Drilling Fundamentals-oppitunti koostuu seuraavista aiheista:

• oppimistavoitteet
• oppitunnin Teemat

: Where, What and How

• Geologia
• kalliot

annerlaatat

• tekojärvet
• muodostumat
• vihamieliset ympäristöt
• Vaakakaivot
• Suuntakaivot
• monenväliset Kaivot
• öljykenttäpalvelut
• sopimusporaus
• maaporausurakoitsijat
• offshore-Porausurakoitsijat

on hyödyllistä jakaa sekä poraus-että tuotantoaiheet neljään perusteemaan, joiden ympärille toimintaa ohjaavat keskeiset tekijät monimutkaisuus, mukaan lukien:

• Hiilivetytyyppi, olipa kyse öljystä tai kaasusta,
• Säiliötyyppi, olipa se tavanomainen tai epätavanomainen,
• sijainti maalla tai merellä, syrjäisessä tai Ankarassa ilmastoympäristössä, ja
• lopuksi laitteet. Poraus tämä sisältää Tyyppi öljynporauslautan ja pinnan laitteet.

Learn More About Oil & Gas Drilling Fundamentals

CLICK HERE TO LEARN MORE ABOUT oil AND GAS TRAINING CERTIFICATE

Drilling – Where, What, and How

the real process of drilling a well is paljon sama kuin käyttämällä Pora suorittaa työpaja tehtävä.

• ennen porausta tehdään mittauksia, jotka osoittavat, missä porataan.
• materiaali, reiän koko ja se, kuinka syvä porata määrittää oikean tyypin poranterä
• se myös määrittää, kuinka suuri poramoottorin täytyy olla ajaa vähän pyörivässä liikkeessä.

kokonaisporauksen käsite on suhteellisen yksinkertainen. Syvällä maan pinnan alla sijaitsee mahdollinen tekojärvi. Päästäkseen käsiksi öljyyn tai kaasuun ja uuttaakseen siitä on porattava reikä eri kivien, materiaalien ja kerrosten läpi päästäkseen siihen.

öljyn-ja kaasunporauksessa tämän moduulin aiheena on ”miten” porata kaivo ja usein viimeisenä pohdittavana elementtinä. Ensin ryhmän on määriteltävä:

• missä porataan-etsintä – ja arviointityön, geologian ja mahdollisen pinnan alla olevan rakenteen perusteella
• mitä-määritetään kaivonprofiilin määrittävien altaiden ja kerrostumien perusteella, sekä syvyys että reiän koko

edellä määritellyn perusteella porausinsinööri voi kehittää ”miten”, mukaan lukien:

• optimaalinen Porauslautta
• yksityiskohtainen kaivon suunnittelu ja rakentaminen
• tarvittiin operatiivista turvallisuutta ja varautumissuunnittelua
• toiminnan tärkeät ”go”-ja ”no-go” – ratkaisupisteet

Geologia

geologia on maan muodostavan kiinteän aineen tutkimista. Tämä käsittää kaikki maanalaiset muodostumat:

• maaperä ja kivet
• maankuoren eri kerrokset
• ydin

Geologeilla on suuri osa poraustoiminnassa. Heidän etsintätutkimuksensa määrittelevät, mistä öljyä ja kaasua voisi löytyä ja millaisella kaivolla sinne pääsee parhaiten.

porauksen alkuaikoina reikien lyöminen maahan siinä toivossa, että osuisi isoon, oli käytännössä hitti ja miss Prospekti.

nykyään teknologia on päässyt pitkälle määritettäessä, missä porataan, kuinka syvälle porataan ja minkälaisia laitteita öljyn ja kaasun uuttamiseen tarvitaan, mikä on johtanut 60-70 prosentin maailmanlaajuiseen malminetsintään.

kivet

kaivon porausprosessin täytyy päästä erilaisten kivilajien läpi maahan. Kivilajit koostuvat mineraaleista tai orgaanisesta aineksesta, ja ne sijaitsevat maanalaisissa kerroksissa tai kerrostumissa kaikkialla maailmassa.

kivet voivat sisältää yhtä mineraalia, kuten vuorisuolaa ja tiettyjä kalkkikiveä, tai monia mineraaleja, kuten graniittia (kvartsi, maasälpä, kiille ja muut mineraalit).

Poraus kohtaa kolme kivilajin perustyyppiä, joista jokaisella on erilainen ominaisuus, joka vaatii eri poranterän, poranopeuden ja bittipaineen ollakseen tehokkaimmin ja turvallisesti Porattu. Ne ovat:

• magmakivi – tämä kivilaji on hyvin kovaa (kuten graniitti), ja se oli aikoinaan sulaa kiveä, joka jäähtyi ja jähmettyi.
• sedimenttikivi – tällaista kivilajia esiintyy pienemmissä kappaleissa ja se kulkeutuu tuulen tai veden mukana, kunnes se asettuu. Tämän tyyppinen kivi on hieman helpompi porata. Esimerkkejä ovat hiekkakivi ja kalkkikivi.
• Metamorfinen kivi – on seurausta olemassa olevan kiven joutumisesta äärimmäisen paineen ja lämpötilan alaiseksi, jolloin se muuttuu metamorfiseksi kiveksi. Esimerkkejä tällaisesta kivilajista ovat liuskekivi ja marmori.

tavallisimmat kivilajit (sedimentit) asettuvat ensin vaakasuoriin kerroksiin, joita kutsutaan kerrostumiksi.Ne ovat usein sitten epämuodostunut liikkeitä maankuoren.

mannerlaatat

suurimmat kivikerrostumiin vaikuttavat liikkeet liittyvät mannerlaattojen kulkeutumiseen, jota kutsutaan laattatektoniikaksi.

maankuoren uloin kerros koostuu seitsemästä mannerlaatasta, jotka kelluvat maan sulan ytimen päällä. Nämä laatat vaihtavat jatkuvasti sijaintiaan, jota kutsutaan Mannerliikunnaksi.

liikkuvilla mannerlaatoilla on kolmenlaisia rajoja: convergent tai törmäys rajoja, divergent tai levittää rajoja, ja muuttaa rajoja. Maanjäristykset, vulkaaninen toiminta, vuorten Rakentaminen ja valtamerien kaivantojen muodostuminen tapahtuvat kaikki laattojen rajoilla.

mannerlaatat ja niiden liike voivat vaikuttaa suuresti porausprosessiin, jos kaivo sijaitsee lähellä laatan törmäysrajoja, esimerkiksi Kaliforniassa on tuhansia kaivoja, monet lähellä San Andreasin siirrosta.

liikkuvat levyt voivat nopeasti muuttaa alapinnan kerrostumien koostumusta aiheuttaen porauslaitteille vaurioita ja virheellisiä säiliölukemia.

säiliöt

säiliöt ovat erimuotoisia ja-kokoisia. Yleisimpiä perinteisiä tekoaltaita teollisuuden alkuaikoina olivat hiekkakivet.

nykyään karbonaattivarastot sisältävät yli 60% maailman jäljellä olevasta öljystä. Karbonaattimuodostumat ovat monimutkaisia, heterogeenisiä, ja niissä on epäsäännöllisiä virtausreittejä ja kiertoansoja.

useimmat öljykenttien huoltoyritykset ovat keskittyneet kehittämään huipputeknologiaa monimutkaisten säiliöympäristöjen tehokkaaseen hyödyntämiseen.

muodostumat

”muodostumat” on yleisnimitys säiliötä ympäröivälle kivelle, jonka läpi on porattava päästäkseen lopulliselle maksualueelle.

Muodostumisarvio tarkoittaa porakaivosta tehdyillä mittauksilla, yleensä kaivohirsillä tai porauskokeella, analysoitua kivimäärää. Muodostumisen arviointi auttaa arvioimaan kaivon tuotantopotentiaalia ja valitsemaan kaivon valmistusmenetelmän.

muodostumisen arvioinnin tekee geologi. Keräämällä painetietoja ja nestenäytteitä muodostelmasta geologit ja kemian insinöörit voivat myös määrittää parhaan kemiallisen kaavan porausnesteille, joita tarvitaan porauspaineen säätämiseen ja pistokkaiden ajamiseen pinnalle.

painaumat

syvälle maahan hautautuneet kivet eivät ole staattisia, vaan niihin kohdistuu alati muuttuvia olosuhteita. Kivikerrokset asettavat valtavan pystysuuntaisen paineen kaivolle ja purulle. Kivet sivulle aiheuttavat vaakasuoria voimia porakaivoon.

lopullinen alapinnan lakkikivi on usein tiiviimpi ja huomattavasti vaikeampi porata läpi. On tärkeää ymmärtää nämä paineet, kun yrittää määrittää paras tapa porata pay-zone.

vihamieliset ympäristöt

kaivot ovat nykyään yli 6 000 metrin syvyydessä. Näissä hyvin syvyyksissä lämpötila poranterä voi ylittää 450 astetta F ja paine voi ylittää 15000 psi. Happamien kaasujen (H2S, CO2) ja kloridien läsnäolo tekee poraamisesta teknisen haasteen.

on tärkeää tietää, onko porauksessa vihamielisiä kaivon olosuhteita, jotta oikeat porareikäkomponentit voidaan valita.

myös porauslautan henkilökunnan suojelemiseksi on toteutettava turvatoimia.

kahden pystysuoran syvyyden (TVD)

kaksi keskeistä ulottuvuutta ovat tärkeitä kaivon suunnittelussa:

• kaivon suunniteltua päätä, mitattuna kairaputken pituudella, joka tarvitaan palkkavyöhykkeen saavuttamiseen, kutsutaan mitatuksi syvyydeksi (MD).
• kokonaiskorkeussyvyys (TVD) on riippumaton poikkeamista ja polusta, jolla päästään maksualueelle.

kaikki lautat ja laitteet on suunniteltava ja asennettava mitatun syvyyden (MD) mukaisiksi. Ennen kaikkea, oikea kamppeet on valittava. Keskeinen tekijä ajo rig valinta on se kyky kääntää Pora merkkijono-mitataan hevosen teho.

TVD on tärkeä, koska se antaa porausinsinöörille käsityksen paineista ja lämpötiloista, jotka vaikuttavat poran naruun ja poranterään.

Vaakakaivot

huolimatta siitä, että useimmat öljy-ja kaasuesiintymät ovat leveämpiä kuin paksuja, yli vuosisadan ajan pystyporaus pysyi suositeltavana menetelmänä. Vaakasuora kaivo on kalliimpi, mutta sillä voidaan saavuttaa maanalaisia tavoitteita, joita ei pystyporakaivolla helposti saavutettaisi.

koska vaakakaivot voivat tyhjentää suuremman alueen, tarvitaan vähemmän, mikä tarkoittaa vähemmän pintainfrastruktuuria. Tämä pienempi jalanjälki tekee horisontaalisesta porauksesta ihanteellisen altaille, jotka ovat matalia, levittäytyneitä, murtuneita tai herkkiä ympäristöjä.

nämä tekijät ja tekniikan kehitys, jotka ovat tehneet vaakakaivoista kaupallisesti kannattavia, ovat johtaneet siihen, että vaakakaivojen määrä on kasvanut Yhdysvalloissa 20-kertaiseksi kahden viime vuosikymmenen aikana.

pystysuoralla kaivolla geologin tehtävä on ensisijaisesti arvioida ”mitä on porattu.”Vaakakaivojen geologit ovat nyt osa porausoperaatiota, aktiivisesti mukana ohjaamassa kaivoa haluttua profiilia pitkin ja vastaamassa palautetietoihin porauksen tapahtuessa.

poikkeavat kuopat

poikkeama on kulma, jossa kaivo poikkeaa 90°: n pystyasennosta.

useimmat poikkeamat tapahtuvat luonnollisesti johtuen poranarun joustavuudesta ja reaktiosta porausreikärakenteisiin, kuten läpi porattavien kalliopohjien upotuksiin.

kaivosta voidaan tietoisesti poiketa, jotta vältettäisiin riskialttiit esteet tai päästäisiin ylimääräisiin altaisiin. Kaivoja myös poiketaan, jotta vältetään alapinnat, jotka voivat sisältää suuria pitoisuuksia myrkyllistä kaasua.

nykyään kaivoja käännetään yleisesti vaakatasoon:

• lisää altistumista tuotantoalueille
• leikkaa suuremman määrän murtumia
• seuraa monimutkaista rakennetta

kaivoista usein poiketaan käyttämällä poranaruun kiinnitettyä ohjausmekanismia.

Suuntaporaus

Suuntaporaus on kaivon tarkoituksellista poikkeamista siitä polusta, jonka se luonnollisesti kulkisi.

Tämä saavutetaan käyttämällä erikoistuneita porauslaitteita, kuten piiskaniskuja, mutamoottoreita ja BHA-kokoonpanoja (bottomhole assembly).

Porareikälaitteet mittaavat porausreiän kulkua jatkuvasti kolmiulotteisesti. Datalinkit pintaan viestivät näistä mittauksista, jotta mutamoottoreita ja BHA-komponentteja voidaan säätää jatkuvasti.

suuntaava porakone voi myös muuttaa muita porausparametreja, kuten poranterän painoa ja pyörivän pöydän nopeutta ohjaamaan bittiä haluttuun suuntaavaan polkuun.

monenväliset Kaivot

jalanjäljen pieneneminen johtuu myös siitä, että samasta alustasta porataan useita vaakasuoria kaivoja. Yleisin menetelmä on, jossa poraaja siirtää lautaa muutaman metrin ja aloittaa toisen pystysuoran akselin.

samasta pystysuorasta porakaivosta on myös mahdollista porata useita kaivoja. Tässä monenväliseksi poraukseksi kutsutussa tekniikassa samasta päävarresta voidaan porata kaksi tai kolme vaakasuoraa porakaivoa, joista kukin on muutaman sadan tai muutaman tuhannen metrin pituinen, kuten puun tai kynttelikön oksat. Tämä tekniikka on erityisen yleinen offshore tai ympäristön kannalta herkkä maalla paikoissa.

monenkeskinen poraus luo hyvin tuottavan viemäriverkoston altaisiin, joissa on paljon eristettyjä öljy-tai kaasutaskuja.

monenvälisen poraus-ja viimeistelyteknologian edistyminen lupaa vähentää kaivokustannuksia, lisätä joustavuutta ja lisätä toiminnanharjoittajan tuottopotentiaalia.

TAML (Technical Advancement of Multilaterals)-yhteishanke perustettiin vuonna 1997 valistamaan teollisuutta monenvälisten kaivojen eduista.

Multilateraalit ovat osoittautuneet menestyksekkäiksi erilaisissa poraustuotantosovelluksissa, mutta TAML: n jäsenten mielestä teollisuus ei vieläkään tunnista tekniikan kaikkia mahdollisuuksia.

joidenkin arvioiden mukaan maailmassa vuosittain porattavista 60 000-70 000 öljy-ja kaasulähteestä 10 prosenttia on monenkeskisiä ehdokkaita, kun TAML: n mukaan osuus on jopa 75 prosenttia.

Öljykenttäpalvelut

kuten Independent Petroleum Association of America (IPAA) – järjestön kaavio osoittaa tyypilliselle yhdysvaltalaiselle porauskaivolle vuosina 2003-2004:

• porauslautat ovat noin 30% kaivokustannuksista
• korkealaatuisen teräksen OCTG (öljymaan putkituotteet) ovat toinen suuri kustannustekijä, noin 14% kaivokustannuksista. Niitä tarjoavat globaalit teräsvalmistajat.
• ryhmänä tekniset palvelut, kuten sementointi, porausliejun käsittely ja porauskaivon testaus, muodostavat vielä 19% porauskaivon kustannuksista.
• suurimpaan jäljelle jäävään sekalaiseen luokkaan (20% porausreiän kustannuksista) kuuluvat kulkureitit, laitteet, putkitarkastukset, lautan materiaalit ja tarvikkeet, hylsyn miehistöt jne.

huomaa, että nämä prosentit ovat vain suuntaisia. No kustannukset, erityisesti hinta per jalka, vaihtelee alueen ja säiliö rakenteet jne. Suuntaporaus ja useat murtohoidot lisäävät kustannuksia monissa paikoissa. Pidetään kiinteä hinta, rig kustannukset on suurempi prosenttiosuus matala hyvin.

viime aikoina kaikkien tavaroiden ja palvelujen kustannukset ovat olleet nousussa tiukkojen toimitusten vuoksi.

Sopimusporaus

nykyään suurin osa maailmanlaajuisesta porauslautakannasta on sopimusporausyhtiöiden omistuksessa.

tyypillisesti tehdään määräaikainen sopimus e&p-operaattorin ja sopimusporaajan välillä. E&P-operaattoreille tarjotut lautapalvelut sisältävät kokenutta henkilökuntaa ja erikoislaitteita.

Poraussopimukset voivat olla tyyppien sekoituksia riippuen:

• yleinen E&p meno suhdannekierto
• öljynporauslautan markkinatyyppi, eli Yhdysvallat vs. ulkomainen sijainti ja esim. maalla vs. offshore
• porauslautan saatavuus johtuen uudisrakentamisesta ja tällä hetkellä urakoitsijana olevista

Maaporausurakoitsijat

urakoitsijan toimittama Porauslautta on kaivon porauksen suurin yksittäinen kustannus. Tulojen perusteella öljynporauslautan urakoitsijat ovat öljykenttien Palvelualojen suurin segmentti.

kaikki onshore-kaivot porataan pinnalta maanporauslautalla. Land lautat voivat olla myös jackknife ja helikopteri lautat, jotka voidaan hajottaa tarpeeksi pieniin osiin, jotka voidaan kuljettaa syrjäiseen maa-paikkaan kuorma-autolla tai helikopterilla. Onshore rig teollisuus on yleensä paikallinen teollisuus, koska kustannukset siirtää lautat alueellisesti tai kansainvälisesti voi olla korkea.

korkea öljyn hinta tekee vanhojen kenttien tutkimisesta ja kunnostamisesta kannattavaa, mikä tuottaa toimintaa kevyille työlautoille ja coiled tubing drilling (CTD) – järjestelmille.

USA: ssa Uusi ryntäys syvien liuskekaasujen poraamiseen vaatii suurempia teholauttoja (1 500 hv ja enemmän). Nämä kaivot ovat yksi kalleimmista vaihtoehdoista e&P-operaattorin suunnitelmassa. Jos maakaasun hinta laskee, näiden kaivojen poraamista voidaan rajoittaa.

Offshore-Porausurakoitsijat

Offshore-lautat ovat massiivisia, itseliikkuvia, puoliksi upotettavia lautoja ja porausaluksia, jotka on suunniteltu toimimaan tuhansien metrien vesissä.

offshore-öljyn-ja kaasunporauspalvelujen markkinat laajenevat edelleen ja uudet rakennukset paisuttavat laivastoja.

vuoden 2008 puolivälistä lähtien yli 90% maailman liikkuvista offshore-porausyksiköistä oli öljyn & Gas Journal-lehden mukaan sopimuksen alaisia.

malminetsintäkaivojen lisäksi operaattorit ovat sitoneet suuria määriä pääomaa suurhankkeiden poraamiseen ja kehittämiseen ympäri maailmaa. Jotkut analyytikot sanovat, että nämä uudet hankkeet menevät eteenpäin raakaöljyn hinta 50-60 dollaria välillä.

Offshore – öljynporauslautan sopimukset venyvät nyt lähes 2 vuoteen vastauksena:

• kasvava kysyntä
• porauslautan saatavuuden heikentyminen
• uudisrakentamisen pitkät läpimenoajat valmistuksen ja laitteiden pullonkaulojen vuoksi