Мунай илими: Эмне үчүн өтө терең кудуктарды бургулоо мынчалык кыйын?

1-кыйынчылык: Өтө терең кудуктардагы татаал басым системалары кудуктун түзүлүшүн долбоорлоону татаалдаштырат

Өтө терең кудуктар көптөгөн геологиялык формацияларга кирип, өтө татаал жана бири-бирине чырмалышкан тешикче басымынын режимдерине туш болушат. Жогорку жана төмөнкү басым зоналары алмашып турат, бул формациянын кыйрашы, түтүктүн тыгылып калышы, циркуляциянын жоголушу жана тебүү сыяктуу тез-тез жана бири-бирине байланыштуу кыйынчылыктарга алып келет. Өтө терең формациялар үчүн бургулоо маалыматтарынын жетишсиздиги бар жана тешикче басымын алдын ала айтуу үчүн жеткиликтүү сейсмикалык жана каротаждык маалыматтар чектелүү жана сапаты начар. Ишенимдүү маалымдама маалыматтардын жоктугу, бургулоо учурунда реалдуу убакыттагы басымды көзөмөлдөөгө гана таянуунун чектөөлөрү менен бирге, системанын басымын алдын ала айтууда олуттуу кыйынчылыктарга жана тактыктын төмөндүгүнө алып келет. Бул формацияны баалоодо олуттуу каталарга, түтүктөрдү орнотуу тереңдигин жана бургулоо суюктугунун тыгыздыгын туура эмес долбоорлоого жана кудуктун створунун туруксуздугунун олуттуу көйгөйлөрүнө алып келет. Азыркы технологиялар формация басымы жана тектин механикалык касиеттери сыяктуу негизги параметрлерди так алдын ала айта албайт, бул жогорку белгисиздикти жаратат жана скважинанын астындагы тобокелдиктерди башкарууну өтө кыйындатат. Практикалык чалгындоо жана өнүктүрүү муктаждыктарына таянып, скважинанын структурасын долбоорлоодо потенциалдуу тобокелдик зоналарын натыйжалуу бөлүп алуу үчүн бир же эки күтүлбөгөн каптама бөлүктөрү камтылышы керек, бул тиешелүү чыгымдарды бир топ жогорулатат.

2-кыйынчылык: Өтө терең кудуктардагы түтүктөрдүн ашыкча салмагы түтүктөрдү коопсуз иштетүүгө тоскоол болууда

Өтө терең бургулоодо сойлоп жүрүүчү ылай таш жана жогорку басымдагы туз-гипс катмарлары сыяктуу формациялар пайда болушу мүмкүн, бул корпустун деформациясына, урап түшүүсүнө жана жарылышына алып келет. Бул тобокелдиктер көбүнчө корпустун колонналарынын дубалынын калыңдыгын жогорулатуу менен азайтылат. Өтө узун цементтөө бөлүктөрү шарттарында түтүк колонналарынын ашыкча узундугу жана салмагы маселелери айкын болот. Тактап айтканда, корпустун колоннасынын салмагы 12 000 метрлик бургулоочунун коопсуз жүктөө чегинен ашып кетиши мүмкүн (900 тонна, бул 150дөн 180гө чейинки чоң африкалык пилдердин жалпы салмагына барабар). Бар болгон бургулоочунун көтөрүү жөндөмдүүлүгү мындай оор корпус колонналарын кадимкидей токтотууга, татаалдашуу учурунда чалынып кетүү операцияларын жүргүзүүгө же коопсуз иштетүү үчүн талап кылынган чоюлуу коопсуздук чегине жетүүгө жетишсиз.

15 240 метр:2022-жылдын октябрь айында ADNOC Жогорку Закум кениндеги UZ-688 горизонталдык кудугу менен эң терең кудук боюнча жаңы дүйнөлүк рекорд койду, жалпы тереңдиги (өлчөнгөн тереңдик) 15 240 метрди түздү.

3-кыйынчылык: Өтө терең кудуктардагы катуу жана татаал формациялар тектердин натыйжалуу жарылышына жана жалпы бургулоо ылдамдыгына тоскоол болот

Өтө терең кудуктардагы формациялар татаал, өтө абразивдүү жана бургулоо мүмкүнчүлүгү начар. Бургулоо мүмкүнчүлүгүн баалоо үчүн учурдагы ыкмалар жетишсиз жана алдын ала айтуу тактыгына ээ эмес, айрыкча жаңы чалгындоо аймактарында, бул бургулоочу учтарды илимий долбоорлоого жана тандоого олуттуу тоскоолдук жаратат. Бургулоочу учтардын жана кирүү ылдамдыгын (ROP) жогорулатуучу куралдардын учурдагы ассортименти чектелүү, формациянын адаптацияланышына жана ишенимдүүлүгүнө чектөөлөр бар. Алардын натыйжалуулугу начар жана жогорку температура жана жогорку басым (HTHP) шарттарындагы татаал формацияларда кызмат мөөнөтү кыска. Терең жана өтө терең кудуктарда тоо тектерин натыйжалуу жаруу үчүн жаңы технологияларды изилдөө зарыл. Гидравликалык жана механикалык энергияны берүү өтө узун кесилиштерде кыйынчылык жаратат, бургулоочу колонна боюнча сүрүлүү басымынын олуттуу жоготуулары болот, бул учтагы кубаттуулуктун жетишсиздигине алып келет жана тоо тектерин жарууну кыйындатат.

4-кыйынчылык: Өтө терең HTHP шарттарында бургулоо суюктугунун реологиясын жана скважинанын туруктуулугун сактоо

Өтө терең бургулоо 200°C ашкан кудуктун түбүндөгү температурага туш болот, бул бургулоо суюктуктарынын жогорку температурага туруктуулугуна, жогорку тыгыздыкка, тузга чыдамдуулугуна жана узак мөөнөттүү туруктуулугуна ээ болушун талап кылат. Жогорку температуралар материалдын бузулушуна алып келиши мүмкүн, жогорку басым реологиялык көзөмөлдү кыйындатат, туздун көп болушу системанын туруксуздугун күчөтөт жана узак мөөнөттүү иштөө салмактоочу материалдардын чөгүү коркунучун жаратат. Бул төрт функционалдык талаптын айкалышы эбегейсиз чоң, дээрлик чечилгис техникалык кыйынчылыктарды жаратат. Андан тышкары, учурдагы технологиялар өтө ысык формациялар салыштырмалуу муздак бургулоо суюктуктарына туш болгондо муздатуудан улам жарака кетүү же өтө жогорку температурада суунун активдүүлүгүнүн өзгөрүшүнөн улам пайда болгон кудуктун туруксуздугу сыяктуу маселелерди натыйжалуу чече албайт.

5-кыйынчылык: Өтө терең HTHP жана татаал басым шарттарында цемент аралашмаларынын жана ага байланыштуу технологиялардын жетишсиз иштеши

Өтө терең, жогорку температуралуу, узун цементтөө бөлүктөрү жана татаал басым системалары менен байланышкан шарттар цемент аралашмасынын касиеттерине, анын ичинде суспензиянын туруктуулугуна, реологиясына, газдын миграциясын көзөмөлдөөгө жана цементтин бекемдигинин туруктуулугуна өтө жогорку талаптарды коет. Суюктуктун жоголушун көзөмөлдөөчү жана басаңдатуучу заттар сыяктуу маанилүү кошулмалар өтө жогорку температураларда ажыроого же анормалдуу реакцияга кириши мүмкүн, бул функционалдык бузулууга жана жер астындагы олуттуу окуяларга алып келиши мүмкүн. Өтө жогорку температуралуу чөйрө ошондой эле цементтин бекемдигинин артка кетишине жол бербөөчү кошулма системасы менен материалдардын ортосундагы шайкештикке катуу талаптарды коет.

9396 метр:2023-жылы Тарим мунай кениндеги Гуоле 3С кудугу Азиядагы эң терең горизонталдык кудук (өлчөнгөн тереңдик) боюнча рекорд койгон.

6-тапшырма: Критикалык жабдуулардын жана шаймандардын чыдамдуулук чегинен ашып кеткен HTHP шарттары

Өтө терең кудуктар температурасы 200°Cден ашкан жана басымы 175 МПадан ашкан өтө оор шарттарга туш болушат (бул 17 500 метр тереңдиктеги суунун басымына барабар, бул Мариана коңулунун түбүндөгүдөн бир топ жогору). Көпчүлүк учурдагы жер астындагы жабдуулар үчүн температуранын чеги 175°C тегерегинде. Өтө жогорку температуралуу, кислоталуу чөйрөлөр жана күчтүү титирөөлөр менен мүнөздөлгөн катаал иштөө шарттарында шаймандар, аспаптар жана жабдуулар иштебей калууга жакын. Аларга баткак моторунун статорлорундагы жана момент соккусу менен иштөөчү шаймандардагы пломбалардагы эластомердик каучуктардын шишип кетиши жана эскириши, MWD/LWD электрондук компоненттеринин бузулушу же батареянын иштен чыгышы, ошондой эле бүтүрүү шаймандарынын басымга туруктуулугунун жетишсиздиги кирет, бул маанилүү жабдууларды жана шаймандарды иштебей калууга алып келет.

7-чакырык: Ультра терең, HTHP жана кичине диаметрлүү скважиналардагы каротаж технологиясына жаңы талаптар

Өтө терең кудуктардын тереңдиги учурдагы каротаж лебедкаларынын максималдуу иштөө чегине жакындап баратат, бул жогорку кубаттуулуктагы жүк ташуучу унааларды, жогорку чыңалуудагы кабелдерди, чоң сыйымдуулуктагы барабандарды жана жогорку бекемдиктеги көтөргүч жабдууларды камтыган энергетикалык системалар үчүн кыйынчылыктарды жаратууда. Запастагы HTHP чөйрөсү салттуу ультра-HTHP сериясындагы аспаптардын жогорку чегине жакындап баратат. Эл аралык деңгээлде мындай шарттарда электрдик сүрөткө тартуу жана ядролук магниттик-резонанстык сыяктуу адистештирилген кызматтар үчүн жетилген куралдар жок. Температуранын жана басымдын чектерине байланыштуу шаймандардын иштебей калуу коркунучу жогору, бул ийгиликсиз же сапатсыз каротажга алып келиши мүмкүн. 13 000 метрлик өтө узун кабелдердин үстүндөгү сигналдын начарлашы зым линияларын каротаждоо үчүн телеметрия системаларына олуттуу таасирин тийгизип, туруктуу байланышты камсыз кылууну кыйындатат.

8-кыйынчылык: Өтө оор HTHP шарттарында кудуктарды коопсуз жана натыйжалуу сыноодон өткөрүүнү камсыз кылуу

Газ менен толтурулган скважинанын скважинасын эсептөөлөр көрсөткөндөй, өтө терең скважиналар үчүн максималдуу күтүлгөн токтотуу басымы 100 МПадан ашышы мүмкүн, бул суутек сульфидинин болушу мүмкүн. Кеңири колдонулган скважинаны сыноо жана бүтүрүү куралдары, адатта, 70 МПа жана 175°C температурага эсептелген. Өтө терең скважиналар үчүн өндүрүштүк сыноо линиялары салыштырмалуу кичине өлчөмдөргө ээ, бирок жогорку бекемдикти талап кылат. Атайын материалдарды жана стандарттуу эмес түтүк конструкцияларын колдонуу системаны оптималдаштырууну татаалдаштырат жана чыңалуу анализин жана текшерүүнү өтө татаалдаштырат. Учурдагы жогорку тыгыздыктагы скважинаны сыноочу суюктуктар жана скважинанын астындагы сыноо куралдары өтө жогорку температурадагы операциялардын талаптарына жооп бере албай кыйналышат, бул оптималдуу суюктук системаларын жана куралдарын тандоону кыйындатат.