Nombre: Equipos y tecnología para la perforación de pozos de petróleo y gas

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Tamaño: 14,1 MB

Año de publicación: 2003

Prefacio
PARTE 1. TECNOLOGÍA PARA LA PERFORACIÓN DE POZOS DE PETRÓLEO Y GAS
Capítulo 1. Fundamentos de la geología de campos de petróleo y gas.
1.1. La composición de la corteza terrestre.
1.2. Geocronología de las rocas
1.3. Rocas sedimentarias y formas de su aparición.
1.4. Formación de yacimientos de petróleo y gas.
1.5. Propiedades físicas y químicas del petróleo y el gas.
1.6. Búsqueda y exploración de yacimientos de petróleo y gas.
1.7. Elaboración de una sección geológica del pozo.
1.8. Composición y mineralización de las aguas subterráneas
1.9. bien investiga
Capítulo 2. Conceptos generales de construcción de pozos.
2.1. Conceptos básicos y definiciones
2.2. Justificación geológica de la ubicación y diseño del pozo como estructura de ingeniería.
2.3. Instalación de equipos para la construcción de pozos.
2.4. Perforación de pozos
2.5. Brocas
2.6. Sarta de perforación
2.7. unidad de bits
2.8. Características de la perforación de pozos en áreas de agua.
2.9. Revestimiento de pozos y aislamiento de yacimientos
Capítulo 3. Propiedades mecánicas de las rocas.
3.1. Provisiones generales
3.2. Propiedades mecánicas y abrasivas de las rocas.
3.3. Influencia de la presión general, la temperatura y la saturación de agua en algunas propiedades de las rocas
Capítulo 4
4.1. Brocas de rodillo
4.2. Cinemática y dinámica de brocas cónicas
4.3. pedacitos de diamante
4.4. Brocas de hoja
Capítulo 5
5.1. Modelo físico de la sarta de perforación
5.2. Estabilidad de la sarta de perforación
5.3. Esfuerzos y cargas en sartas de perforación
Capítulo 6
6.1. Términos y definiciones
6.2. Funciones del proceso de lavado de pozos
6.3. Requisitos de fluidos de perforación
6.4. Fluidos de perforación
6.5. Preparación y purificación de fluidos de perforación
6.6. Tecnología de tratamiento químico de fluidos de perforación
6.7. Cálculo hidráulico del lavado de un pozo con un fluido incompresible
6.8. Métodos de eliminación de residuos de fluidos de perforación y recortes de perforación
6.9. Métodos para la neutralización de fluidos y recortes de perforación residuales
Capítulo 7
7.1. Clasificación de las complicaciones
7.3. Pérdida de líquidos en pozos
7.4. Manifestaciones gas-petróleo-agua
7.5. Sujeción, apriete y aterrizaje de la sarta de tuberías
Capítulo 8. Modos de perforación
8.1. Conceptos introductorios
8.2. La influencia de varios factores en el proceso de perforación.
8.3. Influencia de las presiones diferenciales y opresivas en la destrucción de las rocas
8.4. Desarrollo racional de bits
8.5. Diseño de modos de perforación
8.6. Limpieza de un pozo perforado de recortes
Capítulo 9
9.1. Metas y objetivos de la perforación de pozos direccionales
9.2. Fundamentos del diseño de pozos direccionales
9.3. Factores que determinan la trayectoria del fondo del pozo
9.4. Conjuntos de fondo de pozo para perforar pozos direccionales
9.5. Métodos y dispositivos de control de trayectoria de pozos.
9.6. Características de la perforación y navegación de pozos horizontales.
Capítulo 10
10.1. Perforación de yacimientos
10.2. Factores tecnológicos que proporcionan la perforación y apertura de una formación productiva.
10.3. Cambio en la permeabilidad de la zona de formación de fondo de pozo. Fluidos de perforación para terminación de pozos
10.4. Pruebas de formación y pruebas de pozos durante la perforación
Capítulo 11 filtros
11.1. Fundamentos del diseño de pozos.
11.2. Diseños de fondo de pozo
Capítulo 12
12.1. preparación del pozo
12.2. Tecnología de revestimiento de pozos
12.3. Cementos y morteros para pozos
12.4. Cálculo de cementación de pozos.
Capítulo 13
bien desarrollo
13.1. Perforación de bala
13.2. Perforación acumulativa
13.3. Perforación bajo balance
13.4. Perforación durante el sobrebalance
13.5. Soluciones especiales para perforación de pozos
13.6. Delimitadores de búfer
13.7. La tecnología de llenar el pozo con un líquido especial.
13.8. Inducción del flujo de entrada por desplazamiento del fluido en la sarta de producción
13.9. Llamada de entrada con un colchón de aire
13.10. Llamada de entrada usando válvulas de disparo
13.11. Afluencia de llamadas con dispositivos jet
13.12. Intervalo de descenso del nivel de líquido en el pozo.
13.13. Bajar el nivel de líquido en el pozo mediante pistón (swabbing)
13.14. Llamada de entrada del depósito por método de aireación.
13.15. Reducir el nivel de líquido en el pozo en condiciones de presión de yacimiento anormalmente baja
13.16. Estimulación de yacimientos mediante espumas bifásicas
13.17. La tecnología de inducir el flujo de entrada desde la formación con espumas usando eyectores.
13.18. Inducción de yacimientos con kits de prueba
13.19. El uso de agentes gaseosos para el desarrollo de pozos. Desarrollo de pozos con nitrógeno
PARTE 2. TÉCNICA DE PERFORACIÓN DE PETRÓLEO Y GAS
capitulo 14
14.1. Requisitos para equipos de perforación
14.2. Clasificación y características de las instalaciones
14.3. Equipos de perforación completos para perforación de producción y exploración profunda.
14.4. Selección del tipo y principales parámetros de la plataforma de perforación.
14.5. Selección del esquema y diseño del equipo de la plataforma de perforación.
14.6. Requisitos para el esquema cinemático de la plataforma de perforación.
14.7. Plataformas de perforación producidas por OAO Uralmagnzavod
14.8. Equipos de perforación fabricados por OAO Volgograd Drilling Equipment Plant
Capítulo 15
15.1. El proceso de elevación y descenso de columnas. funciones del complejo
15.2. Esquema cinemático del complejo para SPO.
15.3. Sistema de viaje
15.4. Selección de cables de acero para sistemas de viaje.
15.5. Bloques de corona y bloques de viaje
15.6. Ganchos de perforación y bloques de gancho
15.7. Engranajes de viaje de plataformas de perforación de JSC "Uralmagnzavod"
15.8. Mecanismos de desplazamiento de las plataformas de perforación VZBT
15.9. ganchos de perforación
15.10. Malacate
15.11. Sistemas de frenado de malacate
15.12. El alcance de las operaciones de disparo.
15.13. Cinemática del mecanismo de elevación.
15.14. Dinámica de polipasto
capitulo 16
16.1. bombas de lodo
16.2. Colector
16.3. Girar
capitulo 17
17.1. Parámetros e integridad de los sistemas de circulación.
17.2. Bloques de sistemas de circulación.
17.3. Agitadores
17.4. Equipo de limpieza de lodo de perforación
17.5. Desgasificadores de lodo de perforación
17.6. Unidad de tratamiento de lodo centrífugo
17.7. Líneas de succión para bombas de lodo
capitulo 18
expansores, calibradores
18.1. Brocas de rodillo
18.2. Brocas de hoja
18.3. Brocas de fresado
18.4. brocas ISM
18.5. pedacitos de diamante
18.6. cabezas de taladro de rodillos
18.7. Cabezales de taladro de paleta y fresado de carburo
18.8. Cabezas de perforación de diamante y cabezas de perforación ISM
18.9. herramienta de recepción central
18.10. Extensores
18.11. Calibradores centralizadores
capitulo 19 Cálculo de la sarta de perforación
19.1. pipas kelly
19.2. Tubos de perforación con extremos recalcados y sus acoplamientos
19.3. Juntas de herramienta de tubería de perforación alteradas
19.4. Tubos de perforación con juntas de herramientas soldadas
19.5. Tubos de perforación de aleación ligera
19.6. Collares de perforación
19.7. Subs de sarta de perforación
19.8. Principios generales y metodología para calcular el diseño de las tuberías de perforación en una sarta
capitulo 20
20.1. Rotores de perforación
20.2. Turboperforadoras
20.3. motores de fondo de pozo
20.4. Motores turbohélice de fondo de pozo
20.5. taladros electricos
capitulo 21
21.1. cabezas de columna
21.2 Equipo de protección contra reventones
capitulo 22 Cálculo de sartas de revestimiento
22.1. Tubos de revestimiento y acoplamientos para ellos.
22.2. Cálculo de sartas de revestimiento
capitulo 23
23.1. Tipos de unidades, sus características.
23.2. Elección de motores de accionamiento
23.3. Racores Sintéticos para Actuadores
23.4. Acoplamientos
23.5. Transmisiones de cadena de equipos de perforación
23.6. Unidades de potencia y motores de modernas plataformas de perforación.
23.7. Disposición de accionamientos y transmisiones de potencia.
capitulo 24
procesos
24.1. Automatización de alimentación de bits
24.2. Automatización de descenso-ascenso (ATS)
24.3. Llave de perforación automática estacionaria
24.4. Empuñadura de cuña neumática
24.5. Cabrestante auxiliar
capitulo 25
25.1. Características del desarrollo de campos de petróleo y gas en alta mar.
25.2. Los principales tipos de medios técnicos para el desarrollo de campos de petróleo y gas en alta mar.
25.3. Instalaciones flotantes de perforación (PBS)
25.4. Plataformas de perforación flotantes autoelevables (plataformas de perforación autoelevables)
25.5. Plataformas de perforación flotantes semisumergibles (SSDR)
25.6. Buques perforadores (BS)
25.7. Equipos de perforación para PBS
25.8. Equipos de boca de pozo submarinos
25.9. Sistemas flotantes de contención de equipos de perforación en el sitio de perforación
25.10. Plataformas fijas marinas (PYMES)

25.11. Protección ambiental en la perforación costa afuera

AGENCIA FEDERAL PARA LA EDUCACIÓN

GOUVPO "UNIVERSIDAD ESTATAL DE UDMURT"

Departamento de Economía, Gestión de la Industria del Petróleo y el Gas

trabajo de curso

Sobre el tema "Perforación de pozos de petróleo y gas"

Jefe Borkhovich S. Yu.

preguntas para el examen

1. Métodos de perforación de pozos

1.1 Perforación por percusión

1.2 Perforación rotativa

2. Sarta de perforación. Elementos principales. Distribución de la carga a lo largo de la sarta de perforación

2.2 Composición de la sarta de perforación

3. Designación de fluidos de perforación. Requisitos tecnológicos y restricciones sobre las propiedades de los fluidos de perforación.

3.1 Funciones del lodo

3.2 Requerimientos de fluidos de perforación

4. Factores que afectan la calidad de la cementación de pozos

5. Tipos de brocas y su finalidad

5.1 Tipos de brocas macizas

5.2 Brocas cónicas

5.3 Puntas de paleta

5.4 Brocas de fresado

5.5 puntas ISM

Literatura

preguntas para el examen

métodos de perforación de pozos

Columna de perforación. Elementos principales. Distribución de la carga a lo largo de la sarta de perforación

Nombramiento de fluidos de perforación. Requisitos tecnológicos y restricciones sobre las propiedades de los fluidos de perforación.

Factores que afectan la calidad de la cementación de pozos

Tipos de brocas y su propósito.

1 . métodos de perforación de pozos

Existen diferentes formas de perforar, pero la perforación mecánica ha recibido distribución industrial. Se divide en percusión y rotacional.

1.1 Perforación con percusión

Al perforar con percusión la herramienta de perforación incluye: broca (1); varillas de choque (2); bloqueo de cuerda (3); Se instala un mástil (12) en la superficie; bloque (5); balanceador de rodillos de tracción (7); rodillo auxiliar (8); tambor de la plataforma de perforación (11); cuerda (4); engranajes (10); biela (9); bastidor de equilibrio (6). Cuando los engranajes giran, realizan movimientos, suben y bajan el bastidor de equilibrio. Cuando se baja el marco, el rodillo de tracción eleva la herramienta de perforación por encima del fondo del pozo. Cuando se levanta el marco, se suelta la cuerda, el cincel cae en la cara, destruyendo así la roca. Para evitar el colapso de las paredes del pozo, se baja una sarta de revestimiento. Este método de perforación es aplicable a poca profundidad cuando se perforan pozos de agua. Por el momento no se utiliza el método de impacto para la perforación de pozos.

1.2 Perforación rotativa

Perforación rotatoria. Los pozos de petróleo y gas se perforan utilizando el método de perforación rotatoria. Con tal perforación, se produce la destrucción de la roca debido a la rotación de la broca. La rotación de la broca está dada por el rotor ubicado en la cabeza del pozo a través de la sarta de tubería de perforación. Esto se llama el método rotatorio. Además, el par a veces se crea con la ayuda de un motor (turbotaladro, taladro eléctrico, motor de fondo de pozo de tornillo), entonces este método se denominará perforación con un motor de fondo de pozo.

turboperforadora- Se trata de una turbina hidráulica impulsada por un líquido de lavado bombeado al pozo por medio de bombas.

taladro eléctrico- es un motor eléctrico, se le suministra corriente eléctrica, se suministra a través de un cable desde la superficie. La perforación de pozos se lleva a cabo utilizando una plataforma de perforación.

1 cincel; 2 - cuello de perforación cercano a la broca; 3.8 - sub; 4 - centralizador; 5 - manga secundaria; 6.7 - collares de perforación 9 - anillo de seguridad; 10 - tubos de perforación; 11 - sub de seguridad; 12.23 - subs de varilla, inferior y superior; 13 - tubería principal; 14 - reductor; 15 - cabrestante 16 - sub giratorio; 17 - gancho; 18 - bloque de corona; 19 - torre; 20 - bloque móvil; 21 - giratorio; 22 - manguera; 24 - elevador; 25 - rotor; 26 - separador de lodos; 27 - bomba de lodo

La destrucción se lleva a cabo con la ayuda de una broca, bajada en tubos de perforación, hasta el fondo. El movimiento de rotación se imparte por medio de un motor de fondo de pozo a través de la sarta de tubería de perforación. Después de bajar los tubos de perforación con una broca, se insertan dos insertos en el orificio del eje del rotor y se insertan dos abrazaderas dentro de ellos, que forman un orificio de sección cuadrada. En este hueco también hay un tubo conductor, también de sección cuadrada. Percibe el par de la mesa del rotor y se mueve libremente a lo largo del eje del rotor. Todas las operaciones de disparo y sujeción del peso de la sarta de tubería de perforación se realizan mediante un mecanismo de elevación.

2 sarta de perforación. Elementos principales. Distribución de la carga a lo largo de la sarta de perforación

2.1 Propósito de la sarta de perforación

La sarta de perforación es un nexo entre el equipo de perforación ubicado en la superficie diurna y la herramienta de fondo (broca, probador de formación, herramienta de pesca, etc.) utilizada en cada momento para realizar cualquier operación tecnológica en el pozo.

Las funciones realizadas por la sarta de perforación están determinadas por el trabajo realizado en el pozo. Los principales son los siguientes.

En el proceso de perforación mecánica, la sarta de perforación:

· es un canal para llevar al fondo la energía necesaria para hacer girar la broca: mecánica - en la perforación rotatoria; hidráulico: al perforar con motores de fondo de pozo hidráulicos (turbodrill, motor de fondo de pozo de tornillo); eléctrico: al perforar con taladros eléctricos (a través de un cable ubicado dentro de las tuberías);

· percibe y transmite a las paredes del pozo (a una pequeña profundidad de corriente del pozo también al rotor) par reactivo cuando se perfora con motores de fondo de pozo;

es un canal para la circulación circular del agente de trabajo (líquido, mezcla gas-líquido, gas); por lo general, el agente de trabajo se mueve hacia el fondo del pozo a través del espacio tubular, captura la roca destruida (lodo) y luego se mueve hacia arriba a través del espacio anular hasta el cabezal del pozo (lavado directo);

sirve para crear (por el peso de la parte inferior de la sarta) o transferir (con la alimentación forzada de la herramienta) la carga axial en la broca, absorbiendo simultáneamente las cargas dinámicas de la broca en operación, extinguiéndolas parcialmente y reflejándolas de vuelta a la broca. poco y parcialmente pasándolos más alto;

· puede servir como canal de comunicación para recibir información del fondo de pozo o transferir acciones de control a la herramienta de fondo de pozo.

· Durante las operaciones de viaje, la sarta de perforación se utiliza para bajar y levantar la broca, los motores de fondo de pozo, varios conjuntos de fondo de pozo;

· para el paso de instrumentación de fondo de pozo;

para trabajar el pozo, realizando lavados intermedios con

para quitar tapones de lodo, etc.

Al eliminar complicaciones y accidentes, además de realizar investigaciones en el pozo y probar las formaciones, la sarta de perforación sirve:

· para inyección y soplado de materiales de taponamiento en el depósito;

· para descenso e instalación de obturadores con el propósito de estudios hidrodinámicos de formaciones por selección o inyección de fluido;

para descenso e instalación de traslapes para aislar zonas de absorción,

· refuerzo de áreas de desprendimiento o derrumbes, instalación de puentes de cemento, etc.;

· para descenso del útil de pesca y trabajo con él.

Al perforar con sacatestigos (muestra de roca) con un sacatestigos extraíble, la sarta de perforación sirve como un canal a través del cual se baja y sube el sacatestigos.

2.2 Composición de la sarta de perforación

La sarta de perforación (a excepción de las tuberías continuas que han aparecido recientemente) está compuesta por tuberías de perforación que utilizan una conexión roscada. La conexión de las tuberías entre sí generalmente se realiza mediante elementos de conexión especiales: juntas de perforación, aunque también se pueden usar tuberías de perforación sin herramientas. Al levantar la sarta de perforación (para reemplazar una barrena desgastada o al realizar otras operaciones tecnológicas), la sarta de perforación se desarma cada vez en eslabones más cortos con este último instalado dentro de la torre de perforación en una plataforma especial: un candelabro o (en casos raros ) en bastidores fuera de la torre de perforación, y al descender, se reúne nuevamente en una larga columna.

Sería inconveniente e irracional ensamblar y desmontar la sarta de perforación con su desmontaje en tuberías separadas (únicas). Por lo tanto, los tubos individuales se ensamblan preliminarmente (cuando se construye la herramienta) en los llamados soportes de perforación, que no se desmantelan más (mientras se realiza la perforación con esta sarta de perforación).

Un soporte con una longitud de 24-26 m (a una profundidad de perforación de 5000 m o más, los soportes de perforación con una longitud de 36-38 m se pueden utilizar con un equipo de perforación de 53-64 m de altura) se compone de dos, tres o cuatro tubos cuando se utilizan tubos con una longitud de 12, 8 y m, respectivamente En este último caso, por conveniencia, dos tubos de 6 metros se conectan previamente mediante un acoplamiento en dos tubos (codo), que no se desmonta más.

Como parte de la sarta de perforación directamente sobre la broca o sobre el motor de fondo de pozo, siempre se proporcionan collares de perforación (DC) que, al tener una masa y rigidez muchas veces mayores que las tuberías de perforación convencionales, le permiten crear la carga necesaria en la broca. y proporcionar suficiente rigidez al fondo de la herramienta evitando su flexión longitudinal y la curvatura incontrolada del pozo. Los collares de perforación también se utilizan para controlar las vibraciones de la parte inferior de la sarta de perforación en combinación con sus otros elementos.

La composición de la sarta de perforación generalmente incluye centralizadores, calibradores, estabilizadores, filtros, a menudo - trampas de lodos de metal, válvulas de retención, a veces - mecanismos y dispositivos especiales, como escariadores, volantes, mecanismos de alimentación de fondo de pozo, guías de ondas, resonadores, amortiguadores de longitudinal y vibraciones torsionales, anillos de rodadura con la correspondiente finalidad.

Para controlar la curvatura del pozo en una dirección determinada o, por el contrario, para enderezar un pozo ya desviado, se incluyen deflectores en la sarta de perforación y se utilizan diseños especiales, a menudo bastante complejos, de la parte inferior de la sarta de perforación. para mantener la dirección recta del pozo.

Vladimir Jomutko

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una

Métodos para perforar pozos de petróleo y gas.

El pozo es una explotación minera vertical o inclinada de sección transversal circular, cuya construcción se realiza sin acceso al interior de la explotación de una persona. La longitud de tal trabajo es varias veces mayor que su diámetro.

Cómo se perforan los pozos de petróleo

Los elementos principales de cualquier pozo son:

• boca (parte superior);
• tronco (parte intermedia);
• fondo de pozo (la parte más baja ubicada en el yacimiento).

La distancia entre la boca y el fondo a lo largo del eje del eje de trabajo se llama longitud del pozo, y la misma distancia, pero tomada a lo largo de la proyección vertical del eje, se llama su profundidad.

Derrick

En otras palabras, la longitud y la profundidad de un pozo vertical son las mismas, pero uno inclinado no lo es.

Perforación de pozos de petróleo y gas, por regla general. ocurre con una disminución gradual en el diámetro del tronco después de que se ha perforado una cierta sección. El diámetro inicial de tal trabajo, por regla general, no supera los 900 milímetros, y el diámetro en el área de la cara es de 75 milímetros o más.

El proceso de profundización de tal trabajo minero es la destrucción de rocas en toda el área de la cara (la llamada perforación continua) o a lo largo de su periferia (perforación de núcleo). En el segundo caso, un trozo de roca cilíndrica, llamado núcleo, permanece en el pozo de la mina. Periódicamente se extraen núcleos del pozo para estudiar la composición de las rocas pasadas. La especialidad de una persona que se dedica a la perforación se llama perforador.

Muchos de ustedes están interesados ​​en la pregunta: "¿Cómo se perforan los pozos?"

Los métodos para profundizar los trabajos mineros según el criterio de la naturaleza del impacto en rocas transitables se dividen en:

• mecánico;
• térmico;
• física y química;
• eléctrico y así sucesivamente.

En el desarrollo industrial de los yacimientos se utilizan únicamente métodos mecánicos. Todas las demás técnicas enumeradas se encuentran en la etapa de verificación experimental de la eficacia.

Los métodos mecánicos son rotacionales y de impacto.

El método de impacto implica la destrucción mecánica de la roca con la ayuda de una herramienta especial suspendida de una cuerda, que se llama cincel. Además, la composición de dicho dispositivo de perforación incluye un bloqueo de cuerda y una varilla de choque. El dispositivo está suspendido de una cuerda lanzada sobre un bloque, que se coloca en un mástil, y una máquina perforadora especial le da a esta herramienta un movimiento alternativo.

A medida que aumenta la profundidad del tronco, la cuerda se alarga gradualmente. La forma cilíndrica del barril se forma girando la broca durante la operación.

Para limpiar el fondo del pozo de la roca perforada, la herramienta debe elevarse periódicamente a la superficie. En su lugar, se baja un dispositivo especial llamado achicador. Parece un balde largo, equipado con una válvula en la parte inferior.

El achicador se sumerge en el líquido (ya sea en el depósito o en la superficie) y se abre la válvula. Una mezcla de líquido y trozos de roca destruida ingresa al "cubo", después de lo cual todo esto se saca a la superficie (tan pronto como se levanta el achicador, la válvula se cierra inmediatamente). Después del final de la limpieza del fondo del pozo, la herramienta de perforación se baja nuevamente al eje y el proceso se repite una y otra vez.

Para evitar que las paredes se derrumben, se baja una tubería especial, llamada carcasa. A partir de tales tuberías, a medida que se profundiza el trabajo de la mina, se forma una sarta completa de tuberías.

Broca para perforar pozos

En Rusia, por el momento, el método de choque no se utiliza en la práctica.

El método rotatorio implica la profundización de la herramienta en el macizo rocoso debido al impacto simultáneo en la barrena del par de torsión y la carga vertical. La carga vertical impulsa la broca hacia la roca que se está perforando y el par permite que la herramienta corte, desgaste y aplaste la roca.

Dependiendo de dónde esté ubicado el motor de la unidad, la perforación rotatoria se divide en perforación rotatoria (el motor está ubicado en la superficie y hace girar la barrena a través de una sarta tubular formada por tubos de perforación especiales) y perforación de fondo de pozo (el motor está ubicado en el fondo). agujero y se coloca directamente encima de la broca).

En el método rotatorio, el motor hace girar el rotor, que, a su vez, hace girar la sarta de perforación, al final de la cual se une la broca. En el método de fondo de pozo, el motor gira la broca, mientras que la sarta de perforación y el cuerpo del motor permanecen estacionarios.

Para el método de perforación rotatoria, un rasgo característico es el uso de lavado constante del pozo con agua o fluidos de perforación especialmente preparados. Para este propósito, se utilizan bombas de lodo especiales, cuyo funcionamiento lo proporcionan motores de varios tipos. Son estas unidades de bombeo las que bombean el fluido de lavado a través de la tubería ascendente, que generalmente está montada en la esquina derecha de la plataforma de perforación. Además, por medio de una manguera de perforación flexible y una pieza giratoria, el fluido se alimenta directamente a la sarta de perforación.

Al llegar al nivel de la broca, este fluido de lavado ingresa a la roca a través de los orificios que se encuentran en esta herramienta, y luego a través del espacio libre anular que queda entre la pared del pozo y la sarta de perforación. se levanta, lavando pedazos de roca perforada. Además, con la ayuda de un sistema de canaletas y dispositivos de limpieza especiales, este líquido se limpia de recortes, luego de lo cual ingresa a un tanque ubicado en la bomba de lodo. Después de eso, se puede reutilizar.

Equipos de alta tecnología con alta potencia están involucrados en el proceso de perforación de pozos de petróleo y gas. El listado de obras a realizar depende de las características de los yacimientos de hidrocarburos. Las costuras con materias primas naturales se pueden ubicar vertical, horizontal u oblicuamente, lo que afecta directamente el método de extracción.

¿Qué es un pozo?

Los pozos están diseñados para la extracción de gas, agua y otros recursos útiles. Es un trabajo en una roca que tiene una forma cilíndrica. Su longitud es mucho mayor que su diámetro. El pozo consta de varias partes.

El comienzo de un hueco cilíndrico en la roca se llama boca, paredes, tronco, fondo, fondo. El diámetro de los pozos de petróleo en la parte superior rara vez supera los 900 mm, y en la parte inferior, más de 165 mm. Por profundidad, se dividen en poco profundas (hasta 1500 m), medias (hasta 4500 m), profundas (hasta 6000 m), ultraprofundas (desde 6000 m).

Dependiendo del propósito de los pozos para la producción de hidrocarburos, se dividen en las siguientes variedades:

• Operacional. Utilizado directamente para la producción de hidrocarburos;
• inyección. El agua se bombea para mantener la presión del yacimiento, lo que permite extender el período de desarrollo de los yacimientos de recursos energéticos;
• exploración. Permitir determinar el recurso de los horizontes identificados;
• especial. Diseñado para determinar las características geológicas del territorio, la capa petrolífera, para descargar efluentes en capas profundas;
• búsqueda estructural. Diseñado para determinar la ubicación exacta de los depósitos de hidrocarburos.

¿Cómo se hace la perforación?

La tecnología de perforación de un pozo de petróleo y gas implica el siguiente trabajo:

• El proceso de perforación de pozos con diversas características técnicas comienza con la preparación de equipos especializados.
• Realizar la profundización del pozo. En el proceso, se inyecta agua, lo que le permite perforar de manera más eficiente.
• Para que el hueco en el suelo no se derrumbe, sus paredes se fortalecen. Para este propósito se utilizan tubos de revestimiento. El espacio entre sus paredes y el suelo está hormigonado, lo que permite fortalecer significativamente la superficie cilíndrica del tronco.
• En la etapa final del trabajo, se lleva a cabo el desarrollo del pozo. Hay una zona de fondo de pozo, perforación, salida de petróleo.

Métodos de perforación

Se pueden utilizar varios equipos durante el tiempo, lo que determina la forma en que se lleva a cabo el trabajo principal.

método de impacto

Implica la destrucción secuencial de rocas con la ayuda de un cincel suspendido de una cuerda. La herramienta de trabajo de la plataforma de perforación también consta de una barra de choque, un bloqueo de cuerda. Están conectados mediante un bloque de transición y una cuerda al mástil de soporte. La herramienta principal de trabajo realiza movimientos utilizando una máquina perforadora. Para limpiar el hueco en el suelo de los restos de la roca, el cincel se retira de vez en cuando. En su interior se inyecta un líquido especial, que se extrae con la ayuda de un achicador al exterior junto con pequeñas partículas de tierra.

manera rotacional

Esta tecnología de perforación se ha vuelto muy popular. La destrucción de rocas ocurre con la ayuda de la rotación de la barrena. Está sujeto a una carga axial, lo que implica una transmisión directa de par desde el mecanismo de accionamiento a la herramienta de trabajo. Cuando se utiliza un rotor. Transmite la rotación a través de la sarta de tuberías. En la perforación convencional, un taladro eléctrico, un motor de tornillo, que se instalan directamente sobre la broca, se utilizan como mecanismo de accionamiento.

Características de la perforación de pozos horizontales.

Se produce para la extracción de hidrocarburos en lugares de difícil acceso donde es imposible hacerlo de otra manera. Este método es altamente productivo. Se utiliza activamente para la extracción de recursos energéticos del fondo de grandes embalses.

En el curso del trabajo, se crea un tronco que se inclina en relación con el eje vertical en un cierto ángulo. La perforación horizontal se realiza en varias etapas:

1. Preparación de equipos de perforación para el trabajo;
2. Es necesario perforar un pozo para determinar las características de la roca, la profundidad de las capas petrolíferas, su ubicación en relación con el eje vertical;
3. Creación de una solución, ajuste cuidadoso de sus características principales;
4. Realización de trabajos de atasco;
5. sellado de la boca;
6. Realización de trabajos preparatorios para el estudio geológico y físico de pozos equipados;
7. Preparación del pozo para bajar el probador de rocas existentes;
8. Explosión de conchas, que permite la selección de rollos;
9. Desarrollo de un pozo recién equipado;
10. Entrega al lugar de producción de complejos de perforación.

Perforación de pozos horizontales

Métodos de perforación de pozos en alta mar

La tecnología de perforación de pozos en embalses difiere de las aplicadas en tierra. La forma más fácil de realizar las operaciones necesarias es instalar plataformas sobre una base de pilotes sobre la que se coloca todo el equipo. El dispositivo de este diseño se produce en aguas poco profundas. Además, la instalación de equipos de perforación puede realizarse en terrenos rellenos artificialmente.

Al perforar pozos, el petróleo generalmente se obtiene de diferentes partes del océano o mar. Por ello, es recomendable instalar plataformas móviles. Luego de culminado el ciclo de trabajo, se trasladan al punto seleccionado y continúan el proceso de producción de hidrocarburos. Hay tres tipos de plataformas de perforación.

autoelevador

es un pontón. Hay un corte en la plataforma, sobre el cual se encuentra la plataforma de perforación. También en el pontón hay todo el equipo necesario, una planta de energía, almacenamiento e instalaciones auxiliares, una cabina de varios pisos. Al perforar, las columnas se bajan y se apoyan en el fondo, lo que conduce a la elevación de la plataforma sobre la superficie del agua.

semisumergible

Se utilizan cuando la profundidad de la producción de petróleo alcanza los 300-600 m La plataforma semisumergible flota en la superficie del agua sobre enormes pontones. La fijación de toda la estructura se realiza mediante anclajes masivos que pesan alrededor de 15 toneladas.

Gravedad

Montado sobre una base de hormigón macizo que descansa sobre el fondo marino.

Los métodos enumerados de perforación de pozos para la extracción de hidrocarburos útiles se utilizan activamente en todo el mundo. Se mejoran constantemente, lo que les permite aumentar su productividad.

Video: Fundamentos de la geología del petróleo y el gas.

Zavgorodni Ivan Alexandrovich

Estudiante de segundo año, departamento de mecánica, con especialización en Perforación de Pozos de Petróleo y Gas, Colegio Politécnico Estatal de Astrakhan, Astrakhan

Correo electrónico:

Kuznetsova Marina Ivánovna

profesor de disciplinas especiales, Astrakhan State Polytechnic College, Astrakhan

Correo electrónico:

Introducción. Desde la antigüedad, la humanidad ha estado extrayendo petróleo, en un principio se utilizaron métodos primitivos: utilizando pozos, recolectando petróleo de la superficie de los embalses, procesando piedra caliza o arenisca empapada en petróleo. En 1859, en el estado estadounidense de Pensilvania, apareció la perforación mecánica de pozos de petróleo, aproximadamente al mismo tiempo que comenzó la perforación en Rusia. En 1864 y 1866 se perforaron los primeros pozos en el Kuban con un caudal de 190 toneladas por día.

Inicialmente, los pozos de petróleo se perforaban con un método de varilla rotatoria manual, pero pronto cambiaron a perforar con un método de varilla rotatoria manual. El método de varilla de choque se usa ampliamente en los campos petroleros de Azerbaiyán. La transición del método manual a la perforación mecánica de pozos condujo a la necesidad de mecanizar las operaciones de perforación, una contribución importante al desarrollo de las cuales fue realizada por los ingenieros de minas rusos G.D. Romanovsky y S.G. Voislav. En 1901, por primera vez en los Estados Unidos, se utilizó la perforación rotatoria con lavado de fondo de pozo con un flujo de fluido circulante (usando fluido de perforación), y el ingeniero francés Fovelle inventó el levantamiento de recortes con un flujo de agua circulante allá por 1848. A partir de ese momento, comenzó el período de desarrollo y perfeccionamiento del método de perforación rotatoria. En 1902, en Rusia, se perforó el primer pozo con un método rotatorio en la región de Grozny, con una profundidad de 345 m.

Hasta la fecha, Estados Unidos ocupa una posición de liderazgo en la industria petrolera, se perforan 2 millones de pozos anualmente, una cuarta parte de ellos son productivos, Rusia todavía ocupa solo el segundo lugar. En Rusia y en el extranjero, se utilizan los siguientes: perforación manual (extracción de agua); mecánico; perforación con husillo controlado (sistema de perforación seguro desarrollado en Inglaterra); tecnologías de perforación explosiva; térmico; métodos fisicoquímicos, electrochispas y otros. Además, se están desarrollando muchas tecnologías nuevas de perforación de pozos, por ejemplo, en los EE. UU., el Instituto de Minas de Colorado ha desarrollado una tecnología de perforación láser basada en la quema de rocas.

Tecnología de perforación. El método mecánico de perforación es el más común, se lleva a cabo mediante métodos de perforación por percusión, rotación y percusión-rotación. Con el método de perforación por impacto, la destrucción de las rocas ocurre debido a los golpes de la herramienta de corte de rocas en el fondo del pozo. La destrucción de rocas debido a la rotación de una herramienta de corte de rocas (cincel, corona) presionada contra el fondo se denomina método de perforación rotatoria.

Al perforar pozos de petróleo y gas en Rusia, solo se utiliza la perforación rotatoria. Cuando se utiliza el método de perforación rotatoria, el pozo se perfora con una broca giratoria, mientras que las partículas de roca perforadas durante el proceso de perforación son traídas a la superficie por una corriente de circulación continua de fluido de perforación o aire o gas inyectado en el pozo. Dependiendo de la ubicación del motor, la perforación rotatoria se divide en perforación rotatoria y turboperforación. En la perforación rotatoria, el rotador (rotor) está ubicado en la superficie, impulsando la broca en el fondo del pozo con la ayuda de una sarta de perforación, la frecuencia de rotación es de 20-200 rpm. Cuando se perfora con un motor de fondo de pozo (turbotaladro, taladro de tornillo o taladro eléctrico), el par se transmite desde el motor de fondo de pozo montado sobre la barrena.

El proceso de perforación consta de las siguientes operaciones principales: bajar las tuberías de perforación con una barrena al fondo del pozo y levantar las tuberías de perforación con una barrena usada del pozo y operar la barrena en el fondo, es decir, la destrucción de la roca de perforación. Estas operaciones se interrumpen periódicamente para introducir tuberías de revestimiento en el pozo con el fin de proteger las paredes de derrumbes y separar los horizontes de petróleo (gas) y agua. Simultáneamente, en el proceso de perforación de pozos, se realizan una serie de trabajos auxiliares: muestreo de núcleos, preparación de fluido de lavado (lodo de perforación), registro, medición de curvatura, desarrollo de pozos para provocar la entrada de petróleo (gas) en el pozo, etc. .

La figura 1 muestra el esquema tecnológico del equipo de perforación.

Figura 1. Esquema de una plataforma de perforación para perforación rotatoria: 1 - línea de perforación; 2 - bloque de viaje; 3 - torre; 4 - gancho; 5 - manguera de perforación; 6 - tubería principal; 7 - canalones; 8 - bomba de perforación; 9 - motor de bomba; 10 - tubería de la bomba; 11 - tanque receptor (capacidad); 12 - bloqueo de perforación; 13 - tubería de perforación; 14 - motor hidráulico de fondo de pozo; 15 - cincel; 16 - rotor; 17 - cabrestante; 18 - motor de cabrestante y rotor; 19 - giratorio

Una plataforma de perforación es un complejo de máquinas y mecanismos diseñados para perforar y entubar pozos. El proceso de perforación va acompañado de la bajada y subida de la sarta de perforación, así como el mantenimiento de su peso. Para reducir la carga sobre el cable y reducir la potencia de los motores, se utilizan equipos de elevación, que consisten en una torre, un malacate y un sistema de aparejos. El sistema de desplazamiento consta de una parte estacionaria del bloque de corona instalado en la parte superior de la linterna de la torre y la parte móvil del bloque de desplazamiento, la cuerda de desplazamiento, el gancho y las eslingas. El sistema de desplazamiento está diseñado para convertir el movimiento de rotación del tambor del cabrestante en el movimiento de traslación del gancho. El equipo de perforación está diseñado para levantar y bajar la sarta de perforación y las tuberías de revestimiento al pozo, así como para sostener la sarta de perforación sobre el peso durante la perforación y su alimentación y colocación uniformes del sistema de desplazamiento, las tuberías de perforación y el equipo. Las operaciones de disparo se realizan con la ayuda de un cabrestante de perforación. El malacate consta de una base sobre la que se fijan los ejes del cabrestante e interconectados por engranajes, todos los ejes están conectados a una caja de cambios y la caja de cambios, a su vez, está conectada al motor.

El equipo de perforación terrestre incluye un puente receptor diseñado para colocar tuberías de perforación y mover equipos, herramientas, materiales y repuestos a lo largo del mismo. Un sistema de dispositivos para limpiar el fluido de perforación de los recortes. Y una serie de instalaciones auxiliares.

La sarta de perforación conecta la broca (herramienta para romper rocas) al equipo de superficie, es decir, la plataforma de perforación. El tubo superior de la sarta de perforación es cuadrado, puede ser hexagonal o ranurado. El tubo principal pasa a través de la abertura de la mesa del rotor. El rotor se coloca en el centro de la plataforma de perforación. El extremo superior del kelly está conectado a una pieza giratoria diseñada para garantizar la rotación de la sarta de perforación suspendida en el gancho y el suministro de fluido de perforación a través de ella. La parte inferior de la pieza giratoria está conectada al kelly y puede girar con la sarta de perforación. La parte superior de la rótula siempre es fija.

Considere la tecnología del proceso de perforación (Figura 1). Una manguera flexible 5 está conectada al orificio de la parte fija del eslabón giratorio 19, a través del cual se bombea fluido de lavado al pozo utilizando bombas de perforación 8. El fluido de lavado pasa a lo largo de toda la sarta de perforación 13 y entra en el fondo del pozo hidráulico motor 14, que hace girar el eje del motor, y luego el líquido ingresa a la barrena 15. Al salir de los orificios de la barrena, el líquido limpia el fondo del pozo, recoge las partículas de roca perforada y junto con ellas a través del espacio anular entre las paredes del pozo y las tuberías de perforación se eleva y va a la toma de la bomba. En la superficie, el fluido de perforación se limpia de roca perforada con un equipo especial, después de lo cual se alimenta nuevamente al pozo.

El proceso tecnológico de perforación depende en gran medida del fluido de perforación que, dependiendo de las características geológicas del campo, se prepara a base de agua, a base de aceite, utilizando un agente gaseoso o aire.

Conclusión. De lo anterior, se puede observar que las tecnologías para el comportamiento de los procesos de perforación son diferentes, pero adecuadas a las condiciones dadas (profundidad del pozo, sus rocas, presiones, etc.), deben seleccionarse en base a las condiciones geológicas y climáticas. . Ya que, de la apertura bien conducida del horizonte productivo en el campo, dependen en el futuro las características operativas del pozo, a saber, su caudal y productividad.

Bibliografía:

1. Vadetsky Yu.V. Perforación de pozos de petróleo y gas: un libro de texto para el comienzo. profe. educación. M.: Centro Editorial "Academia", 2003. - 352 p. ISB n.º 5-7695-1119-2.

2. Vadetsky Yu.V. Manual del perforador: libro de texto. asignación para el comienzo profe. educación. M.: Centro Editorial "Academia", 2008. - 416 p. BSI n.º 978-5-7695-2836-1.