puits de forage avec des tuyaux abaissés connectés en colonne, et bouchage (cimentation) de l'espace annulaire ;
- bien développement. Souvent, le développement d'un puits en combinaison avec d'autres types de travaux (suppression de la formation et fixation de la zone de fond de trou, perforation, injection et intensification de l'afflux (sortie) de fluide) est appelé injection de puits.
1. Travaux préparatoires à la construction. Recevoir les documents d'attribution d'une superficie forestière à déboiser et convenir avec le service forestier ; Balisage du site selon les coordonnées sur place ; la déforestation; disposition du site; construction d'un village résidentiel; préparation des fondations de l'appareil de forage ; préparation et planification du site ; construction de fondations pour réservoirs dans un entrepôt de carburants et lubrifiants ; dispositifs de revêtement pour entrepôts de carburants et lubrifiants; livraison du matériel et du transport.
2. Travaux d'installation de derrick. Installation d'équipements; installation de lignes; installation de sous-structures, fondations et blocs; installation et levage de la tour ; travaux de mise en service.
3. Travaux préparatoires au forage. Une fois l'installation de l'appareil de forage terminée et la construction des structures au niveau des tours, l'appareil de forage est accepté par une commission spéciale. Le contremaître forage, en collaboration avec la commission, vérifie la qualité des travaux et teste les équipements ; l'état de la protection du travail est vérifié. L'éclairage électrique doit être dans des luminaires antidéflagrants ; la plate-forme doit disposer d'un éclairage de secours 12 V ; toutes les lacunes et commentaires de la commission doivent être éliminés avant le forage. Avant le début des travaux, l'appareil de forage est équipé d'outils de forage, de trépans, de tubes de tubage pour le conducteur et les tiges de forage, de petits dispositifs de mécanisation, d'instruments, d'un trou carré, d'une réserve d'eau, de réactifs chimiques, etc. l'installation doit comprendre : des maisons d'habitation, un stand culturel, une cantine, un bain de séchage, une salle d'analyse des solutions, du matériel de lutte contre l'incendie en place, un ensemble d'outils manuels et auxiliaires, un ensemble d'affiches de sécurité, des trousses de premiers secours, une réserve de carburant et lubrifiants dans des conteneurs avec une indication claire du type de carburant, un entrepôt pour les outils de forage, un entrepôt pour les réactifs chimiques, une grange pour la collecte des déchets liquides, une source d'eau. Après acceptation de l'installation par les installateurs, le système de palan est rééquipé, les équipements sont installés et les petits objets de mécanisation sont testés (UMK, dispositif anti-traînée, etc.). Le forage s'effectue à partir de l'installation d'un mât orienté, installé strictement au centre de l'axe de la tour. La tour est centrée, puis ils forent dans la direction - abaissent le tuyau et le cimentent, reliant le haut de la direction à la tranchée. Après la direction, le centrage de la tour et du rotor est à nouveau vérifié. Le centre du puits est percé dans un trou carré et bordé d'un tuyau. Le trou est percé avec une turboperceuse, en l'empêchant de la rotation réactive avec une corde de chanvre en trois ou quatre tours. Une extrémité est attachée au pied de la tour, la seconde est tenue dans les mains à travers un bloc ou un pied de la tour. A l'issue des travaux préparatoires, au plus tard 2 jours avant le démarrage de l'appareil de forage, une conférence de démarrage est organisée avec la participation de l'administration de l'expédition (ingénieur en chef, technologue en chef, président du comité syndical, géologue en chef et chef du département technique), où ils se familiarisent en détail avec la conception du puits, la coupe géologique, les propriétés des roches, les complications attendues, le régime de forage. La carte réglementaire est passée en revue et les mesures pour un câblage sans accident et à grande vitesse sont discutées. Le forage peut être démarré si les documents suivants sont disponibles : un bon de travail géologique et technique (GTU), un certificat de mise en service de l'appareil de forage, une carte réglementaire, il doit y avoir un journal de quart, un journal des fluides de forage, un journal de sécurité du travail, un diesel carnet de fonctionnement du moteur. L'appareil de forage doit disposer : d'équipements de cimentation, d'équipements forestiers, d'affiches sur la santé au travail et la sécurité incendie, d'un héliport, d'eau potable et de traitement, de réactifs chimiques et de matériaux pour les fluides de forage et de ciment, d'outils d'urgence, de tuyaux de forage et de tubage.
4. Forage d'un puits (fonçage et sécurisation). Au cours du processus de forage d'un puits, la roche est forée, ce qui entraîne la formation d'un puits de forage, qui doit être sécurisé à l'aide d'un tubage et d'une cimentation.
5. Tester les puits pour le débit de pétrole et de gaz. Les parois des colonnes sont perforées pour accéder à l'horizon productif afin d'obtenir un afflux de pétrole et de gaz.
6. Démantèlement des équipements de forage et des structures adjacentes.
7. Remise en état de la zone attribuée. Un sceau est installé sur le puits avec une pancarte indiquant le moment du forage du puits et le nom de l'entreprise effectuant les travaux. Toutes les granges sont enterrées, les déchets sont brûlés et la ferraille est collectée pour être éliminée. Le chantier de forage est mis aux normes des services environnementaux.
Classification des puits par destination
Les puits de pétrole et de gaz peuvent être systématisés comme suit :
- recherche structurelle, dont le but est d'établir (clarifier la tectonique, la stratigraphie, la lithologie, évaluer la productivité des horizons) sans construction supplémentaire de puits ;
- exploration, servant à identifier les objets productifs, ainsi qu'à délimiter les formations pétrolifères et gazières déjà développées ;
- exploitation minière (exploitation), destiné à l'extraction du pétrole et du gaz des entrailles de la terre. Cette catégorie comprend également les puits d'injection, d'évaluation, d'observation et paramétriques ;
- injection, destiné à l'injection d'eau, de gaz ou de vapeur dans les formations afin de maintenir la pression du réservoir ou de traiter la zone proche du puits de forage. Ces mesures visent à prolonger la période de production pétrolière fluide ou à accroître l'efficacité de la production ;
- en avance sur l'exploitation minière, utilisé pour la production de pétrole et de gaz tout en clarifiant simultanément la structure de la formation productive ;
- évaluatif, dont le but est de déterminer la saturation initiale en huile-eau et la saturation résiduelle en huile de la formation (et de réaliser d'autres études) ;
- contrôle et observation, destiné au suivi de l'objet de développement, à l'étude de la nature du mouvement des fluides de formation et de l'évolution de la saturation en gaz et en pétrole de la formation ;
- justificatif des puits sont forés pour étudier la structure géologique de grandes régions afin d'établir des schémas généraux d'occurrence des roches et d'identifier la possibilité de formation de gisements de pétrole et de gaz dans ces roches.
Méthodes de perçage
| Méthode de perçage | Définition |
|---|---|
| Rotation | Forage mécanique, dans lequel une force destructrice est créée par la rotation continue d'un outil de coupe de roche avec l'application d'une charge axiale |
| Rotatif | Forage rotatif, dans lequel le train de tiges est mis en rotation par une machine équipée d'un rotateur de type rotatif |
| Turbine | Forage rotatif, dans lequel l'outil de coupe de roche est mis en rotation par une turboforeuse |
| Volume | Forage rotatif, dans lequel l'outil de formation de roche (?) est mis en rotation par un moteur à vis (déplacement) |
| Perceuse électrique | Forage rotatif, dans lequel l'outil de coupe de roche est mis en rotation par une perceuse électrique |
| diamant | Forage rotatif, dans lequel la roche est détruite par un outil de coupe renforcé de diamants |
| Carbure | Forage rotatif, dans lequel la roche est détruite par un outil de coupe de roche renforcé d'alliages durs |
| Drobova | Forage rotatif, dans lequel la roche est détruite par tir |
| Choc | Forage mécanique, dans lequel la force destructrice est créée par l'impact d'un outil de coupe de roche |
| Corde à choc | Forage à percussion, dans lequel le mouvement alternatif créé par la machine est transmis à l'outil de coupe de roche par une corde |
| Tige d'impact | Forage à percussion, dans lequel le mouvement alternatif créé par la machine est transmis à l'outil de coupe de roche par des tiges de forage |
| Impact-rotation | Forage mécanique, dans lequel la force destructrice est créée à la suite de l'impact combiné des impacts et de la rotation de l'outil de coupe de roche |
| Coup de bélier | Forage à percussion rotative, dans lequel les impacts sont transmis à l'outil de coupe de roche par un marteau hydraulique |
| Vibrant | Forage mécanique, dans lequel le foret est inséré à l'aide d'un marteau vibrant |
| Hydrodynamique | Forage dans lequel la roche est détruite par un jet de liquide à haute pression |
| Thermique | Forage dans lequel la roche est détruite par influence thermique |
| Électrophysique | Forage dans lequel la roche est détruite sous l'influence de forces résultant d'une décharge électrique |
| Explosif | Forage dans lequel la roche est détruite par les forces résultant d'une explosion |
| Chimique | Forage, dans lequel la roche est détruite sous l'influence de réactifs qui entrent en réaction chimique avec elle |
| Avec rinçage | Forage dans lequel les produits de destruction de roches sont éliminés par un flux de fluide de forage |
| Avec purge | Forage dans lequel les produits de destruction de roches sont éliminés par flux de gaz |
Train de tiges
Train de tiges Il s'agit d'un ensemble de tiges de forage descendues dans le puits, fixées entre elles par des joints de forage, conçues pour fournir de l'énergie hydraulique et mécanique au trépan, pour créer une charge axiale sur le trépan, mais également pour contrôler la trajectoire du puits foré.
En tant qu'outil de forage associé à un trépan et à un moteur de fond, le train de tiges remplit les fonctions suivantes :
- transmet la rotation du rotor au trépan ;
- reçoit des couples réactifs des moteurs de fond ;
- fournit un agent de rinçage au visage ;
- fournit de l'énergie hydraulique au trépan et au moteur hydraulique submersible ;
- enfonce le trépan dans les roches au fond, agissant par sa force de gravité (la charge axiale sur le trépan est créée par une partie des colliers de forage inclus dans l'ensemble de fond de trou (BHA), une partie des colliers de forage (BC) est utilisé pour tendre le train de tiges (c'est-à-dire pour tendre les tiges de forage, comme un fil à plomb) pour créer une circularité de l'ensemble du train de tiges par rapport à la surface de la terre). (la règle de jusqu'à 75 % du poids du BHA pour créer une charge axiale sur le trépan et 25 % pour tendre le train de tiges n'est valable que dans certains pays de la CEI ; de nombreux clients et entrepreneurs de forage négligent cette règle, donnant la priorité au forage );
- assure le remplacement de la mèche et du moteur submersible en les transportant vers le fond ou vers la surface ;
- permet d'effectuer des travaux d'urgence et d'autres travaux spéciaux dans le puits de forage.
Remarques
Littérature
- Basarygin Yu. M., Bulatov A. I., Proselkov Yu. M. Forage de puits de pétrole et de gaz. - Cahier de texte manuel pour les universités. - M. : Nedra-Business Center LLC, 2002. - 632 p. -ISBN5-8365-0128-9
- Matériel de forage. -Catalogue technique. - M. : « Imprimerie allemande », 2008. - 265 p.
- Daniel Ergin Extraction : Une histoire mondiale de la lutte pour le pétrole, l'argent et le pouvoir = Le prix : La quête épique du pétrole, de l'argent et du pouvoir. - M. : « Editeur Alpina », 2011. - 944 p. - ISBN978-5-9614-1252-9
- Ingénierie pétrolière – Forage et complétion de puits, C. Gatlin (éd.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960.
- Leçons de forage rotatif, U. du Texas, Unité II, Leçon 3.
- Une introduction au forage de puits de pétrole, troisième et quatrième éditions, U. du Texas.
- Manuel de forage rotatif, sixième édition, J.e. Brantly (éd.) Palmer Pub., New York.
voir également
| Complexe pétrolier et gazier | |
|---|---|
| Exploration géophysique | Génie Pétrolier (Modélisation de Réservoirs) | Géologie pétrolière | Sismologie | Pétrophysique |
| Méthodes d'extraction de pétrole et de gaz | Forage| Ouverture (réservoir d'huile) | Journalisation | Échantillonneur | Exploitation minière mécanisée (pompe et compresseur) (Pompe submersible | Ascenseur à gaz) | Réparation de puits souterrains | Impact d'impulsion de plasma | Méthode tertiaire de production pétrolière (Injection de vapeur dans le réservoir | Injection de réactifs chimiques) |
| Types d'appareils de forage | Plate-forme | Machine à bascule | Plate-forme pétrolière (Plate-forme pétrolière fixe | Plate-forme pétrolière offshore à ancrage lâche | Plate-forme de forage pétrolier semi-submersible | Plate-forme offshore à balancier mobile | Navire de forage | Plate-forme pétrolière à balancier étendue | Unité flottante de production, de stockage et de déchargement de pétrole) |
| Transport et transformation | Stockage du pétrole | Pipeline (Oléoduc | Gazoduc) | Raffinerie de pétrole | (Principales étapes de la technologie de raffinage du pétrole | Évaporation multiple | Synthèse pétrochimique | Distillation sèche | Pétrochimie | Viscoréduction | Hydrocraquage | Craquage catalytique | Reformage catalytique | Craquage | Procédé Claus | Thermolyse) | Cokéfaction |
| Aspect juridique | Accord de partage de production | Régime fiscal pour la mise en œuvre des accords de partage de production | accord de concession | Contrat de service | Licence pour la production de pétrole et de gaz | Royalties |
| Les grandes STN et organisations internationales |
ExxonMobil | Coquille royale néerlandaise | |Chevron Corporation | ConocoPhillips | Total S.A. | OPAEP | OPEP | (panier OPEP) |
| Qualités d'huile commerciales (Classification des huiles) |
Brent | Brut de Dubaï | ESPO | REBCO | Sokol | Tengiz | Oural | Intermédiaire de l'ouest du Texas |
| Types de matières premières | Pétrole | Condensat de gaz | Gaz de pétrole | Gaz naturel | Gaz de pétrole liquéfié | Sables bitumineux | Malte | Eaux pétrolières | Ozokérite | Bitume naturel | Asphalte naturel |
| Produits pétroliers et gaziers | JP-8 | HCNG | Carburéacteur | Asphalte | Asphaltènes | Essence | Galoches | Benzène | Bitumes de pétrole | Vaseline | Gazole | Essence | Hexadécane | Gaz générateur | Carburants et lubrifiants | Goudron | Carburant diesel | Diméthylbenzènes | Kérosène | Créoline | Naphta | Fioul | Méthane | Méthane de houille | Éther méthyltert-butylique | Huiles moteur | Coke de pétrole | Huiles de pétrole | Paraffine | Éther de pétrole | Polypropylène | Additif | Propane | Propylène | Gaz de décharge | Gaz de synthèse | Noir de carbone | Toluène | Esprit blanc | Cérésine | Éthylène |
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| voir également | Pic pétrolier | Banque de qualité du pétrole | Baril (pétrole américain) | Débit du puits | Récupération de pétrole | Crise de l'énergie |
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Le forage est la construction d'un puits, ainsi que la destruction de couches de terre avec l'extraction ultérieure des produits de destruction à la surface.
Forage : pour l'eau, types de forage, types de forage, gaz
Le forage est
Le forage est construction d'un puits, ainsi que la destruction des couches de terre avec l'extraction ultérieure des produits de destruction à la surface.
— processus destruction de roches à l'aide d'équipements spéciaux - équipements de forage.
Il existe trois types forage:
Forage vertical
Forage directionnel
Forage horizontal
Le forage de puits est processus construction d'une mine cylindrique dirigée travaillant dans le sol, dont le diamètre « D » est petit par rapport à sa longueur le long du puits « H », sans accès humain au front de taille. Le début d'un puits à la surface de la terre s'appelle la bouche, le fond s'appelle le fond et les parois du puits forment son tronc.
Types de puits d'eau
1. Filtrez bien l’eau des horizons sableux.
Pour identifier la présence d'un aquifère dans les sols sableux, des forages exploratoires sont d'abord réalisés.
Lors du forage d'un puits d'exploration, il peut y avoir 3 situations :
1) Disponibilité d'eau pour la construction d'un puits d'eau, en présence d'une couche de sable saturée d'eau d'une épaisseur > 0,8 m.
2) Disponibilité de l'eau pour la construction d'un puits - en cas d'intercalation saturée d'eau sable et d'autres types de sols argileux.
3) Manque d'aquifères.
Un puits d'exploration d'eau est généralement foré à une profondeur de 13 à 15 mètres. Le coût du forage d'exploration est de 1 000 roubles/mètre. Si, lors de forages exploratoires, des aquifères sont découverts pour la construction d'un puits d'eau, prix mètres de forage d’exploration sont inclus dans prix mètre de forage d'un puits d'eau.
Si un aquifère est découvert, un puits de production équipé d'un filtre et d'un tubage y est foré pour construire un puits. La profondeur d'un tel puits est généralement de 13 à 25 m. sable produit par une méthode combinée de vis et de corde de choc. Lors du forage, des tuyaux métalliques à raccord fileté d'un diamètre de 168 mm sont utilisés comme boîtier externe (pour maintenir les parois du puits pendant le forage). Après avoir installé le boîtier de production avec un filtre à l'intérieur des tuyaux du boîtier extérieur, les tuyaux extérieurs sont retirés.
Le tubage de production d'un puits de sable se compose de trois parties :
1. Colonne de travail - située du niveau du sol au niveau de l'aquifère. Les tuyaux de la colonne de travail, d'une part, « enveloppent » le puits, empêchant ses parois de s'effondrer, d'autre part, ils servent à y placer des tuyaux d'élévation d'eau et une pompe.
2. Colonne filtrante - continuation de la colonne de travail, un tuyau perforé équipé d'un grillage en acier inoxydable (0,2 - 0,315 mm).
À travers une colonne filtrante, l'eau pénètre dans le puits à partir de l'épaisseur de sable saturé d'eau et un filtre à mailles empêche l'entrée de particules de sable.
3. Le réservoir de stockage est un tuyau borgne, fermé en bas par un bouchon, qui sert à une alimentation en eau ininterrompue (alimentation en eau).
2. Puits pour un aquifère en calcaires ordoviciens.
Un puits de calcaire est foré dans un aquifère situé dans des fissures calcaires. Calcaire - rocher, constitué principalement de calcite (carbonate de calcium). Le forage des puits dans les aquifères calcaires se fait à l'aide de tarières, qui en apparence représentent la partie active d'un tire-bouchon.
Contrairement à un puits de sable pour l’eau, le processus de forage demande moins de main-d’œuvre. Lors du forage d'un puits d'eau, aucun tuyau métallique externe n'est nécessaire pour maintenir les parois du puits - en raison de la dureté du calcaire. La profondeur d'un tel puits est généralement de 15 à 40 m.
Le puits « calcaire » se compose de trois parties :
1. Colonne de travail.
2. La colonne filtrante est simplement un tube perforé (filtre perforé).
3. Le réservoir de stockage est un tuyau borgne.
3. Puits d'eau artésiens pour les aquifères du Cambro-Ordovicien, de Lomonossov et du complexe aquifère vendien (horizon de Gdov).
Les aquifères artésiens, dans notre région, sont confinés à des grès profonds, qui sont recouverts au sommet de couches de roches imperméables (épaisseur d'argile), formant une barrière aux eaux de sédiments quaternaires. L'eau contenue dans les cavernes de ces grès se situe en profondeur sous haute pression. Lorsqu'un tel aquifère est ouvert par un puits, le niveau d'eau sous pression se précipite à la surface de la terre et s'établit généralement à une profondeur de 5 à 15 mètres.
Les premiers puits artésiens, d'où l'eau s'écoulait sous sa propre pression, ont été forés en France, dans la province de l'Artois, d'où le nom de « Puits Artésien ».
Ces puits ont un débit d'environ 2 à 15 m3/heure et une profondeur de 80 m. Ils sont forés pour l'approvisionnement en eau des entreprises, des villages de chalets ou des immeubles d'habitation individuels.
Le forage de puits artésiens est effectué si le client dispose d'une licence lui donnant le droit d'utiliser la parcelle souterraine à des fins d'étude géologique.
Méthode de forage par corde à percussion
Le projectile d'impact est suspendu à une corde alimentée par le tambour instrumental. Lors du burinage, le projectile est soulevé et lâché à l'aide d'un équilibreur - le mécanisme de traction de la machine, ou d'un treuil. Une fois lâché, le projectile tombe sous son propre poids, détruisant la roche au niveau de la face. Au fur et à mesure que le puits s'approfondit, la ligne de forage est libérée du tambour de l'outil, alimentant le trépan. Après avoir foré un certain intervalle du puits, ils arrêtent de ciseler et commencent à nettoyer le visage. Cette opération est réalisée avec une écope. Après avoir nettoyé le puits, ils continuent à ciseler ou commencent à consolider le puits - les intervalles instables sont sécurisés avec des tuyaux de tubage.
Le forage est
Un appareil de forage pour le forage d'équipements de forage se compose d'un foret, d'une tige de frappe, de ciseaux (jasses) et d'un verrou à corde (ropsocket).
Les types de ciseaux suivants sont utilisés : plats, en I, en Z, arrondis, cruciformes, pyramidaux et excentriques. Le type de trépan est déterminé par la nature des roches pénétrées. L'angle d'affûtage (attaque) dépend de la dureté des forets rochers.
Lors du forage à percussion de gisements de placers, pour entraîner le tubage principal simultanément à l'approfondissement du puits, une demi-tige d'entraînement et une tête d'impact sont en outre utilisées dans le cadre du projectile.
Le forage est
Pour éliminer la roche détruite de la face et lors du forage de couches de sables mouvants, un outil à écope est utilisé dans la composition suivante : écope, ciseaux et verrou à corde. Parfois, une tige de choc courte (demi-tige) est ajoutée.
Écope à valve plate et verre d'entraînement.
un appartement; b) poutre en I ; c) arrondi ; d) traverser
Le principal avantage de la méthode à corde élastique est qu’il n’est pas nécessaire d’alimenter les appareils de forage en argile et en eau.
Le principal inconvénient est la faible vitesse mécanique dans les roches facilement praticables, le coût relativement élevé des tubes de tubage et la méthode plus gourmande en énergie. De plus, lors du forage dans des roches au-dessus de la catégorie III à proximité immédiate de bâtiments, des dommages aux fondations sont possibles en raison des vibrations résultantes lorsque le trépan touche le fond.
Forage rotatif
Il a plusieurs directions principales : tarière, carottage, forage à circulation directe et inverse, forage avec purge.
Avec la méthode de forage à la tarière des roches molles et meubles, la destruction de la roche au niveau du front de taille est effectuée avec un trépan rotatif de différentes conceptions ; la roche détruite est transportée du front de taille à la surface naturelle par des tarières, qui sont un convoyeur à vis unique. Lors du forage à la tarière avec une face annulaire, des tarières à magasin et des forets spéciaux sont utilisés. Ce type de forage est la méthode la plus courante et la plus polyvalente parmi tous les types de forage peu profond. Il est utilisé lors du forage dans des roches des catégories I à VI en termes de forabilité, y compris des graviers et des cailloux et dans des roches contenant de petits rochers. Le forage à la tarière est répandu en raison du fait que lors du forage dans la plupart des roches, les parois du puits sont simultanément sécurisées et la roche est soulevée.
Processus de forage à la tarière
Le principal avantage du forage à la tarière est le taux de pénétration élevé.
Le principal inconvénient est la consommation d'énergie élevée, la courbure du puits de forage et l'impossibilité de forer dans des roches supérieures à la catégorie VI.
Le forage est
Carottage
Dans le carottage, la destruction de la roche au fond est réalisée en creusant un canal annulaire en faisant tourner un carottier avec un trépan placé à son extrémité. Dans ce cas, dans la partie centrale de la face (à l'intérieur du tube central), un noyau est formé sous la forme d'une colonne (monolithe) d'une structure non perturbée. Après formation d'une carotte de longueur suffisante, elle est arrachée du massif à l'aide d'une pince à carotte installée sur un tube carotté immédiatement au-dessus de la couronne et remontée à la surface. Souvent, le carottage des roches est effectué avec circulation de fond de trou du fluide de rinçage, moins souvent avec rinçage du puits de forage avec une solution d'argile. Au lieu de laver, on utilise également le soufflage du fond avec de l'air comprimé. Le soufflage présente un certain nombre d'avantages importants par rapport au rinçage du point de vue du forage d'exploration, à savoir :
Le forage est
L'humidité supplémentaire est exclue, ainsi que l'érosion du noyau et du fond ;
La possibilité de contamination et d'humidification des boues, ainsi que le mélange des différences de boues transportées depuis différents horizons est éliminée.
Et bien sûr, un point aussi important que l'approvisionnement en eau des puits est exclu.
Tuyau central
Le principal inconvénient qui empêche l'utilisation généralisée de cette méthode est la limitation géologique et hydrogéologique des possibilités de forage : le soufflage de fond est le plus approprié et le plus efficace à réaliser dans des puits qui ne contiennent pas d'eau liquide.
Le principal avantage est le taux de pénétration élevé dans les roches de catégorie V et supérieure. Possibilité d'extraire en surface un noyau avec une structure intacte.
Forage avec rinçage.
Sur le volume total de forage de puits d'eau, plus de 85 % est réalisé à l'aide d'une méthode rotative avec rinçage avec de l'eau industrielle ou une solution d'argile. L'eau, les solutions d'argile traitées avec des tensioactifs non ioniques (OP-7, OP-10, etc.), l'eau-hypane (3-5%) et les solutions carbonatées sont utilisées comme liquide de rinçage lors de l'ouverture des aquifères. Lors du perçage par méthode rotative, deux types de rinçage sont utilisés : direct et inversé.
Le forage est
En rinçage direct, le fluide de rinçage est fourni à l'outil de coupe de roche par les tiges de forage et remonte à la surface à travers l'espace annulaire entre les tiges de forage et les parois du puits, entraînant avec lui des morceaux de roche détruite (boues).
Lors du rétrolavage, le fluide de rinçage pénètre dans le puits par une tête de puits hermétiquement fermée le long du puits de forage et remonte à travers les tiges de forage jusqu'à la surface.
Schéma de rinçage des puits
a - droit; b - marche arrière ; 1 - parois du puits ; 2 - tuyau de guidage ; 3 - tiges de forage ; 4 - joint d'huile ; 5 - vidange du liquide de rinçage ; 6 - couverture; 7 - alimentation en liquide de rinçage ; 8 - adaptateur.
Le forage continu du front de taille est réalisé à l'aide de trépans à rouleaux dont le type est choisi en fonction de la catégorie de la roche forée.
Le perçage circulaire avec rinçage direct est réalisé à l'aide de jeux de carottes avec des mèches en carbure ou en diamant.
Principaux avantages : La vitesse de forage de cette méthode dans les roches tendres et moyennement dures, quelle que soit la profondeur, est environ 3 fois supérieure à celle de la méthode à corde de choc. La conception d'un puits de forage rotatif est beaucoup plus simple et coût les tuyaux de tubage coûtent 40 à 60 % de moins qu'avec le forage par percussion par câble. Intensité énergétique et consommation d’énergie nettement inférieures à celles d’autres méthodes.
Le principal inconvénient est l’apport d’eau et d’argile aux appareils de forage.
Forage avec soufflage.
Dans le forage à circulation directe, les processus sont généralement les mêmes que dans le forage à circulation directe. Seulement, au lieu d'une solution, de l'air comprimé est fourni par le joint pivotant. Et la roche détruite (boues) est soufflée à la surface. Le perçage est effectué avec des marteaux pneumatiques, ainsi qu'avec des couronnes ou des couronnes avec des mèches diamantées ou carbure.
Le forage est
Bien situé
Étant donné qu'un puits remplit des fonctions différentes de celles des puits, lors des travaux, il ne sert à rien de rechercher les crues et de déterminer l'emplacement optimal. Clients, ou si vous forez vous-même, je peux choisir vous-même le site du puits, à l'endroit où cela vous convient et aura le meilleur effet.
C'est d'autant plus efficace qu'il y a de l'eau dans presque tous les sols, la seule question est de savoir quelle est sa profondeur. Les appareils de forage forent des puits jusqu'à 50 mètres, ce qui donne un résultat presque garanti.
Comment forer différents types de sols ?
La question n'est en aucun cas oiseuse, puisqu'il existe des différences significatives dans la technologie de percement des sols argileux ou rocheux. N'oubliez pas. qu'à différentes profondeurs, le type de sol peut changer, cela vaut la peine d'en tenir compte et de changer l'équipement et les buses.
Le processus de forage le plus laborieux, le plus lent et le plus coûteux est le développement de couches et de types de sols calcaires, durs et rocheux.
Une erreur typique des débutants est que dans un effort pour traverser rapidement une section désagréable, la vitesse augmente, c'est pourquoi la perceuse « mord » et Emploi s'arrête complètement. Au contraire, les révolutions de l'équipement de forage doivent être de 30 à 40, vous traverserez alors de manière stable une section difficile.
Vous serez en mesure de percer un terrain solide et dur beaucoup plus facilement. Si vous utilisez un foret à rouleau, un coupe-rouleau avec un fil de ruban rectangulaire.
Malheureusement, il existe des zones tout simplement infranchissables - d'énormes pierres cachées dans l'épaisseur de la terre. Dans ce cas, il est recommandé de réorganiser l'installation.
Les sols argileux sont le paradis des foreurs : le foret perce ces sols facilement et rapidement. tout se passe comme sur des roulettes, de plus, rien ne menace le puits, les zones argileuses ne sont pas sujettes au délaminage et à la chute.
Sols sableux, sables mouvants.
En fait, c’est dans le sable que se trouvent les eaux souterraines, les sources et les aquifères.
Cependant, la couche supérieure, les sables mouvants, ne convient pas à l'utilisation, c'est pourquoi ces couches sableuses sont également traversées. La plus grande difficulté est que le sable s'effrite et peut remplir et ruiner tout le travail. Pour éviter cela, des additifs spéciaux sont ajoutés à l'eau en circulation - argiles (naturelles, sèches et bentonite), Stuvamax.
Le plus important est de ne pas se précipiter et de surveiller attentivement le comportement de l'appareil de forage.
En particulier, l'eau doit toujours s'écouler du puits de forage. Sinon, vous devez alors surélever la colonne à tiges et utiliser une motopompe. Lors de la construction de barres, surélevez les colonnes. Faire passer des colonnes d'air le long des tiges pour nettoyer les outils.
Puits de pétrole et de gaz
Sur la base de la méthode d'impact sur les roches, une distinction est faite entre le forage mécanique et non mécanique. Lors du forage mécanique, l'outil de forage affecte directement la roche, la détruisant, et lors du forage non mécanique, la destruction se produit sans contact direct avec la roche depuis la source d'impact sur celle-ci. Les méthodes non mécaniques (hydrauliques, thermiques, électrophysiques) sont en cours de développement et ne sont pas actuellement utilisées pour le forage de puits de pétrole et de gaz.
Les méthodes de forage mécanique sont divisées en impact et rotatives.
Lors du forage à impact, la destruction de la roche est réalisée par le trépan 1 suspendu à un cordage (Fig. 3). L'outil de forage comprend également une tige de frappe 2 et un verrou à corde 3. Il est suspendu à une corde 4, qui est lancée sur un bloc 5 monté sur un mât (non représenté). Le mouvement alternatif de l'outil de forage est assuré par l'appareil de forage 6.
1 - peu ; 2 - tige de choc ; 3 - verrou à corde ; 4 - corde; 5 - bloc ; 6 - appareil de forage.
Au fur et à mesure que le puits s'approfondit, la corde s'allonge. La cylindricité du puits est assurée en tournant le foret pendant travail.
Pour dégager la surface de la roche détruite, l'outil de forage est périodiquement retiré du puits et une écope, semblable à un long seau avec une valve au fond, y est descendue. Lorsque l'écope est immergée dans un mélange de liquide (formation ou coulé par le haut) et de particules de roche forées, la vanne s'ouvre et l'écope est remplie de ce mélange. Lorsque l'écope est levée, la vanne se ferme et le mélange est évacué vers le haut.
Une fois le nettoyage du fond terminé, l'outil de forage est à nouveau descendu dans le puits et le forage continue.
Pour éviter l'effondrement des parois du puits, un tube de tubage y est descendu, dont la longueur augmente à mesure que le fond s'approfondit.
Actuellement, le forage par choc n'est pas utilisé dans notre pays lors du forage de puits de pétrole et de gaz.
Les puits de pétrole et de gaz sont construits à l’aide de la méthode de forage rotatif. Avec cette méthode, les roches ne sont pas écrasées par les impacts, mais sont détruites par un trépan en rotation soumis à une charge axiale. Le couple est transmis au trépan ou depuis la surface à partir du rotateur (rotor) à travers le train de tiges de forage (forage rotatif) ou à partir d'un moteur de fond (turbo foreuse, perceuse électrique, moteur à vis) installé directement au-dessus du trépan.
Le forage est
Un turboforeur est une turbine hydraulique entraînée en rotation grâce à un fluide de chasse injecté dans le puits. Une perceuse électrique est un moteur électrique protégé de la pénétration des liquides, alimenté par un câble depuis la surface. Un moteur à vis est un type de machine hydraulique de fond dans laquelle un mécanisme à vis est utilisé pour convertir l'énergie du flux de fluide de rinçage en énergie mécanique de mouvement de rotation.
En fonction de la nature de la destruction des roches au fond, une distinction est faite entre le forage continu et le carottage. Lors d'un forage continu, la destruction de la roche se produit sur toute la zone du front de taille. Le carottage implique la destruction de roches uniquement le long de l'anneau afin d'en extraire une carotte - un échantillon cylindrique de roches sur toute ou partie de la longueur du puits. Grâce à la sélection de carottes, les propriétés, la composition et la structure des roches, ainsi que la composition et les propriétés du fluide saturant la roche, sont étudiées.
Tous les forets sont classés en trois types :
couper et cisailler des mèches qui détruisent la roche avec des lames (trépans à lame);
des trépans de concassage et de cisaillage qui détruisent la roche avec des dents situées sur des cônes à rouleaux (trépans à cône);
trépans à action coupante et abrasive, détruisant la roche avec des grains de diamant ou des broches en carbure, qui sont situés dans la partie terminale du trépan (trépans en diamant et en carbure).
Appareil de forage : 1 - trépan ; 2 - garniture de forage lestée au-dessus du trépan ; 3 - sous-marin ; 4 - centreur ; 5 - sous-accouplement ; 6, 7 - tiges de forage lestées ; 8 - sous; 9 - anneau de sécurité ; 10 - tiges de forage ; 11 - sous-marin de sécurité ; 12, 14 - sous-marins à tige inférieure et supérieure ; 13 - tuyau principal ; 15 - sous-marin pivotant ; 16 - pivotant; 17 - contremarche; 18 - tuyau; 19 - crochet; 20 - bloc mobile ; 21 - tour; 22 - bloc couronne; 23 - boîte de vitesses ; 24 - treuil ; 25 - rotors ; 26 - séparateur de boues ; 27 - pompe à boue
Systématisation des puits de pétrole et de gaz selon leur destination
Les puits de pétrole et de gaz peuvent être systématisés comme suit :
recherche structurale dont le but est d'établir (clarifier la tectonique, la stratigraphie, la lithologie, évaluer la productivité des horizons) sans construction de puits supplémentaire ;
l'exploration, servant à identifier les objets productifs, ainsi qu'à délimiter les formations pétrolifères et gazières déjà développées ;
extractif (exploitation) destiné à l'extraction du pétrole et du gaz de la terre sous-sol. Cette catégorie comprend également les puits d'injection, d'évaluation, d'observation et paramétriques ;
injection, destinée au pompage d'eau, de gaz ou de vapeur dans des formations afin de maintenir la pression du réservoir ou de traiter la zone de fond de trou. Ces mesures visent à prolonger la durée de la méthode de la fontaine production d'huile ou améliorer l'efficacité de la production ;
faire progresser les industries extractives, servir à production d'huile et gaz avec clarification simultanée de la structure de la formation productive ;
évaluation dont le but est de déterminer la saturation initiale en huile-eau et la saturation résiduelle en huile de la formation (et de réaliser d'autres études) ;
contrôle et observation, conçus pour surveiller l'objet de développement, étudier la nature du mouvement des fluides de formation et les changements dans la saturation en gaz et en pétrole de la formation ;
des puits de référence sont forés pour étudier la structure géologique de grandes régions afin d'établir des schémas généraux d'occurrence des roches et d'identifier la possibilité de formation de dépôts dans ces roches or noir et du gaz.
Le forage est
Cycle de construction de puits
Le cycle de construction d'un puits comprend :
travail préparatoire;
installation de tour et d'équipement;
préparation au forage;
Processus de forage ;
fixation du puits avec des tuyaux de tubage et son bouchage ;
forage de formation et tests d'afflux or noir et du gaz.
Au cours des travaux préparatoires, un site pour l'appareil de forage est sélectionné, une route d'accès est posée et des systèmes d'alimentation électrique, d'approvisionnement en eau et de communication sont installés. Si le terrain est inégal, planifiez un site.
Forage de puits offshore
Actuellement, la part de l'or noir extrait des gisements offshore représente environ 30 % de la production mondiale totale, et celle du gaz, encore plus. Comment les gens accèdent-ils à cette richesse ?
La solution la plus simple consiste à enfoncer des pieux dans des eaux peu profondes, à y installer une plate-forme et à y placer une plate-forme de forage et l'équipement nécessaire.
Une autre façon consiste à « étendre » la rive en remplissant les eaux peu profondes de terre. Ainsi, en 1926, la baie de Bibi-Heybat, dans la région de Bakou, fut comblée et un gisement de pétrole fut créé à sa place.
Après la découverte d'importants gisements d'or noir et de gaz dans la mer du Nord il y a plus d'un demi-siècle, un projet audacieux visant à les drainer est né. Le fait est que la profondeur moyenne de la majeure partie de la mer du Nord dépasse à peine 70 m et que certaines parties du fond ne sont recouvertes que d'une couche d'eau de quarante mètres. C'est pourquoi les auteurs du projet ont jugé opportun, à l'aide de deux barrages - de l'autre côté de la Manche dans la région de Douvres, ainsi qu'entre le Danemark et l'Écosse (plus de 700 km de long) - de couper une vaste partie du Nord Mer et pomper l'eau de là. Heureusement, ce projet n'est resté que sur papier.
En 1949, la première plate-forme de production pétrolière offshore d’URSS est forée dans la mer Caspienne, à 40 km des côtes. Ainsi commença la création d’une ville sur pilotis d’acier, appelée « Oil Rocks ». Cependant, la construction de viaducs s'étendant sur plusieurs kilomètres de la côte est très coûteuse. De plus, leur construction n'est possible que dans des eaux peu profondes.
Lors du forage de puits de pétrole et de gaz dans les eaux profondes et les océans, l'utilisation de plates-formes fixes est techniquement difficile et économiquement non rentable. Pour ce cas, des plates-formes de forage flottantes ont été créées, capables de modifier indépendamment ou à l'aide de remorqueurs les zones de forage.
Il existe des plates-formes de forage autoélévatrices, des plates-formes de forage semi-submersibles et des plates-formes de forage gravitaires.
Encyclopédie des investisseurs. 2013 .
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