Ուղղորդված հորատում. առավելություններն ու թերությունները

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Վերջին տարիներին շինարարությունը դուրս է գալիս տեւական ճգնաժամից, ավելանում են կառուցվող տների, արտադրական համալիրների, ճանապարհների և այլ ենթակառուցվածքային օբյեկտների թիվը։ Համապատասխանաբար, բարձր տեխնոլոգիաների ինժեներական տեխնիկան դառնում է ավելի ու ավելի պահանջարկ՝ նվազեցնելու ժամանակը և աշխատուժի ծախսերը:

Ընդհանուր տեղեկություններ

Դրանք ներառում են ուղղորդված հորատում: Հայտնի է, որ հորերը և՛ ուղղահայաց (ստանդարտ), և՛ թեք են։ Ավելին, դրա համար պահանջվող ուղղահայաց/հորիզոնականից շեղումը փոքր է. ստանդարտ հորատման համար ընդամենը 2 աստիճան, խորը հորատման համար՝ ավելի քան 6 աստիճան (արտեզյան հորեր, նավթի կամ գազի արտադրություն):

Բնական է, որ այս շեղման առկայությունը կարող է պայմանավորված լինել ոչ միայն արհեստական, այլև միանգամայն բնական պատճառներով։ Դրանք բաժանվում են մի քանի խմբերի (երկրաբանական, տեխնիկական, տեխնոլոգիական)։ Այս բոլոր գործոնների մասին մանրամասնորեն իմանալու դեպքում կարող եք բարձր ճշգրտությամբ կառավարել դիրքը։հորեր տիեզերքում։

Համապատասխանաբար, արհեստական շեղում հասկացվում է որպես հորի ջրանցքի ցանկացած «կորություն», որն ի սկզբանե ստեղծվել է: Կարևոր է հասկանալ, որ ուղղորդված հորատումը ենթադրում է փորվածքի շարժման ուղղության խիստ հսկողություն ամբողջ աշխատանքի ընթացքում:

Նավթի և գազի հորատման առանձնահատկությունները

Հատկապես շատ դժվարություններ են առաջացնում նման աշխատանքը նավթագազային արդյունաբերության ոլորտում։ Այնտեղ թեք հորատումը պետք է իրականացվի հատուկ ուղեցույցի պրոֆիլների միջոցով: Կարևոր է նաև հիշել, որ վերին փոսը միշտ (!) կատարվում է խիստ ուղղահայաց, իսկ շեղումը սկսվում է ստորին հորիզոններից՝ պլանավորված ազիմուտում։

Հատկապես հաճախ թեք հորատումն օգտագործվում է ոչ թե հանքավայրերի մշակման, այլ միայն դրանց հետախուզման համար։ Շատ ավելի էժան է ստուգել «մարկերների» առկայությունը՝ բավական երկար թեքված անցք անելով, քան անմիջապես փորձել ժայռը բավական խորությամբ հորատել ուղղահայաց:

Ինչպե՞ս է կատարվում ուղղորդված հորատումը ընդհանրապես: Տեխնոլոգիան համեմատաբար պարզ է՝ նախ ծակվում է հիմնական փոսը, այնուհետև ճկվող սարքերի օգնությամբ ճիշտ տեղում բերվում է թեք կամ հորիզոնական ուղղված գայլիկոն, որով արդեն պատրաստվում է լրացուցիչ լիսեռ։ Նախագծով սահմանված ուղղությունը ճշգրիտ պահպանելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել «մարկերներ», դրանք նույնպես փարոսներ են։ Շատ դեպքերում հորատման գործընթացը պատկերացնելու համար օգտագործվում են հատուկ տեսախցիկներ։

Կարևոր նշում

Պահանջվում էՀարկ է նշել, որ որոշ դեպքերում նման հորեր պարտադրվում են երկրաբանական ապարների առանձնահատկություններով: Այսպիսով, երբեմն ավելի էժան է փոս փորել ինչ-որ ամուր հրային ապարի վրա, քան այն ծակել:

Նշեք նաև, որ ուղղորդված հորատումը ենթադրում է խիստ հորիզոնական անցքերի ներթափանցում: Այս մեթոդով ձեռք բերված բոլոր հորերը բաժանված են մեկ և բազմակողմ հորերի: Վերջին դեպքում մի քանի շերտեր հեռանում են հիմնական բեռնախցիկից։ Նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ հորատման նմանատիպ մեթոդը լայնորեն կիրառվում է հետևյալ դեպքերում՝

• Զուգահեռ խզվածքների միջև ընկած նավթի կամ գազատար կազմավորումները բացելիս:
• Եթե պարզվեր, որ մշակված ջրամբարը կտրուկ փոխում է իր ուղղությունը։
• Այն դեպքում, երբ նավթի կամ գազատար հորիզոնները ընկած են աղի գմբեթների տակ (վերջինս հորատման դժվարությունների պատճառով):
• Երբ անհրաժեշտ է շրջանցել փլուզման գոտիները հանքերում։
• Շեղված (հատկապես հորիզոնական) հորատումն անփոխարինելի է, եթե արտադրողական կազմավորումը գտնվում է ինչ-որ ջրամբարի տակ կամ ծովի հատակին, բնակելի թաղամասերի կամ առանձին շենքերի տակ։
• Հորատման դարակների և հարթակների վրա, որոնք գտնվում են անմիջապես ծովում, դեպքերի 90%-ում օգտագործվում է փոսային հորատման այս մեթոդը։
• Բացի այդ, ուղղորդված հորատումն անփոխարինելի է, եթե ձեզ անհրաժեշտ է բազմակողմ հորատանցք անցկացնել շատ խորդուբորդ տեղանքով (ձորեր, բլուրներ և այլն) տարածքում:

Նման մեթոդն անփոխարինելի է, եթեԻնչ-ինչ պատճառներով (փլուզում, տեկտոնական ապարների տեղաշարժ) հանքի լիսեռը տեղափոխվել է կողք, ուստի անհրաժեշտություն է առաջացել շրջանցել խնդրահարույց տարածքը։ Դա արվում է նաև, եթե անհրաժեշտ է հիմնական հորատանցքից միջուկի նմուշ վերցնել, քանի որ այլ կերպ դա անհնար է անել։

Նաև ուղղորդված հորատումը օգտագործվում է, երբ անհրաժեշտ է արագ մարել ինչ-ինչ պատճառներով հրդեհված ջրհորը, ինչպես նաև այն դեպքերում, երբ փոսի ստորին հատվածը պետք է ընդլայնել գործառնական պատճառներով: Նմանապես, ջրահեռացման մակերեսը մեծանում է հին հորերում, երբ պահանջվում է ավելացնել արտադրության ծավալները:

Սա կիրառվում է, երբ ի սկզբանե հայտնի է, որ ավանդը չի պատկանում հարուստների կատեգորիային, սակայն պահանջվում է այն արագ «կթել»։ Այնուհետև օգտագործվում է «կլաստեր» հորատում՝ կողայինների հիմնական փոսից բազմակի և բազմակի դուրսբերմամբ։ Եթե այս դեպքում օգտագործեք ստանդարտ մեթոդներ, ապա դաշտից վերադարձը ցածր կլինի, և ջրհորը արագ կսպառվի:

Ուղղորդված հորատման մեթոդը առաջնային փոսերը կոտրում է ածխի մածուկների միջոցով, քանի որ այս իրավիճակում դրանք նախ պետք է ազատվեն գազի հնարավոր գրպաններից: Եթե դա չկատարվի, ապա ջրհորի շահագործման ընթացքում արդեն իսկ մեծ է բռնկման և նույնիսկ պայթյունի հավանականությունը։

Անցքային շարժիչներ (տուրբոդրիլներ, երբեմն էլեկտրական գայլիկոններ, պտուտակային շարժիչներ) օգտագործվում են անցքը ճեղքելու համար: Հորատման եղանակը՝ պտտվող։

Հիմնական մեթոդներ

Հիմնական մեթոդը (ինչպես այստեղ, այնպես էլ արտերկրում) տեղանքի առանձնահատկությունների դինամիկ օգտագործումն է:Եվ դա հասկանալի է, քանի որ իդեալական հարթ հարթավայրերն ու տափաստանները հեռու են ամենուր լինելուց:

Որպես կանոն, որպես նմուշ վերցվում են բնորոշ հետքեր (պրոֆիլներ), որոնք նախապես կառուցվում են, և դրա համար կիրառվում են մաթեմատիկական մոդելավորման մեթոդներ։ Կարևոր է նշել, որ «տիպիկ» մեթոդը կարող է կիրառվել (!) միայն արդեն մշակված ոլորտներում, որոնց բոլոր հատկանիշները վաղուց հայտնի են: Այս մեթոդի առանձնահատկությունն այն է, որ նրանք ոչ թե փորձում են վերահսկել տեղանքի կորությունը, այլ հարմարվում են դրան։ Ավաղ, բայց միևնույն ժամանակ դրսևորվում է էական թերություն՝ արտահայտված հորատման արժեքի նկատելի աճով։

Դիզայնի պրոֆիլում պարտադիր նշվում են առավելագույն կորության աստիճան ունեցող վայրերը, քանի որ առանց այս տվյալների նպատակահարմար չէ կազմել ավարտված նախագիծ: Նախագծումն այս դեպքում կրթված ուղղորդող հորատման ինժեների պարտականությունն է։

Փոխելով հորատման սարքի դասավորությունը՝ հորատանցքի թեքությունը շտկելու համար

Ամենատարածված միջոցը, երբ խոսքը վերաբերում է անցքի թեքությունն անմիջապես դրա ծակման ժամանակ վերահսկելուն: Մեթոդը լավ է, քանի որ պետք չէ հատուկ սարքավորում օգտագործել: Դրա թերությունը արագացված հորատման ռեժիմների խիստ սահմանափակումն է։

Արհեստական շեղիչների օգտագործում

Այս տեսակի աշխատանքի համար օգտագործվում են թեքված ենթակապեր, էքսցենտրիկ խուլեր, սեպեր և այլ շեղող սարքեր: Բոլոր սարքերը ընտրվում են առանձին՝ կախված կոնկրետ իրավիճակից և տեղանքի տեսակից:

սփռու տեսականի

Ուղղորդված հորատման կարևոր մեթոդը բարձիկով հորատումն է: Միևնույն ժամանակ, բոլոր փոսերի սկիզբը գտնվում է մեկ կետում, իսկ վերջնամասերը այնտեղ են, որտեղ գնում են հայտնաբերված հանքավայրերի շերտերը։

Մեթոդը լավն է նրանով, որ թույլ է տալիս զգալիորեն նվազեցնել տեղադրման աշխատանքների ծավալը տեղում, զգալիորեն նվազեցնել անհրաժեշտ կապի գծերի քանակը, ներառյալ ճանապարհները դեպի տարածքներ, որտեղ աշխատանքներ են կատարվում, և ջրի կարիքը: մատակարարման և էլեկտրամատակարարման գծերը կրճատվել են. Հորատման այս տեսակն առաջին անգամ փորձարկվել է ԽՍՀՄ-ում, ավելի ճիշտ՝ Ադրբեջանում՝ Արտեմ կղզում տեղադրման աշխատանքների ժամանակ։

Հիմնական թերությունները ներառում են ականների բերանների հատումը կանխելու կարևորությունը: Բացի այդ, անհրաժեշտ է պահպանել արդեն իսկ գործող փոսերը մինչև երկրորդային հորատման ժամանակ, քանի որ դա պահանջում է հրդեհային անվտանգության կանոնները: Վերջապես, կլաստերային փոսերի հսկայական թերությունը դրանց հետագա պահպանման և վերանորոգման բարդությունն է, և ծովային պայմաններում կարող է չափազանց դժվար լինել առաջընթացի վերացումը:

Ի՞նչ պայմաններում է օգտագործվում կլաստերային հորատումը:

Այսպիսով, ե՞րբ է օգտագործվում կլաստերային ուղղորդված հորիզոնական հորատումը: Օգտագործման պատճառները բաժանվում են հետևյալ խմբերի՝.

• Տեխնածին - շենքերի տակ հորատումներ, ներառյալ բնակելի, այլ տեխնիկական կառույցներ:
• Տեխնոլոգիական - երբ հավանական է, որ ստանդարտ հորի մշակումը կխաթարի գոյություն ունեցող փոսերի աշխատանքը: Բուշի մեթոդն այս առումով այնքան էլ «տրավմատիկ» չէ։
• Երկրաբանական –երբ միներալները ընկած են անհավասար շերտերում, տարբեր հորիզոնների վրա։ Այս դեպքում ուղղորդված հորատման սարքերը միակ տարբերակն են, երբ անհրաժեշտ է արտադրություն հիմնել ամենակարճ ժամանակում՝ առանց դրա վրա ֆենոմենալ գումարներ ծախսելու։
• Օրոգրաֆիկ - պատճառների ամենատարածված խումբը, ներառյալ ծովի, լճի մակերևույթի տակ գտնվող դաշտ բացելու անհրաժեշտությունը, խորդուբորդ տեղանքի դեպքում, ինչպես նաև օֆշորային հարթակների հիմքից փոսեր փռելիս:, ինչպես նաև վերգետնյա անցումներ։
• Կլիմայական. Վերջին տարիներին Հեռավոր հյուսիսի շատ շրջաններում կայուն միտում է նկատվում մշտական սառույցի հալեցման ուղղությամբ, ինչի պատճառով մասնագետները պարզապես ստիպված են դիմել կլաստերային հորատման մեթոդին: Այլ մեթոդները հղի են ջրհորի լույսի փլուզմամբ:

Նշենք, որ կլաստերային հորերի շահագործման առավելագույն ազդեցությունը նկատվում է ճահճոտ, հաճախ ողողված տարածքներում: Կարևոր է նշել, որ ջրային մարմինների մակերևույթի տակ թեք հորատման ժամանակ չափազանց կարևոր է ունենալ փորձառու անձնակազմ, որը կարող է ճիշտ օգտագործել նավիգացիոն սարքավորումները, առանց որոնց անհնար է դառնում անցք ճեղքել նման հատուկ պայմաններում:

Այսպիսով, ուղղորդված հորատման թափուր աշխատատեղերը պետք է անպայման ներառեն տեխնիկապես բանիմաց, կրթված անձնակազմի որոնումը:

Մեթոդի կարևոր առանձնահատկությունները

Ծավալային թփերը նման են բուրգերի կամ կոների, որոնց չափերը, ինչպես հասկանում եք, կախված են չափերից ևզարգացած դաշտի «լղոզում». Համապատասխանաբար, դակված անցքերի քանակը որոշվում է տեխնիկական հնարավորություններով: Շատ կարևոր է հասկանալ, որ թփի չափը որոշելը պետք է հնարավորինս պատասխանատու վերաբերվի, քանի որ օտարված տարածքի տարածքը կախված է այս ցուցանիշից:

Սա հատկապես կարևոր է բնակավայրի սահմաններում փոսեր մշակելիս: Ավարտված հորի շահագործման մեջ կարևոր դեր է խաղում ջրհորի գլխիկների գտնվելու վայրը: Զարմանալի չէ, որ գազատարների ուղղորդված հորատումը դարձել է գործնականում վերջին 15-20 տարիների ընթացքում լայնորեն կիրառվող հիմնական մեթոդը։

Կլաստերային հորատման դրական ազդեցությունը

Ընդհանուր առմամբ, այս մեթոդը զգալիորեն նվազեցնում է օգտակար հանածոների արդյունահանման կամ արդյունաբերական օբյեկտների կառուցման կազմակերպման ծախսերը, նպաստում է բոլոր արտադրական գործառնությունների և գործընթացների ավտոմատացման ծավալին։ Ավելի կարևոր է, որ այս մոտեցումը նպաստում է շրջակա միջավայրի պաշտպանությանը՝ նվազագույնի հասցնելով բնության վրա ազդեցությունը:

Փաստն այն է, որ կլաստերային հորատում կատարելիս միանգամայն հնարավոր է դառնում հորատման աղբը ամբողջությամբ հավաքել՝ կանխելով դրանց մուտքը ստորերկրյա ջրեր, ինչպես նաև նվազեցնում է վերջիններիս մակարդակի նվազման հավանականությունը։ Սա հաճախ երևում է սովորական հորատման ժամանակ, քանի որ այն ոչնչացնում է ջրատար շերտերը:

Մեկ բարձիկը պարունակում է առնվազն երկու հորատանցք: Որպես կանոն, մեր երկրում նավթագործները կիրառում են 18-24 հատ փոսերի խմբավորում, սակայն որոշ դեպքերում դրանց թիվը գերազանցում է.30-ի դիմաց, սակայն դա հեռու է ռեկորդից, քանի որ արտասահմանյան պրակտիկայում կան դեպքեր, երբ մեկ հանքից կարող է 60 «բողբոջ» հեռանալ։ Մասնավորապես, տխրահռչակ BP ընկերությունը փոքր մեծածավալ կղզու վրա հորատել է 60 × 60 մ … 68 փոս միանգամից: Սա հնարավորություն տվեց կտրուկ ավելացնել մեկ հանքավայրից ստացվող նավթի քանակը։

Այսպիսով, ժամանակակից տնտեսության մեջ ուղղորդված և հորիզոնական հորերի հորատումը չափազանց պահանջված է հենց նյութական և ֆինանսական ռեսուրսների պահպանման պատճառով:

Բազմանցք հորատման տեսակ

Ներկայումս շատ հին հանքավայրերի սպառման պատճառով օգտակար հանածոներ ստանալու միակ հուսալի միջոցը հանքարդյունաբերության առաջադեմ մեթոդների կիրառումն է, որոնք ներառում են բազմակողմ հորատումներ: Միևնույն ժամանակ, որոշակի խորության վրա միանգամից մի քանի նոր «ծիլեր» հանվում են հիմնական փոսից։ Դրա պատճառով ջրհորի տարածքը արտադրողական հորիզոնում զգալիորեն մեծանում է, իսկ հանքարդյունաբերության ծավալը մեծանում է: Բացի այդ, միևնույն ժամանակ հնարավոր է կրճատել հորատման ծավալները վերին, անարդյունավետ հորիզոններում։

Մեր երկրի տարածքում այս տիպի առաջին հորատանցքը հորատվել է 1953 թվականին Բաշկիրիայում։ Բայց փոսը, որն ուղղակիորեն անցնում էր կազմավորման հաստության մեջ, կարող էր պատրաստվել միայն 50-ականների վերջին։ Դա տեղի է ունեցել Սամարայի շրջանում։ Անմիջապես պարզվեց, որ նման հորերի օրական վերադարձը մոտ 40%-ով ավելի է, քան ստանդարտ, ուղղահայաց մեթոդով պատրաստված միջուկներինը։

Հենց այդ ժամանակ էլ մեր երկրում սկսեցին զարգանալ ուղղորդված հորատումը։ Դասընթացներ դրա համարմասնագիտությունը ներդրվել է հանրապետության բոլոր տեխնիկական ինստիտուտներում։

Բազմակողմ մեթոդի կիրառման դեպքում ջրամբարի անցքի ընդհանուր երկարությունը զգալիորեն մեծանում է, ջրահեռացման և ֆիլտրման գոտին մեծանում է: Սա նպաստում է ոչ միայն ջրհորից վերադարձի ավելացմանը, այլև բարելավում է դրա շահագործման ընթացքում ստացված արտադրանքի որակը: Այս տեսակի փոսերը բաժանվում են հետևյալ սորտերի՝

• Թեք, ճյուղավորված տեսակ։
• Հորիզոնական ճյուղավորված.
• Ճառագայթային փոսեր.

Վերջին դեպքում, ուղղորդված հորատումը (հորիզոնական ուղղորդված հորատում) օգտագործվում է բարդ տեղանքում և աշխատանքային հորիզոնների անհավասար կենտրոնացման դեպքում: Այս մեթոդը թույլ է տալիս (միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով ծախսերը) առավելագույնի հասցնել մայնինգի ծավալը:

Բազմանցք անցքերի բնութագրերը

Ինչպես կարող եք կռահել, թեք ճյուղավորված փոսերը բաղկացած են հանքի հիմնական լիսեռից և դրանցից ձգվող մանկական պրոցեսներից՝ տեղակայված տարբեր հարթություններում: Հորիզոնական ուղղորդված տիպը հենց նոր նկարագրված տիպի տատանումն է: Միակ տարբերությունն այն է, որ «ծիլերը» հիմնական միջից հեռանում են խիստ հորիզոնական հարթությունում՝ 90 աստիճան անկյան տակ։

Համապատասխանաբար, շառավղային փոսերի համար հիմնական լիսեռը նույնպես գնում է խիստ ուղղահայաց, իսկ լրացուցիչները՝ շրջագծի երկայնքով, այսինքն՝ ճառագայթային ուղղությամբ։ Վերջին տարիներին ճյուղավորված հորերը համարվում են հորատման շատ խոստումնալից ուղղություն, քանի որ դրանց օգտագործումը արդյունաբերական մասշտաբով թույլ է տալիս լուծել բազմաթիվ հարցեր,Ստորգետնյա ռեսուրսների զարգացումից առաջացած՝

• Անհավասար հորիզոններով նավթահանքերի առավելագույն արդյունավետ զարգացում. Այս դեպքում ուղղահայաց հորատումը տնտեսապես հնարավոր չէ, քանի որ վերջնական արժեքը չափազանց բարձր է։
• Ուղղորդված հորատումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել օգտագործվող հորերի քանակը: Սա հանգեցնում է աշխատանքի արժեքի նվազեցման, ինչպես նաև նվազագույնի է հասցնում շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը:
• Շատ մածուցիկ տեսակի յուղ արդյունահանելիս, որոնք դուրս են մղվում չափազանց մեծ խորություններում:
• Նույն մեթոդը կիրառվում է, երբ անհրաժեշտ է կառուցել ստորգետնյա տաք ջրի էներգիան օգտագործող երկրաջերմային կայան։

Այսպիսով, ուղղորդված հորատումը տեխնիկա է, որը լայնորեն օգտագործվում է այսօրվա նավթի և գազի և շինարարության ոլորտում: