Khoan ngầm định hướng theo phương ngang là gì?
Hầu hết các giếng khoan cho nước, dầu, khí đốt tự nhiên, thông tin hoặc các mục tiêu dưới bề mặt khác là giếng thẳng đứng - khoan thẳng xuống đất. Tuy nhiên, khoan ở một góc khác hơn chiều dọc có thể có được thông tin, đánh trúng mục tiêu và kích thích hồ chứa trong những cách mà không thể đạt được với một cái giếng thẳng đứng. Trong những trường hợp này, một khả năng để chỉ đạo chính xác cũng theo các hướng và góc độ mà khởi hành từ thẳng đứng là một khả năng có giá trị. Khi khoan định hướng được kết hợp với thủy lực cắt phá một số đơn vị đá mà là không hiệu quả khi khoan theo chiều dọc có thể trở thành nhà sản xuất tuyệt vời của dầu hoặc khí đốt tự nhiên. khoan ngầm định hướng ngang và khoan ngang qua đường đã được sử dụng để đạt được các mục tiêu dưới đất liền kề, giảm được dấu vết của sự phát triển mỏ khí, tăng chiều dài của "vùng trả tiền" trong một giếng, cố ý cắt gãy xương, xây dựng giếng cứu trợ và cài đặt dịch vụ tiện ích bên dưới đất, nơi khai quật là không thể hoặc rất tốn kém.
A) Lượt các mục tiêu không thể đạt được bằng cách khoan thẳng đứng: Đôi khi một hồ chứa nằm dưới một thành phố hoặc một công viên nơi khoan là không thể hoặc bị cấm. Hồ chứa này vẫn có thể được khai thác nếu bệ khoan nằm trên các cạnh của thành phố hoặc công viên và cũng được khoan ở một góc độ nào đó sẽ giao với hồ chứa. B) Xả một khu vực rộng lớn từ một pad khoan duy nhất: Phương pháp này đã được sử dụng để làm giảm các dấu chân trên bề mặt của một hoạt động khoan. Năm 2010, Đại học Texas tại Arlington đã được đặc trưng trong các tin tức cho khoan 22 giếng trên một bệ khoan duy nhất mà sẽ thoát khí tự nhiên từ 1.100 mẫu bên dưới khuôn viên trường. Hơn 25 năm cuộc sống thời gian các giếng được dự kiến sẽ sản xuất tổng cộng 110 tỷ feet khối khí đốt. Phương pháp này làm giảm đáng kể các dấu chân của phát triển khí đốt thiên nhiên trong khu vực trường.
C) Tăng chiều dài của "vùng trả tiền" trong đơn vị mục tiêu đá: Nếu một đơn vị đá dày năm mươi feet, một giếng khoan thẳng đứng qua nó sẽ có một khu vực được trả lương sẽ là năm mươi feet. Tuy nhiên nếu cũng được bật và khoan ngang qua đơn vị đá cho năm ngàn chân thì đó cũng đơn sẽ có một khu vực tiền lương mà là lâu năm ngàn bàn chân - điều này thường sẽ dẫn đến một sự gia tăng năng suất đáng kể cho tốt. Khi kết hợp với thủy lực cắt phá, khoan ngang có thể chuyển đổi đá phiến không sanh vào đá chứa tuyệt vời.
D) Nâng cao năng suất của giếng trong một hồ chứa bị gãy: Điều này được thực hiện bằng cách khoan theo một hướng mà nó phân cắt một số lượng tối đa gãy xương. Hướng khoan thông thường sẽ là vuông góc với hướng gãy chi phối. các lĩnh vực năng lượng địa nhiệt trong đá granit nền tảng thường có được gần như tất cả các nước trao đổi của họ từ gãy xương. Khoan vuông góc với hướng gãy xương chiếm ưu thế sẽ đẩy cũng thông qua một số lượng tối đa gãy xương.
E) Cài đặt tiện ích ngầm nơi khai quật này là không thể: khoan ngang đã được sử dụng để cài đặt khí và đường dây điện mà phải qua một con sông, băng qua một con đường, hoặc đi du lịch theo một thành phố.
Phương pháp khoan ngang định hướng và khoan ngang qua đường:
Hầu hết các giếng ngang bắt đầu ở bề mặt như một cái giếng thẳng đứng. Khoan tiến triển cho đến khi mũi khoan là một vài trăm feet trên đơn vị mục tiêu đá. Vào thời điểm đó các đường ống được kéo từ giếng và một động cơ thủy lực được gắn giữa các mũi khoan và ống khoan. Động cơ thủy lực được cung cấp bởi một dòng chảy của bùn khoan xuống các ống khoan. Nó có thể xoay mũi khoan mà không quay toàn bộ chiều dài của ống khoan giữa các bit và bề mặt. Điều này cho phép các bit để khoan một con đường mà lệch khỏi hướng của ống khoan. Sau khi động cơ được lắp đặt các bit và đường ống được hạ thấp xuống giếng và bit khoan một con đường để lái giếng khoan từ dọc sang ngang trên một khoảng cách vài trăm feet. Một khi cũng đã được chỉ đạo để các góc thích hợp, thẳng về phía trước hồ sơ khoan và giếng sau các đơn vị mục tiêu đá. Giữ tốt trong một đơn vị đá mỏng đòi hỏi phải định vị cẩn thận được sử dụng xác định góc phương vị và định hướng của máy khoan. Thông tin này được sử dụng để chỉ đạo các mũi khoan. khoan ngang là tốn kém. Khi kết hợp với bẻ gãy thủy lực một cũng có thể có giá lên đến ba lần so với mỗi chân như khoan giếng thẳng đứng. Việc thêm chi phí thường được phục hồi bằng cách tăng sản xuất từ giếng. Những phương pháp này có thể nhân sản lượng khí đốt tự nhiên hoặc dầu từ giếng. Nhiều giếng nước có lợi nhuận sẽ là thất bại nếu không có những phương pháp.
Trong sản xuất khí từ giếng thẳng đứng của các khí được dưới một lô duy nhất của tài sản. Hầu hết các quốc gia đã thành lập lâu quy tắc quyền khoáng sản chi phối quyền sở hữu của khí được sản xuất từ các giếng thẳng đứng. Các khí thường được chia sẻ bởi tất cả các chủ đất trong một khối đất hoặc bán kính khoảng cách từ sản xuất tốt. Giếng ngang giới thiệu một biến mới: một cái giếng duy nhất có thể thâm nhập và sản xuất khí đốt từ nhiều bưu kiện với các chủ sở hữu khác nhau. Làm thế nào tiền bản quyền của các khí này có thể được chia sẻ công bằng? Câu hỏi này thường được trả lời trước khi khoan thông qua một sự kết hợp của các quy định của chính phủ và các thỏa thuận bản quyền chia sẻ tin. Làm thế nào tiền bản quyền được chia và cách "giữ-out" chủ đất được điều trị có thể phức tạp hơn với một cái giếng thẳng đứng. Nhiều điều kiện tiên quyết cho phép bộ công nghệ để trở thành sản xuất. Có lẽ, yêu cầu đầu tiên là nhận thức rằng các giếng dầu hoặc giếng nước, không nhất thiết phải đứng. Điều này thực hiện khá chậm, và không thực sự nắm bắt được sự chú ý của ngành công nghiệp dầu cho đến cuối năm 1930 khi có một số đơn kiện cáo buộc rằng các giếng khoan từ một giàn khoan trên một tài sản đã vượt qua ranh giới và đã thâm nhập vào một hồ chứa trên một bất động sản liền kề. Ban đầu, bằng chứng proxy như thay đổi sản xuất trong các giếng khác đã được chấp nhận, nhưng những trường hợp như thúc đẩy sự phát triển các công cụ có đường kính nhỏ có khả năng khảo sát giếng trong quá trình khoan. Ngang giàn khoan hướng đang phát triển theo hướng quy mô lớn, vi tiểu hình hóa, tự động hóa cơ khí, tầng làm việc chăm chỉ, vượt chiều dài và chiều sâu hướng khoan theo dõi.
Đo độ nghiêng của một wellbore (độ lệch của nó từ thẳng đứng) là tương đối đơn giản, chỉ cần một con lắc. Đo góc phương vị (hướng liên quan đến lưới điện địa lý, trong đó wellbore được chạy từ dọc với), tuy nhiên, khó khăn hơn. Trong những trường hợp nhất định, từ trường có thể được sử dụng, nhưng sẽ bị ảnh hưởng bởi kim loại được sử dụng trong wellbores, cũng như các kim loại được sử dụng trong các thiết bị khoan. Việc tạm ứng tiếp theo là trong sự thay đổi của la bàn hồi chuyển nhỏ do Tổng công ty Sperry, được làm cho la bàn tương tự để điều hướng hàng không. Sperry đã làm điều này theo hợp đồng với Sun Oil (mà đã tham gia vào một vụ kiện như mô tả ở trên), và một công ty spin-off "Sperry Sun" đã được hình thành, trong đó thương hiệu tiếp tục cho đến ngày nay. Ba thành phần này được đo tại bất kỳ điểm nào trong một wellbore nhằm xác định vị trí của nó: độ sâu của các điểm dọc theo trình lỗ khoan (độ sâu đo), độ nghiêng tại các điểm, và góc phương vị từ trường tại điểm. Ba thành phần này kết hợp được gọi là một "điều tra". Một loạt các cuộc điều tra liên tiếp là cần thiết để theo dõi tiến độ và vị trí của một lỗ khoan. Kinh nghiệm trước khi khoan quay đã thành lập một số nguyên tắc cho cấu hình của thiết bị xuống khoan lỗ ( "Hole hội Bottom" hoặc "BHA") mà có thể dễ bị "khoan lỗ quanh co" (nghĩa là độ lệch ngẫu nhiên ban đầu từ dọc sẽ được tăng ). Counter-kinh nghiệm cũng đã cho khoan định hướng đầu nguyên tắc của thiết kế BHA và thực hành khoan mà có thể giúp mang lại một lỗ quanh co gần thẳng đứng ( "DD"). Năm 1934, H. John Eastman & La Mã W. Hines của Long Beach, California, đã trở thành người tiên phong trong khoan định hướng khi họ và George Không của Enid, Oklahoma, lưu Conroe, Texas, lĩnh vực dầu mỏ. Không gian gần đây đã có bằng sáng chế một chiếc xe tải khoan cầm tay. Ông đã bắt đầu công ty của ông vào năm 1931 khi ông đã phối một giàn khoan để một chiếc xe tải và một quyền lực cất cánh lắp ráp. Việc đổi mới cho phép khoan nhanh của một loạt các giếng nghiêng. Năng lực này để nhanh chóng khoan nhiều giếng cứu trợ và giảm áp lực khí lớn là rất quan trọng để dập tắt ngọn lửa Conroe. Trong một tháng, năm 1934, bài báo Popular Science tháng, nó đã nói rằng: "Chỉ có một số ít những người đàn ông trên thế giới có sức mạnh kỳ lạ để làm cho một chút, xoay một dặm dưới lòng đất vào cuối của một ống khoan thép, rắn theo cách của mình trong một đường cong hoặc xung quanh một góc con chó chân, để đạt được một mục tiêu mong muốn. " Eastman Whipstock, Inc., sẽ trở thành công ty hướng lớn nhất thế giới vào năm 1973. Kết hợp, những công cụ khảo sát và BHA được tạo ra bằng khoan định hướng có thể, nhưng nó đã được coi là phức tạp. Các bước tiến lớn tiếp theo là vào những năm 1970, khi động cơ khoan downhole (aka động cơ bùn, thúc đẩy bởi điện thủy lực của bùn khoan luân chuyển xuống chuỗi khoan) đã trở thành phổ biến. Những phép các mũi khoan để tiếp tục luân phiên tại các mặt cắt ở dưới cùng của lỗ, trong khi hầu hết các ống khoan đã được tổ chức văn phòng phẩm. Một mảnh của ống cong (một "cong phụ") giữa các ống khoan văn phòng phẩm và các hàng đầu của động cơ cho phép sự chỉ đạo của wellbore phải được thay đổi mà không cần phải kéo tất cả các ống khoan ra và đặt whipstock khác. Cùng với sự phát triển của đo lường trong khi các công cụ khoan (sử dụng bùn xung đo từ xa, ống nối mạng hoặc có dây hoặc EM từ xa, cho phép các công cụ xuống lỗ để gửi dữ liệu hướng lên mặt nước mà không làm phiền các hoạt động khoan), khoan định hướng trở thành dễ dàng hơn. Một số hồ sơ không có thể được khoan trong khi khoan ống được xoay. Khoan directionally với một động cơ downhole đòi hỏi đôi khi dừng quay của ống khoan và "trượt" các đường ống thông qua các kênh như các động cơ cắt một đường cong. "Trượt" có thể khó khăn trong một số hình, và nó gần như là luôn luôn chậm hơn và do đó đắt hơn khoan trong khi đường ống được xoay, vì vậy khả năng để chỉ đạo các bit trong khi các ống khoan đang quay là mong muốn. Một số công ty đã phát triển các công cụ cho phép điều khiển hướng trong khi quay. Những công cụ này được gọi là hệ thống steerable như quay (RSS). RSS công nghệ đã làm cho truy cập và điều khiển hướng có thể có trong đội hình trước đây không thể tiếp cận hoặc kiểm soát được.
Khoan mở rộng lỗ khoan, thường được gọi là khoan định hướng ngang hoặc HDD, là một phương pháp trenchless steerable cài đặt ngầm ống, ống dẫn, hoặc cáp trong một vòng cung cạn dọc theo một con đường khoan quy định bằng cách sử dụng một giàn khoan bề mặt mắt, với tác động tối thiểu trên các khu vực xung quanh . Directional nhàm chán được sử dụng khi đào rãnh hoặc quật là không thực tế. Nó phù hợp cho một loạt các điều kiện đất đai và các công việc bao gồm đường bộ, cảnh quan và các cửa sông. Ống có thể được làm bằng các vật liệu như PVC, polyethylene, polypropylene, gang dẻo, thép miễn là nó có thể được kéo qua các lỗ khoan. Directional nhàm chán là không thực tế nếu có khoảng trống trong đá hoặc lớp không đầy đủ của rock. Các vật liệu tốt nhất là đá rắn hoặc các vật liệu trầm tích. Đất với đá cuội không được khuyến khích. Có nhiều loại khác nhau của người đứng đầu được sử dụng trong quá trình thí điểm lỗ, và chúng phụ thuộc vào vật liệu địa chất. Các thiết bị được sử dụng trong một khoan định hướng ngang phụ thuộc vào đường kính ngoài của ống, chiều dài của chạy, điều kiện đất và môi trường xung quanh trên mặt đất. Đối với các lỗ khoan lớn, khoan định hướng trang bị nhiều như 600 tấn 1 320 000 lb (hoặc hơn) của lực đẩy / pullback (Vermeer D1320x900) được sử dụng kết hợp với bùn để trữ lại, máy xúc, và nhiều máy bơm và ống mềm để cung cấp dung dịch khoan đến drillstem. gốc khoan định hướng được làm từ thép carbon cao được xử lý nhiệt và tàu trong đường kính 8-15 cm. phần khoan gốc được sản xuất trong 3.0 hoặc 4.6 và cũng 9.1 độ dài mét và có nam luồng trên một đầu, và nữ về việc khác. Nó được phổ biến cho một mũi khoan định hướng để thực hiện nhiều như 305 m của thanh trên tàu. đầu khoan đến trong nhiều thiết kế và phụ thuộc vào các tảng đá hoặc đất bị xuyên thủng. Người đứng đầu khoan có nhiều cảng nước để cho phép loại bỏ các vật liệu. Một chút móng bao gồm các dụng cụ cắt cacbua-nghiêng. Điều này cho phép chỉ đạo và cắt các vật liệu. đầu khác là bùn-động cơ được sử dụng trong cảnh quan núi đá. Thiết bị hỗ trợ là cần thiết để hỗ trợ khoan định hướng, chẳng hạn như hệ thống khoan bùn tái chế, shaker đá phiến sét, bùn sạch, bơm ly tâm, bể chứa bùn, vv
Khoan ngang định hướng được sử dụng trong khoan ngầm qua đường để cài đặt cơ sở hạ tầng như viễn thông và cáp điện ống dẫn, đường ống nước, đường cống thoát nước, đường khí, dòng dầu, đường ống dẫn sản phẩm, và vỏ bọc xử lý môi trường. Nó được sử dụng cho giao thông đường thuỷ qua, đường bộ, phương pháp tiếp cận bờ, khu vực đông đúc, khu vực nhạy cảm với môi trường, và các khu vực nơi mà các phương pháp khác là tốn kém hoặc không thể. Nó được sử dụng thay vì các kỹ thuật khác để cung cấp sự gián đoạn ít giao thông, chi phí thấp, lắp đặt sâu hơn và / hoặc lâu hơn, không có hố truy cập, thời gian hoàn thành ngắn hơn, khả năng định hướng, và an toàn môi trường. Kỹ thuật này có sử dụng rộng rãi trong các khu đô thị để phát triển các tiện ích bên dưới mặt đất vì nó giúp tránh hào mở cắt rộng. Việc sử dụng đòi hỏi rằng các nhà điều hành có thông tin đầy đủ về các tiện ích hiện có, vậy mà anh ta có thể kế hoạch liên kết để tránh làm hỏng những tiện ích. Kể từ khi khoan không được kiểm soát có thể dẫn đến thiệt hại, cơ quan khác nhau / cơ quan chính phủ sở hữu quyền-chiều đô thị hoặc các tiện ích có những quy định để thực hiện công việc an toàn. Đối với tiêu chuẩn của các kỹ thuật, công nghệ trenchless khác nhau thúc đẩy các tổ chức đã phát triển hướng dẫn cho kỹ thuật này. Quá trình bắt đầu với nhận lỗ và lối vào hố. Những hố sẽ cho phép các dung dịch khoan được thu thập và khai hoang để giảm chi phí và tránh lãng phí. Giai đoạn đầu khoan một lỗ thí điểm trên con đường thiết kế, và giai đoạn thứ hai (Reaming) phóng to lỗ bằng cách đi qua một công cụ cắt lớn hơn được gọi là doa lại. Đường kính của doa phụ thuộc vào kích thước của ống được kéo trở lại thông qua các lỗ khoan. Việc khoan làm tăng đường kính theo đường kính ngoài hoặc các ống dẫn và để đạt được sản xuất tối ưu. Giai đoạn thứ ba đặt đường ống sản phẩm hoặc vỏ trong các lỗ mở rộng bằng cách của các gốc khoan; nó được kéo phía sau doa cho phép trung của đường ống trong con đường mới reamed. Khoan định hướng ngang được thực hiện với sự giúp đỡ của một chất lỏng nhớt gọi là dung dịch khoan. Nó là một hỗn hợp của nước và thường là bentonite hoặc polymer liên tục bơm vào đầu cắt hoặc khoan để tạo thuận lợi cho việc loại bỏ các cành giâm, ổn định lỗ khoan, làm mát đầu cắt, và bôi trơn thông qua các đường ống sản phẩm. Các dung dịch khoan được gửi vào một máy gọi là trữ lại mà loại bỏ các cành giâm khoan và duy trì độ nhớt thích hợp của chất lỏng. dịch khoan giữ hom đình chỉ để ngăn cản họ làm tắc nghẽn lỗ khoan. Một khoan bị tắc tạo ra áp lực trở lại trên đầu cắt, sản xuất chậm lại. Vị trí và hướng dẫn của khoan là một phần quan trọng của các hoạt động khoan, là người đứng đầu khoan là dưới mặt đất trong khi khoan, và trong hầu hết trường hợp, không thể nhìn thấy từ mặt đất. khoan không kiểm soát được hoặc không điều khiển có thể dẫn tới hủy diệt đáng kể, có thể được loại bỏ bằng cách định vị đúng cách và hướng dẫn đầu khoan.
Có ba loại định vị thiết bị định vị người đứng đầu khoan: đi bộ, qua hệ thống định vị, hệ thống dây mạng định vị và con quay hồi chuyển hướng khoan, nơi mà một hệ thống dẫn đường quán tính đầy đủ nằm sát với đầu khoan.
Đi qua hệ thống định vị - Trong hệ thống đầu tiên một sonde, hoặc máy phát, phía sau đầu nòng đăng ký góc, luân chuyển, định hướng và dữ liệu nhiệt độ. Thông tin này được mã hóa thành tín hiệu điện từ và truyền qua mặt đất với bề mặt trong một hệ thống đi bộ qua. Ở bề mặt một nhận (thường là một định vị cầm tay) là tự định vị phía trên sonde, tín hiệu được giải mã và hướng lái được chuyển đến các nhà điều hành máy khoan.
Wire-line hệ thống định vị - Hệ thống dây mạng là một hệ thống hướng dẫn từ. Với một hệ thống hướng dẫn từ (MGS), công cụ đọc nghiêng và phương vị. Các MGS, cũng có một phương tiện trung xác minh vị trí sử dụng mạng dây dẫn đặt trên mặt đất. Đây là hệ thống duy nhất có khả năng xác minh vị trí. Thông tin này được truyền qua dây mạng gắn trong chuỗi khoan. Tại bề mặt, các Navigator trong xe taxi khoan thực hiện các tính toán cần thiết để xác nhận các thông số đã được đáp ứng. Các MGS ngay cả khi không sử dụng lưới dây điện đã được chính xác đến gần 2 km với độ chính xác 1,5 m. Gyro dựa trên hệ thống định vị - Hệ thống con quay hồi chuyển dựa hoàn toàn độc lập làm việc và do đó một trong những hệ thống chính xác nhất nơi đủ đường kính (200 mm) có sẵn và nơi khoảng cách dài (lên tới 2 km) đã được thực hiện với độ lệch nhỏ (ít hơn hơn 1 m vị trí lỗi). Tất cả ba hệ thống có giá trị riêng của họ, và một hệ thống cụ thể được chọn tuỳ thuộc vào yêu cầu của chủ đầu tư khi tiến hành dịch vụ khoan ngầm qua đường.

Xem tin tiếp theo