ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Обычные методы бурения СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

Технические проблемы при обычном глубинном бурении достаточ­но сложны. Проходка известной или неизвестной последовательности пластов пород колонной бурильных труб должна производиться с по­мощью хорошо отлаженной системы бурения, в которой нагрузки дос­тигают нескольких сотен тысяч килограммов на крюке, а мощности насосов для спуско-подъемных операций - нескольких - тысяч лошади­ных сил.

Обычное бурение предусматривает: создание уравновешивающе­го давления и вынос разбуренного грунта с помощью бурового раст­вора; передачу мощности и подачу жидкости с помощью колонн буриль­ных труб; поддержание скважины открытой при различных давлениях с помощью колонны обсадных труб и, наконец, каротаж и завершение скважин, включая их цементирование и перфорирование, при самых различных давлениях, температурах, химических и механических ус­ловиях.

Большинство из 30 тыс. скважин, которые ежегодно бурятся в США, имеют сходные характеристики. Это касается диаметра и глу­бины, времени бурения и стоимости. Поэтому основные узлы, исполь­зуемые при бурении, могут быть стандартными. Почти все скважины при обычном бурении проходятся в осадочных породах. Однако из-за различных условий (давления, прочности породы, пористости и т. д.) требуется крепление скважин обсадными трубами с различной проч­ностью. Кроме того, диаметры колонн обсадных труб уменьшаются С глубиной, так что эти колонны должны состоять из точно подобран­ных по размеру обсадных труб. В результате скважины при бурении получаются конусообразными, и в случае сложной обсадки возможно значительное снижение их диаметра. Если же диаметр на устье сква­жины недостаточно велик, то это может ограничить ее конечную глубину.

Проектирование скважин становится важной частью всего про­цесса бурения. Оно прежде всего основано на ранее накопленном опыте. Использование известных расчетных данных и отработанных программ расчета на ЭВМ, как, например, программы расчета опти­мального бурения "Амоко", позволяет получать весь набор парамет­ров для бурения и значительно экономит время и средства. В ходе бурения следует проводить расчеты стоимости 1 ч работ и 1 погон­ного метра проходки ствола скважины и проверять выполнение пла­на работ и отклонения от графика путем сопоставления с предвари­тельно полученными данными. Программы расчета на ЭВМ и опыт, на основании которого они составлены, должны определять скорости продвижения, колонны труб и давления, которые будут действовать на обсадку и стенки скважины.

Основным методом бурения является роторное бурение, для ко­торого требуется дополнительный бурильный инструмент (головка) на конце вращающейся колонны бурильных труб. Эту головку необхо­димо периодически менять, для чего приходится извлекать и вновь оїіускать всю колонну бурильных труб. При больших глубинах на из­влечение, замену буровой головки и на спуск бурильных труб тратит­ся значительное время. Например, при глубине 3000 м этот процесс занимает 10 ч, а при глубине 9Ю0 м - 24 ч. По существу это время является непродуктивным.

Для снижения затрат (времени и средств), связанных с заменой Буровой головки, были разработаны методы, позволяющие сократить число этих операций или вообще избавиться от них. Были проведены исследования материалов и конструкций головки, а также методов смены головки через бурильную трубу. Другой вариант заключается во вращении буровой головки под давлением бурового раствора на конце неподвижной колонны бурильных труб. Однако эти предложе­ния не нашли в США значительного применения, особенно по сравне­нию с надежным стандартным методом роторного бурения, при кото­ром используются алмазные или изготовленные из твердых сплавов буровые головки.

В 1971 г. в мире было добыто такое количество газа и нефти, которое обеспечило выработку ~168-1Q15 Дж энергии, из них 56 -1015 Дж для экономики США. Нефть и газ обеспечили покрытие ы 3/4 общих потребностей США в энергии. Остальная часть была по­лучена за счет угля, атомных и гидроэлектростанций.

Большая часть нефти и газа получена с глубин 3-6 км, однако ведутся эксперименты, поисковые работы и на глубинах более 6 км. Пробурено несколько скважин глубиной более 9 км. Причем эти опыты проводятся без каких-либо значительных изменений методов бурения. Следует тем не менее отметить, что самое глубокое буре­ние было выполнено в сравнительно благоприятных геологических условиях - в осадочных образованиях (долина Амадарко, шт. Окла­хома).

С технической точки зрения, бурение в породах вулканического происхождения является более легким, чем в осадочных породах,

Поскольку требования к обсадке, буровому раствору (для противодей­ствия пластовому давлению) менее жестки, хотя скорости бурения значительно ниже. Однако нефть и газ редко находят в вулканичес­ких породах, и бурение в этих формациях обычно производится при поисках месторождений минеральных ископаемых.

К моменту написания данной книги бурение геотермальных сква­жин на глубины более 3 км не проводилось. При пневматическом бу­рении имеет место сильный износ бурильного оборудования, а темпе­ратура более 315°С представляет непреодолимые трудности при каро­таже, цементировании и завершении скважин. Столь высокие темпе­ратуры очень редко встречаются при бурении в осадочных породах, но при бурении геотермальных скважин они становятся обычными. Причем, геотермические градиенты в районах, где проводится буре­ние, весьма различны. Геотермальное бурение ограничено районами с высокими или очень высокими градиентами температуры, что на­ходит отражение в числе скважин: до 1973 г. в мире было пробурено 3000 геотермальных скважин и несколько миллионов нефтяных и га­зовых скважин (по 100 000 скважин в год бурилось только в течение последних 20 лет).

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Геотермальное отопление частного дома — новый уровень экономичности, эффективности и безопасности

За последние несколько лет стоимость природного газа и электроэнергии для населения возросла в десятки раз. Такое положение дел дало толчок к росту потребления альтернативных источников энергии. Геотермальное отопление частного дома …

ПРЕДЛОЖЕННАЯ ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ

Непрерывно возрастающая потребность в электроэнергии и воз­никшая в последние годы озабоченность в связи с проблемой охраны окружающей среды заставила США обратиться к исследованию новых источников энергии. Одним из таких новых …

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ

Для выполнения программы научных исследований националь­ных геотермальных ресурсов основное внимание следует уделить вы­бору тех учреждений, которые могли бы решить поставленные выше задачи: выбрать методы разведки, оценить геотермальные ресурсы, определить методы …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.