Бұрғылау ерітіндісі

Бұрғылау процесі және бұрғылауда қолданылатын химиялық заттарمور

1.Introduction

Бұрғылау мұнай-газ өнеркәсібіндегі, сондай-ақ геотермалдық энергия өндіру және су ұңғымаларын салу сияқты басқа салалардағы күрделі және маңызды операция болып табылады. Бұл процесс құнды ресурстарға қол жеткізу үшін жер қыртысында терең тесік жасауды қамтиды. Арнайы жабдықтармен қатар әртүрлі химиялық заттар бұрғылау операциясының тиімділігін, қауіпсіздігін және сәттілігін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Бұл мақалада егжей-тегжейлі бұрғылау процесі және әр кезеңде қолданылатын негізгі химиялық заттар көрсетілген

Бұрғылау процесі

2.Бұрғылау алдындағы дайындық

• Сайтты таңдау және зерттеу: Бірінші қадам қолайлы бұрғылау орнын анықтау болып табылады. Геологтар сейсмикалық бейнелеу, гравитация және магниттік зерттеулер және жақын маңдағы бар ұңғымалардан ұңғыма журналын талдау сияқты әдістерді қолдана отырып, ауқымды зерттеулер жүргізеді. Бұл мұнайдың, газдың немесе басқа ресурстардың ықтимал орнын анықтауға көмектеседі. Сайт таңдалғаннан кейін аумақ кез келген кедергілерден тазартылады және жабдық пен материалдарды тасымалдауды жеңілдету үшін кірме жолдар салынады.
• Ұңғыманың дизайны: Инженерлер геологиялық деректер мен бұрғылау операциясының мақсаттары негізінде ұңғыманы жобалайды. Жоба ұңғыманың тереңдігін, диаметрін және траекториясын (тік, ауытқу немесе көлденең) анықтауды қамтиды. Сондай-ақ бұрғыланатын қабаттардың түрі, күтілетін қысым мен температура жағдайлары, ұңғыма оқпанын қолдау үшін қаптама мен цементтеу қажеттілігі сияқты факторларға да назар аударылады.

 

2.2 Беткі саңылауларды бұрғылау

 

• Бұрғылау қондырғысын орнату: Учаскеде бұрғылау қондырғысы орнатылған. Бұрғылау қондырғысы әртүрлі құрамдас бөліктерден тұрады, оның ішінде бұрғылау тізбегін көтеруге және түсіруге арналған термеден, бұрғылау жабдығын қозғалысқа келтіретін қуат көзінен және бұрғылау ерітіндісін айналдыруға арналған ерітінді жүйесінен тұрады. Қосылған құбырлар сериясы болып табылатын бұрғылау тізбегі жиналып, ұңғыма оқпанына түсіріледі.
•  Бастапқы бұрғылау: Бұрғылау процесі беткі тесікті бұрғылау үшін үлкен диаметрлі қашауды пайдаланудан басталады. Бұл тесік әдетте таязырақ және беткі қаптаманы орнату үшін пайдаланылады. Беткі қаптама ұңғыманың оқпанына құрылымдық тірек болып, жер үсті суларының ұңғымаға түсуіне жол бермейді және кейінгі бұрғылау жұмыстарына бағыттаушы ретінде қызмет етеді. Бұл кезеңде бұрғылау ерітіндісі, сондай-ақ лай деп те белгілі, бұрғылау тізбегі арқылы және қашаудан үздіксіз айналады. Балшық қашуды салқындатады және майлайды, кесінділерді (тас сынықтарын) бетіне шығарады және ұңғыма оқпанының тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.

2.3 Аралық және өндірістік ұңғымаларды бұрғылау

• Биттерді және корпусты өзгерту: Ұңғыманы тереңірек бұрғылаған сайын диаметрі кішірек қашаулар әртүрлі қабаттарды бұрғылау үшін қолданылады. Аралық қаптама ұңғыма оқпанын нығайту және әртүрлі қабаттарды оқшаулау үшін тиісті аралықтармен орнатылады. Бұл қысымды бақылауға және ұңғыма оқпанының құлауын болдырмауға көмектеседі. Бұрғылау процесі жалғасуда, ерітінді жүйесі бұрғыланып жатқан қабаттардың өзгеретін жағдайларына үнемі бейімделеді.
• Бағытты бұрғылау (бар болса): Кейбір жағдайларда, әсіресе теңізде бұрғылау үшін немесе арнайы резервуар аймақтарын нысанаға алғанда, бағытталған бұрғылау әдістері қолданылады. Бұл ұңғыманың жер қойнауындағы қажетті орынға жетуіне мүмкіндік беретін бұрғылау қашауының бағытын басқару үшін арнайы ұңғыма құралдарын пайдалануды қамтиды. Бұрғылау сұйықтығы бұрғылау тізбегін майыстыру және бағытты өзгерту үшін қажетті майлауды қамтамасыз ету арқылы бағытталған бұрғылауда шешуші рөл атқарады.

2.4 Аяқтау және сынақтан өткізу

• Цементтеу: Ұңғыма қажетті тереңдікке жеткеннен кейін цементтеу жүргізіледі. Ұңғыма оқпанын тығыздау және қоршау қоршауын қоршап тұрған жыныспен байланыстыру үшін сақиналы (бұрғылау тізбегі мен ұңғы оқпанының арасындағы немесе әртүрлі қаптамалар арасындағы кеңістік) цемент сорылады. Бұл ұңғыма оқпанына қосымша қолдауды қамтамасыз етеді, әртүрлі қабаттар арасындағы сұйықтық миграциясын болдырмайды және өндірістік аймақты оқшаулауға көмектеседі.
• Ұңғыманы аяқтау: Цементтеуден кейін ұңғыма аяқталды. Бұл мұнайды, газды немесе басқа ресурстарды өндіруге қажетті өндірістік құбырларды, ұңғыма сағасы жабдықтарын және басқа компоненттерді орнатуды қамтуы мүмкін. Содан кейін ұңғыма өнімділігін анықтау және оның қажетті қауіпсіздік пен сапа стандарттарына сәйкестігін тексеру үшін сыналады

3.Бұрғылауда қолданылатын химиялық заттар

مور

3.1 Бұрғылау сұйықтығына арналған қоспалар

• Тұтқырлар: Тұтқырлығын арттыру үшін бұрғылау ерітіндісіне тұтқырлағыштар қосылады. Бұл кесінділерді тоқтата тұруға және олардың ұңғымаға қайта түсуіне жол бермеуге көмектеседі. Кең таралған тұтқыр заттарға бентонит сазы, ксантан шайыры және карбоксиметил целлюлозасы (CMC) жатады. Бентонит сазы, ісінетін саздың бір түрі, суды сіңіріп, бұрғылау сұйықтығының тұтқырлығын арттыратын гель тәрізді құрылымды құрайды. Ксантан сағызы, бактериялар өндіретін полисахарид, тіпті жоғары температура мен жоғары ығысу жағдайында да тұтқырлықты сақтауда жоғары тиімді.
• Салмақ өлшейтін агенттер: Өлшеу агенттері бұрғылау ерітіндісінің тығыздығын арттыру үшін қолданылады. Бұл ұңғыма оқпанындағы қысымды бақылау және қабат сұйықтарының (мұнай, газ немесе су сияқты) ұңғыма оқпанына түсуін болдырмау үшін маңызды. Барит (барий сульфаты) ең көп қолданылатын салмақ өлшегіш болып табылады. Оның жоғары меншікті салмағы бар және қажет болған жағдайда оның тығыздығын реттеу үшін бұрғылау сұйықтығына оңай қосуға болады. Басқа салмақ агенттеріне гематит және ильменит жатады
• Фильтрацияны төмендеткіштер: Қабатты сүзетін сұйықтық мөлшерін азайту үшін бұрғылау сұйықтығына фильтратты азайтқыштар қосылады. Бұл ұңғыма оқпанының тұрақтылығын сақтауға және қабаттың зақымдануын болдырмауға көмектеседі. Полианионды целлюлоза (PAC) және синтетикалық полимерлер сияқты полимерлер фильтрат редукторлары ретінде жиі қолданылады. Олар ұңғыма оқпанының қабырғасында сұйықтықтың жоғалуын азайтатын жұқа, өткізбейтін сүзгі торттарын құрайды.
• Майлау материалдары: Бұрғылау тізбегі мен ұңғыма қабырғасы арасындағы үйкелісті азайту үшін бұрғылау сұйықтығына майлау материалдары қосылады. Бұл бұрғылау тізбегінің тозуын болдырмауға, бұрғылау тізбегін айналдыру үшін қажетті айналу моментін азайтуға және ұңғыма оқпанындағы бұрғылау тізбегінің қозғалысын жеңілдетуге көмектеседі. Бұрғылау сұйықтықтарында майлау материалдары ретінде минералды майлар, синтетикалық эфирлер және беттік белсенді заттар қолданылады.

3.2 Цемент қоспалары

• Үдеткіштер: Цементтің қату уақытын жылдамдату үшін цемент ерітіндісіне үдеткіштер қосылады. Бұл кейбір жағдайларда, мысалы, ұңғыма оқпанының құлауын болдырмау немесе бұрғылау жұмыстарын жылдам қалпына келтіру үшін жылдам цементтеу қажет болғанда маңызды. Кальций хлориді цементтеуде қолданылатын кең таралған үдеткіш болып табылады. Ол цемент компоненттерімен әрекеттеседі, ылғалдану өнімдерінің түзілуіне ықпал етеді және қатаю процесін жылдамдатады.
• Баяулатушылар: Цементтің қату уақытын баяулату үшін баяулатқыштар қолданылады. Бұл цементтеу операциясы күрделі және цемент ерітіндісін ұңғыма оқпанына айдау үшін көбірек уақытты қажет еткенде пайдалы. Лигносульфонаттар және кейбір органикалық қышқылдар әдетте тежегіштер ретінде қолданылады. Олар цемент бөлшектерімен әрекеттесіп, гидратация реакцияларын кешіктіреді және қату уақытын ұзартады.
• Дисперсанттар: Ағындылығын жақсарту үшін цемент суспензиясына дисперсенттер қосылады. Олар цемент ерітіндісінің тұтқырлығын төмендетуге көмектеседі, бұл оны ұңғыма арқылы оңай айдауға мүмкіндік береді. Цементтеуде дисперсенттер ретінде поликарбоксилат негізіндегі полимерлер кеңінен қолданылады. Олар цемент бөлшектерінің бетіне адсорбцияланып, бөлшектердің агломерациясын болдырмайды және суспензияның өтімділігін жақсартады.

3.3 Басқа химиялық заттар

• Коррозия ингибиторлары: Коррозия ингибиторлары бұрғылау тізбегінің, қаптаманың және ұңғыма оқпанындағы басқа металл компоненттерінің коррозиясын болдырмау үшін қолданылады. Ұңғыма оқпанында судың, оттегінің және қышқыл газдардың (мысалы, көмірқышқыл газы мен күкіртті сутегі) болуы коррозияға әкелуі мүмкін. Имидазолиндер және аминдер сияқты органикалық қосылыстар әдетте коррозия ингибиторлары ретінде қолданылады. Олар металл бетінде коррозиялық заттардың металмен жанасуын болдырмайтын қорғаныс қабықшасын жасайды
• Бактерицидтер: Бактериялардың өсуін бақылау үшін бұрғылау сұйықтығы мен цемент ерітіндісіне бактерицидтер қосылады. Кейбір бактериялар металл компоненттерінің коррозиясын тудыруы мүмкін, сонымен қатар бұрғылау сұйықтығы мен цементтің қасиеттеріне әсер етуі мүмкін. Бактерицидтер ретінде хлор негізіндегі қосылыстар және төрттік аммоний қосылыстары қолданылады. Олар бұрғылау жұмысының тұтастығын қамтамасыз ете отырып, бактериялардың өсуін жояды немесе тежейді

4. Қорытынды

Бұрғылау процесі мұқият жоспарлауды және орындауды талап ететін көп сатылы операция болып табылады. Химиялық заттар бастапқы бұрғылаудан бастап ұңғыманың аяқталуына дейін бұрғылау процесінің әрбір кезеңінде маңызды рөл атқарады. Бұрғылау сұйықтығының қоспалары бұрғылау сұйықтығының өнімділігін сақтауға көмектеседі, цемент қоспалары цементтің дұрыс орнатылуын және қосылуын қамтамасыз етеді, ал коррозия ингибиторлары мен бактерицидтер сияқты басқа химиялық заттар бұрғылау операциясында қолданылатын жабдық пен материалдарды қорғайды. Бұл химиялық заттарды дұрыс таңдау және пайдалану бұрғылау жобаларын қауіпсіз, тиімді және сәтті аяқтау үшін өте маңызды.