Conţinut
- Ce este forajul direcțional?
- De ce găuri de foraj care nu sunt verticale?
- Unități de rocă care beneficiază cel mai mult de foraj orizontal
- Foraj orizontal și fracturare hidraulică în șisturi
- Metodologia forajului
- Un nou contract de închiriere și drepturi
Perforarea direcțională în oraș: Forajul direcțional poate fi utilizat pentru a atinge ținte care nu pot fi forate cu un puț vertical. De exemplu, este posibil să nu se obțină un permis de foraj pentru un puț situat într-o zonă populată sau într-un parc. Cu toate acestea, un puț ar putea fi găurit chiar în afara zonei populate sau a parcului și apoi direcționat direcțional pentru a atinge ținta.
Ce este forajul direcțional?
Cele mai multe puțuri găurite pentru apă, petrol, gaze naturale, informații sau alte obiective subterane sunt puțuri verticale - găurite direct în pământ. Cu toate acestea, forajul în alt unghi decât cel vertical poate obține informații, atinge ținte și poate stimula rezervoarele în moduri care nu pot fi realizate cu un puț vertical. În aceste cazuri, o abilitate de a conduce cu precizie fântâna în direcții și unghiuri care se îndepărtează de verticală este o abilitate valoroasă.
Atunci când forajul direcțional este combinat cu fracturarea hidraulică, unele unități de rocă care au fost neproductive atunci când au fost forate vertical, pot deveni producători fantastici de petrol sau gaz natural. Exemple sunt Șistul Marcellus din Bazinul Apalah și Formația Bakken din Dakota de Nord.
Minimizați amprenta: O singură placă de foraj poate fi utilizată pentru găurirea unui număr de puțuri. Acest lucru reduce amprenta operațiilor de foraj. În 2010, Universitatea din Texas din Arlington a găurit 22 de puțuri pe o singură platformă. Aceste puțuri scurg gazul natural de la aproximativ 1100 acri sub campus. Pe o durată de viață de 25 de ani, se preconizează că puțurile vor produce un total de 110 miliarde de metri cubi de gaz natural. Alternativa ar fi să găuriți multe fântâni, fiecare necesitând o garnitură de foraj, un iaz, un drum de acces și o linie de adunare.
De ce găuri de foraj care nu sunt verticale?
S-au folosit foraje direcționale și orizontale pentru a atinge țintele de sub terenurile adiacente, reduce amprenta dezvoltării câmpului de gaze, crește lungimea „zonei de plată” într-un puț, intersectează în mod deliberat fracturi, construiește puțuri de relief și instalează serviciul de utilitate sub terenurile unde săpăturile sunt imposibile sau extrem de costisitoare.
Mai jos este prezentată o listă de șase motive pentru găurirea puțurilor non-verticale. Acestea sunt ilustrate grafic prin cele șase desene din această pagină.
A) Obiectivele de lovire la care nu se poate atinge prin foraj vertical.
Uneori, un rezervor este situat sub un oraș sau un parc în care forajul este imposibil sau interzis. Acest rezervor ar putea fi încă exploatat dacă placa de foraj este amplasată la marginea orașului sau a parcului și sonda este găurită într-un unghi care va intersecta rezervorul.
B) Scurgeți o suprafață largă dintr-o singură placă de foraj.
Această metodă a fost utilizată pentru a reduce amprenta de suprafață a unei operații de foraj. În 2010, Universitatea din Texas din Arlington a fost prezentată în știri pentru forarea a 22 de puțuri pe o singură placă de foraj care va scurge gazul natural de la 1100 acri sub campus. Pe o durată de viață de 25 de ani, se preconizează că puțurile vor produce un total de 110 miliarde de metri cubi de gaz. Această metodă a redus semnificativ amprenta dezvoltării gazelor naturale în zona campusului.
Maximizați zona de plată: Dacă un puț vertical este găurit printr-o rocă de acumulare de 50 de metri grosime, atunci gazul natural sau petrolul se pot scurge în puț prin 50 de metri liniari ai „zonei de plată”. Cu toate acestea, dacă sonda este întoarsă spre orizontală (sau aceeași înclinare ca și unitatea de rocă) și găurită în acea unitate de rocă, atunci distanța de penetrare în zona de plată poate fi mult mai mare. Unele puțuri orizontale au peste o milă de penetrare a zonei de plată.
Rezervor fracturat: Unele rezervoare au cele mai multe spații ale porilor sub formă de fracturi. Fântânile de succes trebuie să pătrundă în fracturi pentru a avea un flux de gaz natural în puț. În multe zone geografice există o direcție dominantă a fracturii de-a lungul căreia majoritatea fracturilor sunt aliniate. Dacă puțul este găurit perpendicular pe planul acestor fracturi, atunci un număr maxim de fracturi va fi pătruns.
C) Măriți lungimea „zonei de plată” din cadrul unității de rocă țintă.
Dacă o unitate de rocă are o grosime de cincizeci de metri, un puț vertical găurit prin ea ar avea o zonă de plată care are lungimea de cincizeci de metri. Cu toate acestea, dacă sonda este întoarsă și găurită orizontal prin unitatea de rocă timp de cinci mii de metri, atunci acea singură puț va avea o zonă de plată care are lungimea de cinci mii de metri - aceasta va avea ca rezultat, de obicei, o creștere semnificativă a productivității pentru puț. Când este combinată cu fracturarea hidraulică, forajul orizontal poate converti șisturile neproductive în roci fantastice de acumulare.
D) Îmbunătățirea productivității puțurilor dintr-un rezervor fracturat.
Aceasta se face prin forare într-o direcție care intersectează un număr maxim de fracturi. Direcția de foraj va fi, în mod normal, în unghi drept cu direcția de fractură dominantă. Câmpurile geotermale din stratul de granit obțin de obicei aproape tot schimbul de apă din fracturi. Forajul în unghi drept cu direcția fracturii dominante va conduce puțul printr-un număr maxim de fracturi.
E) Sigilați sau eliberați presiunea într-un puț „scăpat de sub control”.
Dacă un puț este scăpat de sub control, un „puț de relief” poate fi forat pentru a-l intersecta. Sonda care se intersectează poate fi folosită pentru a sigila puțul inițial sau pentru a scăpa de presiune în puțul de sub control.
F) Instalați utilitățile subterane unde nu este posibilă excavația.
Forajul orizontal a fost utilizat pentru instalarea liniilor electrice de gaze și electrice care trebuie să traverseze un râu, să traverseze un drum sau să circule sub un oraș.
Alinare bine: Dacă un puț are o problemă și începe să curgă din control, trebuie să fie sigilat la adâncime sau să fie diminuată presiunea. În această situație, un „puț de relief” poate fi forat de pe un site din apropiere. Sonda de relief va fi un puț găurit direcțional care intersectează gaura problemei pentru a scurge o parte din presiune sau pentru a conecta puțul prin pomparea cimentului la aleză.
Unități de rocă care beneficiază cel mai mult de foraj orizontal
Sondele verticale pot drena eficient unitățile de roci care au o permeabilitate foarte mare. Lichidele din aceste unități de rocă pot curge rapid și eficient într-un puț pe distanțe lungi.
Cu toate acestea, acolo unde permeabilitatea este foarte scăzută, fluidele se mișcă foarte lent prin rocă și nu circulă pe distanțe lungi pentru a ajunge la o aleză. Forajul orizontal poate crește productivitatea rocilor cu permeabilitate redusă, prin apropierea puțului mult mai aproape de sursa de fluid.
Linie de utilitate: Liniile de servicii de utilitate, precum cele care furnizează energie electrică, apă sau gaze naturale sunt uneori instalate prin foraj direcțional. Această metodă este folosită atunci când trebuie să traverseze un drum unde săpăturile ar perturba traficul, să traverseze un râu în care săparea este imposibilă sau să traverseze o comunitate în care instalarea suprafeței prin excavare ar fi extrem de costisitoare și ar perturba.
Foraj orizontal și fracturare hidraulică în șisturi
Poate cel mai important rol pe care l-a jucat forajul orizontal este în dezvoltarea jocului de șisturi pe gaz natural. Aceste unități de rocă cu permeabilitate redusă conțin cantități semnificative de gaz și sunt prezente sub părți foarte mari din America de Nord.
Sunt exemple exemple de șisturile Barnett din Texas, șistul Fayetteville din Arkansas, șistul Haynesville din Louisiana și Texas și șistul Marcellus din bazinul apalahian. În aceste unități de rocă, provocarea nu este „găsirea” rezervorului; provocarea este recuperarea gazului din spații cu pori foarte mici într-o unitate de rocă cu permeabilitate mică.
Pentru a stimula productivitatea puțurilor din șisturile bogate în organice, companiile găurează orizontal prin unitatea de rocă și apoi folosesc fracturi hidraulice pentru a produce o permeabilitate artificială care este propulsată de nisipul frac. Realizată împreună, forajul orizontal și fracturarea hidraulică pot face un puț productiv unde un puț vertical ar fi produs doar o cantitate mică de gaz.
Metodologia forajului
Majoritatea puțurilor orizontale încep la suprafață ca o fântână verticală. Forajul progresează până când burghiul este la câteva sute de metri deasupra unității de rocă țintă. În acel moment, țeava este extrasă din sondă și un motor hidraulic este atașat între burghiu și conducta de foraj.
Motorul hidraulic este alimentat de un flux de noroi de foraj pe conducta de foraj. Poate roti burghiul fără a roti întreaga lungime a conductei de foraj între bit și suprafață. Aceasta permite bitei să găurească o cale care se abate de la orientarea conductei de foraj.
După instalarea motorului, bara și țeava sunt coborâte înapoi în jos, iar bita găurit o cale care conduce puțul de la vertical la orizontal pe o distanță de câteva sute de metri. După ce sondul a fost direcționat către unghiul adecvat, forajul drept se reia, iar puțul urmărește unitatea de rocă țintă. Păstrarea puțului într-o unitate subțire de rocă necesită o navigare atentă. Instrumentele de jos sunt utilizate pentru a determina azimutul și orientarea forajului. Aceste informații sunt utilizate pentru a conduce burghiul.
Forajul orizontal este costisitor. Atunci când este combinată cu fracturarea hidraulică, un puț poate costa de până la trei ori mai mult pe picior decât să găuriți o fântână verticală. Costul suplimentar este recuperat de obicei prin creșterea producției din sondă. Aceste metode pot multiplica randamentul gazului natural sau a petrolului dintr-un puț. Multe fântâni profitabile ar fi eșecuri fără aceste metode.
Un nou contract de închiriere și drepturi
În producerea gazului dintr-un puț vertical, gazul este produs sub o singură parcelă de proprietate. Majoritatea statelor au reguli de drepturi minerale stabilite de mult timp, care guvernează proprietatea gazului produs din puțurile verticale. Gazul este adesea împărțit de către toți proprietarii într-un bloc de pământ sau la o distanță de rază față de puțul de producție.
Sondele orizontale introduc o nouă variabilă: un singur puț poate pătrunde și produce gaz din mai multe colete cu diferiți proprietari. Cum pot fi distribuite în mod corect redevențele din acest gaz? La această întrebare, în mod normal, se răspunde înainte de forarea printr-o combinație de reguli guvernamentale și acorduri private de distribuire a redevențelor. Modul în care sunt împărțite redevențele și modul în care sunt tratate proprietarii „deținute” poate fi mai complex decât cu un puț vertical.