Метод горизонтально направленного бурения [технология бурения горизонтально направленных скважин] ЭкоМонтаж
Использование технологии горизонтального бурения для прокладки коммуникаций — распространенная практика. С ее помощью осуществляется монтаж водонапорных магистралей, газовых сетей, линий отопления и канализации. Метод обеспечивает эффективную работу с трубами в ограниченном пространстве, применяется на производственных участках и в районах с плотной застройкой.
Принцип бестраншейного бурения заключается в формировании горизонтальной скважины под заданным участком. Это исключает рытье траншей, разрушение дорожного полотна и объектов благоустройства. В отдельных случаях прокладка коммуникаций методом ГНБ является единственно возможным решением, например, при протяжке линии под железнодорожной магистралью.
Технология горизонтального бурения
Работы по подземному горизонтально направленному бурению подразумевают применение специализированной техники, выполняются в несколько этапов.
Этап 1: подготовительные мероприятия
Обследование участка, на котором планируется бурение горизонтально направленных скважин. Специалисты анализируют состав грунта, запрашивают схему имеющихся трубопроводов и кабельных сетей.
На основании полученных данных формируется проект выполнения ГНБ. Документация разрабатывается согласно методике горизонтального наклонного бурения, учитывает требования справочников по устройству установок, применяемых на объекте.
Этап 2: формирование пилотной скважины
Наиболее ответственный этап в рамках бестраншейной прокладки ГНБ. Оператор выполняет настройку и позиционирование техники, после чего направляет в грунт буровую головку. Элемент соединен с гибкой приводной штангой, оснащен излучателем, информирующим о его местоположении.
В инструменте присутствуют отверстия для подачи бурового раствора. Смесь снижает нагрев рабочих деталей, повышает эффективность, выносит обломки породы за пределы проходки.
Процесс образования скважины контролируется оператором буровой установки.
Он отслеживает положение головки через локатор, изменяет направление ее движения при необходимости. Завершение второго этапа знаменует выход бура в заданной точке.
Особенности применяемых штанг
Штанги, используемые для продвижения бура, представлены металлическими трубами диаметром 50–80 мм при длине 2–6 м. Они фиксируются посредством конических резьбовых соединений, комплектуются сильфонными вставками, нивелирующими динамические напряжения.
Устройство установки ГНБ предусматривает наличие линии для последовательной подачи штанг по мере продвижения головки. В результате формируется прочная подвижная опора, равномерно перемещающая бур по заданной траектории.
Этап 3: расширение скважины
Мероприятия по расширению скважины призваны увеличить диаметр проходки до проектных значений. Операция выполняется при помощи расширителя обратного действия (риммера), установленного вместо буровой головки.
Чтобы прокладка трубопровода не вызвала затруднений, рабочий канал расширяют на 50–100 % относительно диаметра трубы.
Этап 4: прокладка магистрали
Это протяжка элементов сети в рамках сформированной скважины. К трубопроводу крепится оголовок с вертлюгом, передающий вращающий момент с риммера. Буровая установка ГНБ перемещает штангу, обеспечивая плавную транспортировку трубы по проходке.
Этап 5 (опциональный): цементирование
Бурение скважин в сложных геологических условиях предполагает мероприятий по укреплению. Для этого пустоты между проходкой и трубопроводом заполняются цементно-песчаной смесью. Действия проводятся с использованием специальных машин, подающих раствор под давлением.
Завершение работ по подземному бурению
По завершении работ техника и вспомогательные устройства извлекаются из котлована. Заказчику передается документация, содержащая сведения о проложенном участке трубопровода. Бригада покидает объект.
Об оборудовании
При бурении скважин используются установки ГНБ с различными технологическими особенностями.
Тип 1: стационарные
Стационарная техника задействуется при строительстве крупных объектов.
Она перемещается на специальных платформах, обладает максимальной производительностью.
Тип 2: на колесном шасси
Оборудование, транспортируемое посредством тягача. Для установки машины на рабочее место используется кран.
Тип 3: самоходные
Техника на гусеничном ходу, применимая для бестраншейной прокладки коммуникаций. Машина обладает достаточной мобильностью, сохраняет функционал даже в ограниченных пространствах.
Минусы технологии горизонтально направленного бурения
У методики ГНБ существует всего 2 минуса:
- увеличение расходов при большой протяженности трубопровода либо его размещении на значительной глубине;
- предельная длина проходки — 600 м, при прокладке линий большей протяженности приходится организовывать стыки.
Грамотная подготовка к работе позволяет избежать существующих ограничений, способствует снижению издержек, связанных с формированием скважины.
Преимущества ГНБ
Преимуществ у технологии ГНБ куда больше, чем недостатков:
- возможность пробурить проходку под автомобильной дорогой и ЖД-путями, а также организовать ГНБ через реку;
- отсутствие траншей, приводящих к разрушению природного ландшафта и дорожного покрытия;
- экономия времени;
- возможность работы в заповедниках, жилых зонах, на опасных производственных предприятиях;
- отсутствие климатических ограничений;
- сохранение структуры грунта и плодородного слоя почвы;
- минимальный риск повреждения существующих коммуникаций;
- допустимость работы с любыми кабельными и трубопроводными сетями.
На время бурения не требуется остановка предприятия, прекращение подачи энергоресурсов, а также принятие прочих ограничительных мер.
ГНБ от компании «ЭкоМонтаж»
Компания «ЭкоМонтаж» профессионально выполняет работы по горизонтально направленному бурению. Предприятие располагает собственной технической базой, использует прогрессивное оборудование зарубежного производства.
Особенности сотрудничества с компанией:
- отсутствие посредников;
- формирование скважин любой сложности;
- работа в Москве и Московской области;
- оперативное выполнение заказов;
- профессиональный подход, строгое соблюдение технологии.
Воспользоваться услугами предприятия помогут штатные консультанты. Они расскажут об особенностях ГНБ, проинформируют о размерах подготавливаемых скважин, познакомят с примерами выполненных работ. Для общения со специалистами воспользуйтесь формой обратной связи или телефоном.
Заказать консультацию специалиста по ГНБ
Ваше имя*
Ваш телефон*
Горизонтальное бурение в Москве, метод ГНБ
- Построение пилотной скважины
- Расширение протягивание трубопровода
- Буровые растворы
Рассмотрим весь процесс горизонтально направленного бурения немного подробнее. Буровые трубы (штанги) обладают достаточной гибкостью, имеющей, однако, предельное значение. Используя это качество, проектировщик строит профиль таким образом, чтобы его ось прошла в стороне от известных препятствий либо существующих коммуникаций. Для разрушения породы используется специальная система – долото (лопатка) закрепленная на скошенной, на переднем конце пилотной буровой головки (пилот). В корпус пилота устанавливается зонд — излучатель. Буровой раствор закачивается внутрь пробуренного канала через полые штанги и отверстия – сопла пилота или расширителя, выполняя сразу комплекс задач — уменьшает трение, охлаждает нагревающийся от трения инструмент, предотвращает разрушение бурового канала, очищает её от разрушенной породы вынося ее на поверхность.
Построение пилотной скважины
Работы по бурению начинаются с подготовки площадки под буровую установку. Во время пилотного бурения важно следить за месторасположением бура. Для этого используется излучатель (зонд), расположенный непосредственно в пилоте. Зонд отправляет сигналы специальному приёмному устройству — локатору.
Локатор для ГНБ снабжен монитором, отображающим все необходимые данные об уклоне, местоположении и глубине пилота. Аналогичные данные получает машинист установки на свой дисплей. Оператор локации следит за тремя параметрами – направление движения пилота в плане, глубиной зонда от поверхности и уклоном пилота в процентах от горизонтальной плоскости. При отклонении фактической траектории от проектной, оператор локации останавливает вращение, подавая соответствующую команду машинисту установки по рации. Установив скос лопатки пилота по заданию оператора локации в нужное положение, машинист установки проталкивает буровую плеть без вращения и таким образом корректирует направление буровой колонны, после чего продолжает бурение по вновь заданному направлению.
Буровая головка завершает своё путешествие в конечной точке траектории.
Расширение
Следующим шагом нужно расширить проложенную с помощью буровой головки пилотную скважину. Первая стадия лишь намечает путь, где будет находиться будущий трубопровод, однако конечная скважина (канал), должна на 20 — 30% превышать диаметр самого трубопровода. Для расширения скважины используется буровой инструмент — расширитель. Расширитель присоединяют вместо пилотной головки со стороны выхода пилота и этой системой разбуривают скважину путем протяжки и вращения расширителя в сторону буровой установки с постоянной подачей в его сопла бурового раствора.
Протягивание трубопровода
После выполнения предварительного этапа расширения, заранее сваренный в плеть трубопровод с помощью оголовка крепят к вертлюгу, а его в свою очередь к задней части расширителя. Трубопровод затягивается в скважину следуя за расширителем. Вертлюг не дает расширителю передавать вращение на трубопровод.
Плеть трубопровода проходит путь, точно совпадающий с пилотной скважиной, что соответствует проекту.
Буровые растворы для метода ГНБ
Без раствора имеющего необходимые свойства, использовать данную технологию было бы невозможно. Поэтому подбор идеального для горизонтально-направленного бурения раствора для конкретных гидрогеологических условий — задача первостепенной важности.
Что же такое буровой раствор? Это водный раствор нескольких компонентов. Его основным компонентом является бентонит, представляющий собой порошок из измельчённой монтмориллонитовой глины. Для улучшения несущей способности, вязкости, и других свойств вносятся полимерные и другие добавки.
Можно назвать пару веществ, не считая особых добавок, используемых в составе — это полимеры и так называемые бетониты, являющиеся по сути своей высоко гигроскопичной глиной.
Объект в Бутово:
Горизонтальное бурение — CNOOC International Limited
- Дом
- Северо-восток Британской Колумбии
- Горизонтальное бурение
Северо-Восток Британской Колумбии
Горизонтальное бурение
- Горизонтальное бурение
crumb-3723D55DF37E482A8185FE494FDF0F17″/> Горизонтальное бурение
Как мы разрабатываем сланцевый газ
Что такое сланцевый газ?Сланцевый газ — это природный газ, который плотно заперт в очень небольших пространствах внутри сланцевой породы. Чтобы разблокировать его, CNOOC International использует технологию горизонтального бурения и стимуляции (разрыва) газоносных зон. Создание трещин в сланце высвобождает газ. После выпуска сланцевый газ добывается так же, как и обычный природный газ.
Что такое горизонтальное бурение? Горизонтальное бурение позволяет CNOOC International получать доступ к залежам сланцевого газа экономичным и экологически безопасным способом. Скважина бурится примерно на 2400 метров по вертикали, затем буровое долото делает постепенный поворот на 90 градусов и продолжается по горизонтали до 1800 метров.
Гидравлический разрыв пласта, также известный как гидроразрыв, представляет собой процесс закачки жидкости под высоким давлением (состоящей в основном из воды и песка) в нефтяной или газовый пласт, который создает трещины или разломы, которые позволяют нефти или газу, содержащимся в пласте, выпущенный.
Меры предосторожности, направленные на то, чтобы гидроразрыв не мешал грунтовым водам, включают:
- Соблюдение государственных постановлений о минимальной глубине гидроразрыва
- Использование нескольких слоев стали и цемента в скважинах для предотвращения утечки жидкости для гидроразрыва пласта и защиты водоносных горизонтов
- Мониторинг и контроль давления разрыва для управления длиной разрыва
- Разрыв пластов, содержащихся барьерами из плотных слоев горных пород, для предотвращения распространения трещин за пределы целевого пласта и предотвращения перемещения жидкости в другой пласт
- Поддержка прозрачности жидкости для гидроразрыва и участие в fracfocus. ca — веб-проекте Комиссии по нефти и газу Британской Колумбии, предназначенном для предоставления объективной информации о ГРП
ca — веб-проекте Комиссии по нефти и газу Британской Колумбии, предназначенном для предоставления объективной информации о ГРПГоризонтальное и наклонно-направленное бурение скважин природного газа
Главная » Нефть и газ » Направленное и горизонтальное бурение
Направленное и горизонтальное бурение нефтяных и газовых скважин
Методы, используемые для увеличения добычи и достижения целей, которые невозможно достигнута вертикальной скважиной.
Статья: Хобарт М. Кинг, PhD, RPG
| (A) Цель не может быть достигнута вертикальным бурением |
Направленное бурение под городом:
Что такое направленное бурение?
Большинство скважин, пробуренных для воды, нефти, природного газа, информации или других подземных целей, являются вертикальными скважинами, которые бурят прямо в землю. Однако бурение под углом, отличным от вертикального, позволяет получать информацию, поражать цели и стимулировать продуктивные пласты способами, которые не могут быть достигнуты с помощью вертикальной скважины. В этих случаях способность точно направлять скважину в направлениях и углах, отклоняющихся от вертикали, является ценной способностью.
Когда наклонно-направленное бурение сочетается с гидравлическим разрывом пласта, некоторые горные породы, которые были непродуктивными при вертикальном бурении, могут стать отличным источником нефти или природного газа. Примерами являются сланцы Марцеллус Аппалачского бассейна и формация Баккен в Северной Дакоте.
РЕКЛАМА
| (B) Осушение большой площади с одной буровой площадки |
Минимальная занимаемая площадь: Одну буровую площадку можно использовать для бурения нескольких скважин.
Это снижает площадь буровых работ. В 2010 году Техасский университет в Арлингтоне пробурил 22 скважины на одной платформе. Эти скважины истощают природный газ примерно с 1100 акров под кампусом. Ожидается, что за 25-летний срок службы скважины дадут в общей сложности 110 миллиардов кубических футов природного газа. Альтернативой может быть бурение множества скважин, для каждой из которых потребуется буровая площадка, пруд, подъездная дорога и линия сбора.
Зачем бурить невертикальные скважины?
Направленное и горизонтальное бурение использовалось для достижения целей под соседними землями, уменьшения площади разработки газовых месторождений, увеличения длины «продуктивной зоны» в скважине, преднамеренного пересечения трещин, строительства разгрузочных скважин и прокладки инженерных сетей под землями. где раскопки невозможны или чрезвычайно дороги.
Ниже приведен список из шести причин для бурения невертикальных скважин. Они графически проиллюстрированы шестью рисунками на этой странице.
A) Поражайте цели, которые не могут быть достигнуты вертикальным бурением.
Иногда водохранилище находится под городом или парком, где бурение невозможно или запрещенный. Этот резервуар все еще может быть вскрыт, если буровая площадка расположена на краю город или парк, а скважина бурится под углом, который будет пересекать водоем.
B) Опорожнение большой площади с одной буровой площадки.
Этот метод использовался для уменьшения площади поверхности, занимаемой буровыми работами. В В 2010 году Техасский университет в Арлингтоне был отмечен в новостях за бурение 22 скважин на одном буровая площадка, которая будет дренировать природный газ с 1100 акров под кампусом. За 25-летнюю жизнь ожидается, что скважины дадут в общей сложности 110 миллиардов кубических футов газа. Этот метод значительно уменьшил площадь добычи природного газа на территории кампуса.
РЕКЛАМА
| (C) Увеличить длину продуктивной зоны |
Увеличить продуктивную зону: хорошо через 50 погонных футов «зоны добычи».
Однако, если скважина повернута в горизонтальное положение (или с тем же наклоном, что и породная толща) и пробурена в этой породной толще, то расстояние проходки в пределах продуктивной зоны может быть намного больше. Некоторые горизонтальные скважины имеют проходку продуктивного пласта более одной мили.
C) Увеличить длину «продуктивной зоны» в пределах целевой пачки пород.
Если толща горной породы составляет пятьдесят футов, пробуренная через нее вертикальная скважина будет иметь продуктивную зону длиной пятьдесят футов. Однако, если скважина развернута и пробурена горизонтально через горную породу на пять тысяч футов, то эта единственная скважина будет иметь продуктивную зону длиной пять тысяч футов, что обычно приводит к значительному увеличению продуктивности скважины. В сочетании с гидроразрывом пласта горизонтальное бурение может превратить непродуктивные сланцы в фантастические породы-коллекторы.
| (D) Улучшенная добыча в трещиноватом коллекторе |
Трещиноватый коллектор: Некоторые коллекторы имеют большую часть порового пространства в виде трещин.
Успешные скважины должны проникать в трещины, чтобы иметь приток природного газа в скважину. Во многих географических районах существует доминирующее направление разломов, вдоль которого выровнено большинство разломов. Если скважину бурить перпендикулярно плоскости этих трещин, то будет пробито максимальное количество трещин.
D) Повышение продуктивности скважин в трещиноватом коллекторе.
Это делается путем бурения в направлении, которое пересекает максимальное количество трещин. Направление бурения обычно должно быть под прямым углом к направлению доминирующей трещины. Геотермальные поля в гранитной породе обычно получают почти весь водообмен за счет трещин. Бурение под прямым углом к направлению доминирующей трещины приведет к проходу скважины через максимальное количество трещин.
РЕКЛАМА
E) Закрыть или сбросить давление в «вышедшей из-под контроля» скважине.
Если скважина вышла из-под контроля, для ее пересечения можно пробурить «разгрузочную скважину».
Пересекающуюся скважину можно использовать для герметизации исходной скважины или для сброса давления в неконтролируемой скважине.
F) Установка подземных коммуникаций там, где земляные работы невозможны.
Горизонтальное бурение использовалось для прокладки газовых и электрических линий, которые должны пересекать реку, дорогу или проходить под городом.
| (E) «Разгрузочный колодец» для «неконтролируемой» скважины |
Разгрузочный колодец: давление должно быть сброшено. В этой ситуации можно пробурить «разгрузочную скважину» с близлежащего участка. Разгрузочная скважина представляет собой наклонно-направленную скважину, которая пересекает ствол проблемной скважины, чтобы сбросить часть давления или закупорить скважину путем закачки цемента в ствол.
Горные породы, которые получают наибольшую выгоду от горизонтального бурения
Вертикальные скважины могут эффективно дренировать породы с очень высокой проницаемостью.
Жидкости в этих горных породах могут быстро и эффективно течь в скважину на большие расстояния.
Однако там, где проницаемость очень низкая, флюиды движутся через породу очень медленно и не преодолевают большие расстояния, чтобы достичь ствола скважины. Горизонтальное бурение может увеличить производительность в низкопроницаемых породах за счет значительного приближения ствола скважины к источнику жидкости.
| (F) Прокладка подземных коммуникаций |
Коммунальные коммуникации: Коммунальные коммуникации, такие как линии подачи электричества, воды или природного газа, иногда прокладываются с помощью направленного бурения. Этот метод используется, когда они должны пересечь дорогу, где земляные работы могут нарушить движение транспорта, пересечь реку, где земляные работы невозможны, или пересечь населенный пункт, где наземная установка путем земляных работ была бы чрезвычайно дорогой и разрушительной.
Горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта в сланцах
Пожалуй, самая важная роль, которую сыграло горизонтальное бурение, заключается в разработке сланцевых месторождений природного газа.
Эти низкопроницаемые породы содержат значительное количество газа и присутствуют под очень большими частями Северной Америки.
Примерами являются сланцы Барнетт в Техасе, сланцы Фейетвилл в Арканзасе, сланцы Хейнсвилл в Луизиане и Техасе и сланцы Марселлус в Аппалачском бассейне. В этих горных породах проблема заключается не в том, чтобы «найти» коллектор; задача заключается в извлечении газа из очень маленьких пор в низкопроницаемой породе.
Чтобы стимулировать продуктивность скважин в богатых органическими веществами сланцах, компании проводят горизонтальное бурение через горную породу, а затем используют гидроразрыв пласта для создания искусственной проницаемости, которая поддерживается открытым песком для гидроразрыва. В совокупности горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта могут создать продуктивную скважину там, где вертикальная скважина дала бы лишь небольшое количество газа.
Методика бурения
Большинство горизонтальных скважин начинаются с поверхности как вертикальные скважины.
Бурение продолжается до тех пор, пока буровое долото не окажется на высоте нескольких сотен футов над целевой породой. В этот момент труба вытягивается из скважины, и между буровым долотом и бурильной трубой прикрепляется гидравлический двигатель.
Гидравлический двигатель приводится в действие потоком бурового раствора вниз по бурильной трубе. Он может вращать буровое долото без вращения всей длины бурильной трубы между долотом и поверхностью. Это позволяет долоту пробурить путь, который отклоняется от ориентации бурильной трубы.
После того, как двигатель установлен, долото и труба опускаются обратно в скважину, и долото пробуривает траекторию, которая направляет ствол скважины из вертикального положения в горизонтальное на расстоянии нескольких сотен футов. После того, как скважина будет направлена под нужным углом, бурение прямолинейно возобновится, и скважина следует за целевой породой. Проведение скважины в маломощной толще пород требует тщательной навигации.
Скважинные приборы используются для определения азимута и ориентации бурения. Эта информация используется для управления буровым долотом.
Горизонтальное бурение дорого. В сочетании с гидроразрывом пласта скважина может стоить до трех раз дороже за фут, чем бурение вертикальной скважины. Дополнительные затраты обычно возмещаются за счет увеличения добычи из скважины. Эти методы могут увеличить добычу природного газа или нефти из скважины. Многие прибыльные скважины были бы неудачными без этих методов.
Новая философия аренды и роялти
При добыче газа из вертикальной скважины газ добывается под одним участком собственности. В большинстве штатов существуют давно установленные правила прав на добычу полезных ископаемых, регулирующие право собственности на газ, добываемый из вертикальных скважин. Газ часто распределяется между всеми землевладельцами на участке земли или в радиусе от добывающей скважины.
Горизонтальные скважины вводят новую переменную: одна скважина может вскрывать и добывать газ из нескольких участков с разными владельцами.
Как справедливо разделить лицензионные отчисления от этого газа? Ответ на этот вопрос обычно решается до начала бурения посредством сочетания государственных правил и частных соглашений о распределении лицензионных отчислений. То, как распределяются лицензионные платежи и как обращаются с «удерживающимися» землевладельцами, может быть более сложным, чем с вертикальной скважиной.
| Больше масла |
