Стимуляция скважин
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2012 г. ) |
Стимулирование скважин — это вмешательство, выполняемое на нефтяной или газовой скважине с целью увеличения добычи за счет улучшения потока углеводородов из пласта в ствол скважины . Это можно сделать с использованием конструкции-стимулятора скважины или с использованием морских кораблей /буровых судов, также известных как « суда для стимуляции скважин ». [ 1 ] [ 2 ]
Очистка пласта
[ редактировать ]Ассортимент бурового раствора, закачиваемого в скважину во время бурения и заканчивания, часто может привести к повреждению окружающего пласта, проникая в породу-коллектор и блокируя поровые каналы (каналы в породе, по которым текут пластовые жидкости). Аналогичным образом, процесс перфорации может иметь аналогичный эффект за счет выбрасывания мусора в каналы перфорации. Обе эти ситуации уменьшают проницаемость в призабойной зоне и, таким образом, уменьшают приток флюидов в ствол скважины.
Простое и безопасное решение – закачать разбавленные смеси кислот с поверхности в скважину для растворения вредного материала. [ 3 ] [ 4 ] После растворения проницаемость должна восстановиться, и пластовые флюиды потекут в ствол скважины, очищая остатки повреждающего материала. После первоначального завершения обычно используется минимальное количество муравьиной кислоты для очистки грязи и повреждений кожи. В этой ситуации этот процесс условно называют «стимуляцией скважины». Часто группы, выступающие против добычи нефти и газа, называют этот процесс «подкислением», которое на самом деле представляет собой использование кислот в больших объемах и под высоким давлением для стимулирования добычи нефти.
В более серьезных случаях откачка с поверхности недостаточна, поскольку она не нацелена на какое-либо конкретное место в скважине и снижает вероятность того, что химическое вещество сохранит свою эффективность при попадании туда. В этих случаях необходимо направить химическое вещество непосредственно на цель с помощью гибких труб . Гибкая труба спускается в скважину с помощью струйного инструмента на конце. Когда инструмент достигает цели, химикат перекачивается через трубу и распыляется непосредственно на поврежденный участок. Это может быть более эффективно, чем откачка с поверхности, хотя это намного дороже, а точность зависит от знания места повреждения.
Расширение перфорационных туннелей и трещин
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Июль 2024 г. ) |
При заканчивании обсаженных скважин перфорация предназначена для создания отверстия в стальной обсадной колонне, позволяющего добывать пласт. Отверстия обычно образуются с помощью профилированной взрывчатки, которая перфорирует обсадную колонну и создает трещину в породе-коллекторе на небольшом расстоянии. Во многих случаях туннели, создаваемые перфорационными перфораторами, не обеспечивают достаточной площади поверхности, и становится желательным создать большую площадь, контактирующую со стволом скважины.
В некоторых случаях требуется большая площадь, если пласт имеет низкую проницаемость. В других случаях повреждения, вызванные операциями бурения и заканчивания, могут быть настолько серьезными, что перфорационный туннель не сможет эффективно проникнуть через поврежденный объем вблизи ствола скважины. Это означает, что способность флюидов течь в существующие перфорационные каналы слишком ограничена. Одним из методов достижения большей стимуляции является проведение гидроразрыва пласта через перфорационные отверстия.
Если проницаемость по своей природе низкая, то по мере оттока жидкости из непосредственной зоны замещающая жидкость может не поступать в пустоту достаточно быстро, чтобы компенсировать пустоты, и поэтому давление падает. В этом случае скважина не может течь с достаточной скоростью, чтобы сделать добычу экономически выгодной. В этом случае распространение трещины ГРП вглубь пласта позволит достичь более высоких дебитов добычи.
Стимуляция порохом может оказаться очень экономичным способом устранения повреждений приствольной зоны. Порох представляет собой маловзрывоопасный материал, который очень быстро выделяет в скважине большое количество газа. Давление газа растет в стволе скважины, увеличивая напряжение в породе до тех пор, пока оно не станет больше, чем давление разрушения пласта. Длина трещины и характер трещин во многом зависят от типа используемого инструмента для интенсификации вытеснения.
Гидравлический разрыв пласта
[ редактировать ]гидроразрыв |
---|
![]() |
По стране |
Воздействие на окружающую среду |
Регулирование |
Технология |
Политика |
Фрекинг (также известный как гидроразрыв пласта, гидроразрыв пласта, гидроразрыв пласта или гидроразрыв пласта) — это метод стимуляции скважин, включающий разрыв пластов в коренных породах жидкостью под давлением. Этот процесс включает закачку под высоким давлением «жидкости для гидроразрыва» (в основном воды, содержащей песок или другие проппанты, взвешенные с помощью загустителей ) в ствол скважины для создания трещин в глубоких породах, через которые проходят природный газ , нефть и рассол будет течь более свободно. Когда гидравлическое давление из скважины снимается, мелкие зерна проппантов гидроразрыва (песок или оксид алюминия ) удерживают трещины открытыми. [ 5 ]
Гидравлический разрыв пласта начался как эксперимент в 1947 году. [ 6 ] и первое коммерчески успешное применение последовало в 1949 году. По состоянию на 2012 год во всем мире на нефтяных и газовых скважинах было выполнено 2,5 миллиона «ГРП», более одного миллиона из них - в США. [ 7 ] [ 8 ] Такая обработка обычно необходима для достижения адекватных дебитов в скважинах сланцевого газа , плотного газа , трудноизвлекаемой нефти и газовых скважин угольных пластов . [ 9 ] Некоторые гидравлические трещины могут образовываться естественным путем в определенных жилах или дайках . [ 10 ] По состоянию на 2019 год бурение и гидроразрыв сделали Соединенные Штаты крупным экспортером сырой нефти . [ 11 ] но утечка метана , мощного парникового газа , резко возросла. [ 12 ] [ 13 ] Увеличение добычи нефти и газа в результате продолжавшегося десятилетие бума гидроразрыва привело к снижению цен для потребителей, при этом доля доходов домохозяйств, идущих на расходы на энергию, упала почти до рекордно низкого уровня. [ 14 ] [ 15 ]
Гидравлический разрыв пласта является весьма спорным. [ 16 ] Его сторонники выступают за экономические выгоды от более широко доступных углеводородов . [ 17 ] [ 18 ] а также замену угля , природным газом который сгорает более чисто и выделяет меньше углекислого газа (CO 2 ), [ 19 ] [ 20 ] и энергетическая независимость . [ 21 ] Противники гидроразрыва утверждают, что эти последствия перевешиваются воздействием на окружающую среду , которое включает загрязнение грунтовых и поверхностных вод . [ 22 ] шум и загрязнение воздуха , а также возникновение землетрясений , а также связанные с этим опасности для здоровья населения и окружающей среды. [ 23 ] [ 24 ] Исследования выявили неблагоприятное воздействие на здоровье населения, живущего вблизи мест гидроразрыва пласта. [ 25 ] [ 26 ] включая подтверждение химических, физических и психосоциальных опасностей, таких как исходы беременности и родов, мигрени, хронический риносинусит , сильная усталость, обострения астмы и психологический стресс. [ 27 ] Соблюдение правил и процедур безопасности необходимо во избежание дальнейших негативных воздействий. [ 28 ]
Масштаб утечки метана , связанной с гидроразрывом пласта, неизвестен, и есть некоторые свидетельства того, что утечка может свести на нет любые преимущества природного газа в выбросах парниковых газов по сравнению с другими видами ископаемого топлива . [ 29 ] [ 30 ]

Подъем колодца
[ редактировать ]Некоторые методы стимуляции не обязательно подразумевают изменение проницаемости за пределами ствола скважины. Иногда они заключаются в облегчении потока жидкостей вверх по стволу скважины, уже вошедших в нее. Газлифт иногда считают формой стимуляции, особенно когда он используется только для запуска скважины и ее остановки во время установившейся работы. Однако чаще под подъемом в качестве стимуляции понимают попытку поднять тяжелые жидкости, скопившиеся на дне, либо за счет поступления воды из пласта, либо за счет химических веществ, закачиваемых с поверхности, таких как ингибиторы солеотложений и метанол (ингибитор гидратов). Эти жидкости находятся на забое скважины и могут действовать как груз, сдерживающий поток пластовых флюидов, по существу глушая скважину . Их можно удалить путем циркуляции азота с помощью гибких труб .
Стимуляция сосудов
[ редактировать ]В последнее время из-за временного характера стимуляции скважин специализированные буровые суда, известные как «суда для стимуляции скважин». для стимуляции глубоководных скважин стали использоваться [ 37 ] [ 38 ] Оффшорные компании, такие как Norshore и Schlumberger, имеют флот таких специализированных судов. [ 1 ] Эти суда, также известные как «Многоцелевые буровые суда», заменяют традиционную буровую нефтяную вышку , что приводит к значительной экономии затрат. [ 39 ] Некоторые WSV, такие как Norshore Atlantic , способны выполнять множество задач, включая работу без райзера на мелководных и средневодных участках, бурение нефтяных скважин целиком и полный вывод из эксплуатации под водой (P&A). Они также способны выполнять предварительное бурение верхних секций скважин на глубокой воде и операции по внутрискважинному ремонту с использованием стояков для капитального ремонта скважин. [ 40 ] [ 41 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Типы морских операционных единиц» . www.norshore.com . Норшор . Проверено 25 сентября 2017 г.
- ^ «Оффшорные суда – наш флот» . www.slb.com . Шлюмберже. Архивировано из оригинала 18 января 2018 г. Проверено 25 сентября 2017 г.
- ^ «Как кислотная обработка скважин стимулирует добычу?» . www.rigzone.com . Проверено 30 июня 2020 г.
- ^ Леонг, Ван Хонг; Бен Махмуд, Хишам (01 марта 2019 г.). «Предварительный отбор и характеристика подходящих кислот для метода кислотной обработки матрицы песчаника: всесторонний обзор» . Журнал разведки и технологии добычи нефти . 9 (1): 753–778. дои : 10.1007/s13202-018-0496-6 . hdl : 20.500.11937/71306 . ISSN 2190-0566 .
- ^ Гандосси, Лука; Фон Эсторфф, Ульрик (2015). Обзор технологий гидроразрыва пласта и других технологий стимуляции пластов для добычи сланцевого газа – Обновление 2015 г. (PDF) . Отчеты о научно-технических исследованиях (Отчет). Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии ; Издательское бюро Европейского Союза. дои : 10.2790/379646 . ISBN 978-92-79-53894-0 . ISSN 1831-9424 . Проверено 31 мая 2016 г.
- ^ Сучи, Дэниел Р.; Ньюэлл, К.Дэвид (15 мая 2012 г.). «Геологическая служба Канзаса, Информационный циркуляр для общественности (PIC) 32» . Канзасская геологическая служба . Проверено 8 октября 2021 г.
- ^ Кинг, Джордж Э. (2012), Гидравлический разрыв пласта 101 (PDF) , Общество инженеров-нефтяников, SPE 152596 - через Геологическую службу Канзаса
- ^ «Карты гидроразрыва пласта по штатам в США» . Фрактрекер.орг . Проверено 19 октября 2013 г.
- ^ Шарлез, Филипп А. (1997). Механика горных пород: применение в нефтяной промышленности . Париж: Издания Technip. п. 239. ИСБН 978-2-7108-0586-1 . Проверено 14 мая 2012 г.
- ^ Бланделл Д. (2005). Процессы тектонизма, магматизма и оруденения: Уроки Европы . Том. 27. с. 340. дои : 10.1016/j.oregeorev.2005.07.003 . ISBN 978-0-444-52233-7 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помогите ) - ^ Клиффорд Краусс (3 февраля 2019 г.). «Нефтяное месторождение «Чудовище» в Техасе, сделавшее США звездой на мировом рынке» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 сентября 2019 г.
Безумное бурение сланцевых скважин в Перми позволило Соединенным Штатам не только сократить импорт сырой нефти, но даже стать крупным экспортером [...] Новые технологии бурения и гидроразрыва пласта помогли вывести цену на безубыточность.
- ^ Умайр Ирфан (13 сентября 2019 г.). «Лучший аргумент за и против запрета гидроразрыва» . Вокс . Проверено 21 сентября 2019 г.
На протяжении большей части бума гидроразрыва экономика США росла, а выбросы снижались. Одно исследование показало, что в период с 2005 по 2012 год гидроразрыв создал 725 000 рабочих мест. Во многом это связано с тем, что природный газ, образующийся при гидроразрыве, вытесняет уголь при производстве электроэнергии.
- ^ «Жидкость для гидроразрыва протекает чаще, чем мы думали» . Популярная наука . 24 февраля 2017 года . Проверено 22 сентября 2022 г.
- ^ Ребекка Эллиотт; Луис Сантьяго (17 декабря 2019 г.). «Десятилетие, в течение которого гидроразрыв потряс нефтяной мир» . Уолл Стрит Джорнал . Проверено 20 декабря 2019 г.
... методы гидроразрыва пласта стимулировали исторический производственный бум в США за десятилетие, который привел к снижению потребительских цен, поддержал национальную экономику и изменил геополитику.
- ^ «Справочник по устойчивой энергетике в Америке за 2019 год» (PDF) . Bloomberg New Energy Finance . Проверено 28 апреля 2020 г.
- ^ Урбина, Ян. «Углубление» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ МЭА (29 мая 2012 г.). Золотые правила золотого века газа. Специальный отчет World Energy Outlook по нетрадиционному газу (PDF) . ОЭСР . стр. 18–27.
- ^ Хиллард Хантингтон и др. EMF 26: Меняем правила игры? Выбросы и рыночные последствия новых поставок природного газа. Архивировано 30 ноября 2020 года в отчете Wayback Machine . Стэнфордский университет. Форум энергетического моделирования, 2013.
- ^ «Что такое гидроразрыв и почему это вызывает споры?» . Новости Би-би-си . 15 октября 2018 г.
- ^ «Базовый уровень затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: использование битуминозного угля и природного газа в электроэнергии» (PDF) . Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL), Министерство энергетики США . Ноябрь 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 24 января 2014 г. . Проверено 15 августа 2019 г.
- ^ «Индустрия гидроразрыва заслуживает нашей благодарности» . Национальное обозрение . 5 июля 2017 года . Проверено 26 октября 2022 г.
- ^ Фишетти, Марк (20 августа 2013 г.). «Загрязнение подземных вод может положить конец буму гидроразрыва пласта» . Научный американец . Том. 309, нет. 3.
- ^ Браун, Валери Дж. (февраль 2007 г.). «Проблемы промышленности: нагрев газа» . Перспективы гигиены окружающей среды . 115 (2): А76. дои : 10.1289/ehp.115-a76 . ПМЦ 1817691 . ПМИД 17384744 .
- ^ В.Дж. Браун (февраль 2014 г.). «Радионуклиды в сточных водах гидроразрыва: управление токсичной смесью» . Перспективы гигиены окружающей среды . 122 (2): А50–А55. дои : 10.1289/ehp.122-A50 . ПМЦ 3915249 . ПМИД 24486733 .
- ^ Бамбер, AM; Хасанали, Ш.Х.; Наир, А.С.; Уоткинс, С.М.; Виджил, Д.И.; Ван Дайк, М; Макмаллин, Т.С.; Ричардсон, К. (15 июня 2019 г.). «Систематический обзор эпидемиологической литературы по оценке последствий для здоровья населения, живущего вблизи месторождений нефти и природного газа: качество исследования и рекомендации на будущее» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 16 (12): 2123. doi : 10.3390/ijerph16122123 . ПМК 6616936 . ПМИД 31208070 .
- ^ Райт, Р; Мума, РД (май 2018 г.). «Массовый гидроразрыв пласта и последствия для здоровья человека: обзорный обзор» . Журнал профессиональной и экологической медицины . 60 (5): 424–429. дои : 10.1097/JOM.0000000000001278 . ПМИД 29370009 . S2CID 13653132 . Проверено 25 ноября 2019 г.
- ^ Горский, Ирена; Шварц, Брайан С. (25 февраля 2019 г.). «Проблемы охраны окружающей среды в результате разработки нетрадиционных месторождений природного газа» . Оксфордская исследовательская энциклопедия глобального общественного здравоохранения . doi : 10.1093/acrefore/9780190632366.013.44 . ISBN 978-0-19-063236-6 . Проверено 20 февраля 2020 г.
- ^ Коста, Д; Иисус, Дж; Бранко, Д; Данко, А; Фиуза, А (июнь 2017 г.). «Обширный обзор воздействия сланцевого газа на окружающую среду из научной литературы (2010–2015 гг.)». Международное исследование наук об окружающей среде и загрязнении окружающей среды . 24 (17): 14579–14594. Бибкод : 2017ESPR...2414579C . дои : 10.1007/s11356-017-8970-0 . ПМИД 28452035 . S2CID 36554832 .
- ^ Сторроу, Бенджамин (05 мая 2020 г.). «Утечки метана стирают некоторые климатические преимущества природного газа» . Научный американец . Проверено 12 сентября 2023 г.
- ^ Чжан, Юйчжун; Гаутам, Ритеш; Панди, Судханшу (23 апреля 2020 г.). «Количественная оценка выбросов метана из крупнейшего нефтедобывающего бассейна США из космоса — выбросы метана из Пермского бассейна» (PDF) . Достижения науки .
- ^ Ким, Вон-Янг «Вызванная сейсмичность, связанная с закачкой жидкости в глубокую скважину в Янгстауне, штат Огайо» , Журнал геофизических исследований-Solid Earth
- ^ Геологическая служба США, Пластовая вода, обзор , по состоянию на 8 ноября 2014 г.
- ^ Джаред Мецкер (7 августа 2013 г.). «Правительство и энергетическую отрасль обвиняют в подавлении опасности гидроразрыва пласта» . Пресс-служба Интера . Проверено 28 декабря 2013 г.
- ^ Патель, Тара (31 марта 2011 г.). «Французская общественность говорит «нет Le Fracking » . » Блумберг Бизнесуик . Архивировано из оригинала 4 апреля 2011 года . Проверено 22 февраля 2012 г.
- ^ Патель, Тара (4 октября 2011 г.). «Франция сохранит запрет на гидроразрыв пласта ради защиты окружающей среды, - говорит Саркози» . Блумберг Бизнесуик . Архивировано из оригинала 8 октября 2011 года . Проверено 22 февраля 2012 г.
- ^ «Рекомендации Комиссии по минимальным принципам разведки и добычи углеводородов (таких как сланцевый газ) с использованием гидроразрыва пласта большого объема (2014/70/ЕС)» . Официальный журнал Европейского Союза . 22 января 2014 года . Проверено 13 марта 2014 г.
- ^ «Морские суда для стимуляции скважин становятся больше и эффективнее» . www.offshore-mag.com . 1 июня 2000 г. Проверено 30 июня 2020 г.
- ^ «Обследование судов-стимуляторов отражает меняющиеся рыночные условия» . www.offshore-mag.com . 1 июля 2019 года . Проверено 30 июня 2020 г.
- ^ «Норшорская морская пехота называет «Норшор Атлантик» на верфи в Батаме» . Оффшорная энергетика сегодня. 28 февраля 2014 года . Проверено 25 сентября 2017 г.
- ^ «Характеристики северной части Атлантического океана» (PDF) . www.norshore.com . Норшор . Проверено 25 сентября 2017 г.
- ^ «О судах-имитаторах скважин» . www.bakerhughes.com . Бейкер Хьюз . Проверено 25 сентября 2017 г.