Perforación de pozos de petróleo y gas. Características del diseño de pozos petroleros.

El gas y el petróleo son minerales a partir de los cuales se produce el combustible. Este es el combustible que más consume la humanidad. El petróleo comenzó a extraerse hace relativamente mucho tiempo, pero la era de la producción intensiva de "oro negro" comenzó en los siglos XIX y XX.

Hoy en día, más del 60% de las reservas mundiales de petróleo se concentran en Medio Oriente y los principales consumidores son los Estados Unidos de América y Europa. Desde los años noventa (debido al desarrollo de fuentes de energía alternativas), la tasa de producción de petróleo ha ido disminuyendo gradualmente.

Etapas de desarrollo del pozo

Hay varias etapas en el desarrollo de un pozo petrolero:

1. Dominar el objeto. Representa una mayor producción de petróleo con una saturación mínima de agua, una reducción intensiva de la presión en el yacimiento, un aumento en el número de pozos y tasas de recuperación de petróleo limitadas al 10%. La duración del estudio puede ser de hasta 5 años. La condición para la finalización del desarrollo se entiende como una disminución de la producción en un año en relación con la cantidad total de reservas de materias primas.
2. Garantizando tasas de producción elevadas y constantes, limitadas al 3-17%, dependiendo de la viscosidad del aceite. La duración del tiempo de producción puede variar de un año a siete años. El número de pozos también está creciendo debido a la explotación de reservas, pero algunos de los antiguos están siendo cerrados. Esto depende de la saturación de agua del aceite, que puede llegar hasta el 65%. Por tanto, la recuperación de petróleo puede ser de aproximadamente el 30-50%. La extracción de recursos naturales en algunas explotaciones se realiza de forma forzada, mediante bombeo mecánico.
3. Producción reducida. Las tasas de recuperación de petróleo caen al 10% anual y la intensidad de producción se reduce al 1%. Cada pozo cambia a un método de bombeo mecánico. El número de pozos en reserva está disminuyendo rápidamente. La saturación de agua de las capas puede alcanzar el 85%. Esta es la etapa más difícil, porque es necesario reducir el ritmo de bombeo de petróleo. Es bastante difícil calcular la diferencia de indicadores entre la etapa anterior y la actual, porque la diferencia en el coeficiente durante varios años de producción suele ser mínima. Durante estas tres etapas, la recuperación de capas de petróleo alcanza el 90% del volumen total.
4. Etapa final. La extracción de petróleo se reduce al 1% y el coeficiente de inyección de agua aumenta al nivel máximo, desde el 98%. Se completa la producción de pozos petroleros y luego se cierran. Pero la duración de esta etapa puede variar y llegar a los 20 años.

Diseño

Las cualidades estructurales de los pozos petroleros están garantizadas por:

1. Estabilidad mecánica de la parte de la formación adyacente al fondo.
2. Posibilidad de bajar equipos de fondo de pozo al interior del pozo, evitando el colapso de la formación.
3. Fuerte conexión hidrodinámica entre los yacimientos de petróleo y el fondo del pozo.
4. Posibilidad de producir petróleo a partir de aquellas formaciones que se encuentran saturadas de material natural, aislando lugares saturados de gas y agua, si no se planifica la producción a partir de ellas.
5. Posibilidad de utilizar el sistema de drenaje de toda la capa saturada de petróleo.

Diseños típicos de pozos de producción de petróleo en el fondo de pozo.

Con el método de sacrificio abierto, se utiliza el siguiente método: la zapata del pozo se recubre y se cementa inmediatamente antes de que comience la formación. A continuación, se abre el depósito de petróleo, mientras que la sarta del pozo permanece abierta. Este diseño se instala solo si:

• la roca es bastante densa, homogénea y no presenta capas de gas ni de agua;
• hay datos claros sobre el techo y el fondo del pozo incluso antes de instalar el equipo y abrir la capa;
• con pequeños espesores de capas que no necesitan ser reparadas;
• si no es necesario abrir formaciones de reserva cercanas.

La ventaja de este método de sacrificio son sus cualidades hidrodinámicas. Estos pozos se consideran muestras ideales. Sin embargo, existen desventajas. Existe amenaza de colapso, lo que limita la apertura parcial de las formaciones de reserva debido al impacto de las plataformas de perforación sobre ellas.

Las caras de filtración tienen dos tipos de diseño:

1. Se perfora la excavación hasta el fondo de la capa, se instala una carcasa, en la que se perforan agujeros previamente contra el espesor de la capa de aceite, y al final se rellena con cemento. Este diseño es idéntico al diseño de pozo abierto, pero hay un soporte del pozo más efectivo, lo que garantiza la preservación de la columna en caso de un colapso parcial.
2. La zapata de la columna se cementa antes de llegar a la cima de la formación. Se instala un filtro con una pequeña fracción de orificios en la parte abierta de la capa y se sella el espacio entre esta y la columna. Este diseño evita que entre arena al pozo.

El diseño con filtros instalados en el frente se utiliza con mucha menos frecuencia que los abiertos, exclusivamente para filtrar obstrucciones de arena en el desarrollo de capas propensas a la arena.

También hay pozos de fondo perforados. Estos diseños están muy extendidos. Las tasas de uso alcanzan el 90%. Al diseñar un pozo, se hace una marca en la formación, hasta el nivel al que se perfora la sarta del pozo. La parte inferior alcanza el nivel más productivo del yacimiento de petróleo y se explora mediante medios geofísicos. Esto le permite identificar intervalos saturados de agua, gas y petróleo para un funcionamiento más preciso de la instalación. Este diseño tiene una serie de ventajas:

• se han simplificado las características tecnológicas de la colocación de pozos y la investigación geofísica;
• se mantiene un aislamiento eficaz de las capas adyacentes;
• existe la oportunidad de abrir reservas, formaciones saturadas de petróleo;
• Se permite la carga en marcas adicionales de la zona de la boca del pozo;
• la posibilidad de operación a largo plazo del pozo y la preservación de su sección de perforación.

Este tipo de orificio de fondo perforado no protegerá el pozo de la aparición de atascos de arena en capas propensas a dichos atascos. Para garantizar la protección, es necesario instalar filtros adicionales con una pequeña fracción de orificios para atrapar partículas pequeñas. Sin embargo, esto aumenta drásticamente la resistencia de los filtros al fluido de formación entrante.

Secuencia de operaciones al perforar pozos.

Al perforar pozos petroleros, la secuencia de operaciones es la siguiente:

1. La roca se destruye mediante un mecanismo de perforación, después de lo cual se profundiza la sarta del pozo.
2. Las partes destruidas se retiran del agujero de la tierra a la superficie.
3. Se instala un pozo de petróleo y luego se refuerza con cemento hasta un cierto nivel.
4. Se están realizando estudios y mediciones geofísicas.
5. La columna desciende hasta la marca de la formación saturada de petróleo, que se abre y se bombea el recurso.

Construcción

La etapa inicial de la construcción de un pozo petrolero implica la extracción de roca con una profundidad y un diámetro de 30 my 40 cm, respectivamente. Se baja una tubería hasta el fondo, que debería indicar la dirección de perforación. El espacio cercano a la tubería se cementa, después de lo cual se coloca un pozo en la tubería y se baja ya con un diámetro menor de 500 a 800 metros en condiciones de funcionamiento. Esta sección está minada y cementada para aislar capas de roca inestables.

Además, el proceso de perforación se vuelve más complejo y el acceso a la profundidad de trabajo de la capa de petróleo se ralentiza significativamente. Esto depende del hecho de que a veces los yacimientos efectivos se encuentran en forma de varias capas y la extracción de petróleo debe realizarse desde un área de reserva más profunda. En tal situación, se introduce una columna mediocre, que se cementa en la parte exterior.

Después de alcanzar el nivel operativo requerido, se instala la columna de producción principal, que está diseñada no solo para bombear gas y petróleo, sino también para introducir la cantidad requerida de agua para lograr la presión requerida. En sus paredes laterales hay orificios, la capa de cemento es diferente a las capas de otras columnas, se utilizan equipos adicionales: centralizadores, válvulas de retención, empacadores, etc., lo que diferencia la columna de las convencionales.

Explotación

El funcionamiento de los pozos petroleros depende de la presión en las formaciones y se divide en varias formas:

1. Fuente. Se lleva a cabo debido a la presión del gas y el agua en el espacio entre capas. Es el tipo de producción más común y económico.
2. Bombeo. Se lleva a cabo mediante unidades de bombeo que destilan el petróleo directamente en el pozo.
3. Elevación a gas. Se lleva a cabo introduciendo gas a alta presión en la formación debido a la falta del mismo en los depósitos.

Tipos de modos de explotación de depósitos.

Se distinguen los siguientes tipos de modos de operación de pozos.

El régimen de presión del agua implica la succión y el movimiento de los depósitos de petróleo a través de espacios abiertos entre capas debido al agua en contacto con ellos. Los modos se dividen en:

• Duro: el petróleo llega a los pozos con la ayuda de aguas interestatales. Esto le permite aumentar el factor de recuperación de petróleo.
• Elástico: prevé la compresión elástica de los recursos hídricos, durante la cual se acumula energía, lo que permite la expansión del espacio entre capas de roca y el movimiento del recurso hacia el pozo petrolero.

Las empresas especializadas en este campo pueden utilizar varios métodos, pero mucho depende del tipo de pozo.

El modo de presión de gas es similar al modo de presión de agua, pero el funcionamiento de la mina se lleva a cabo en las capas superiores mediante la presión del espacio de gas. Debido a esto, el gas desplaza los depósitos de petróleo a la superficie hacia el pozo. Pero si los depósitos de gas se encuentran cerca de un pozo, pueden penetrar en él, lo que reduce significativamente el flujo de petróleo. Por tanto, existe el riesgo de una disminución del coeficiente de producción útil.

El gas disuelto se utiliza en yacimientos de petróleo que no tienen gas y tienen poca agua. El gas disuelto se utiliza para exprimir el petróleo. Se libera de los campos petrolíferos y se propaga a través de los huecos. El gas desplaza al petróleo en parte debido a la baja presión y energía del gas entre las formaciones. El factor de recuperación de petróleo en este modo es bastante bajo.

El modo de gravedad se proporciona cuando hay una ausencia total de energía en las formaciones. La producción de petróleo se produce únicamente debido a la gravedad del petróleo mismo con la ayuda de pozos de perforación inclinados.

Perforación de pozos de petróleo y gas.

Dependiendo de la ubicación de las formaciones, la perforación puede ser vertical, horizontal o inclinada. Después de preparar el territorio y completar los documentos, comienza el trabajo preparatorio.

Utilizando equipos de perforación, el pozo se penetra en la roca hasta una cierta profundidad, las tuberías se combinan en columnas y luego se aseguran con cemento para evitar el colapso de la roca. Cuando la columna llega a la zona de trabajo, se abre el depósito de aceite y comienza el proceso directo de bombeo de la materia prima.

Tecnología de perforación

Los trabajos de perforación son una operación tecnológica muy compleja que implica varios pasos posteriores. Con una plataforma de perforación se inserta un pozo de alta resistencia en la roca terrestre. La tecnología para la perforación de pozos petroleros es la siguiente:

1. La excavación se realiza de tal manera que la roca se destruye mediante un potente impacto de perforación.
2. El exceso de roca perforada se retira del pozo.
3. El pozo de la mina está reforzado con columnas de revestimiento.
4. Las rocas se examinan mediante el método geofísico y se determina la dirección de perforación.
5. La columna final se baja a la profundidad de trabajo requerida y se cementa.

La tecnología para perforar pozos de petróleo y gas proporciona dos métodos:

1. El mecánico es el más común. Con potentes martillos neumáticos se destruye la capa de tierra y se elimina el exceso de roca con lodo de perforación o gas. Se divide en subtipos: rotacional, de impacto.
2. No mecánico:

• térmico;
• explosivo;
• hidráulico;
• pulso electrico

La perforación se realiza utilizando equipos de perforación especializados, herramientas profesionales y un conjunto de equipos terrestres utilizados para la instalación, bombeo y mantenimiento de las estaciones.

La instalación consta de: equipo para operaciones de disparo, torre de perforación, estructura de torre, accionamiento de potencia, equipo terrestre y sistema de suministro de fluido de perforación. La finalización exitosa del proceso tecnológico depende directamente de las propiedades del fluido de perforación, que se prepara a base de agua o petróleo.

El primer pozo de petróleo en Bakú

Un dato interesante es que la primera producción de petróleo del mundo se instaló en Bakú, cuando la ciudad era parte de Rusia. Fueron los científicos de Bakú quienes desarrollaron el método de perforación inclinada, que se utiliza en todo el mundo. El primer pozo de petróleo se construyó en Bakú en 1846. Se trata de colocar el depósito a gran distancia de la unidad de bombeo. Se ha desarrollado un método en el que las bombas de lodo están ramificadas, lo que permite bombear petróleo desde múltiples fuentes simultáneamente. Así, la cantidad de petróleo extraído en la zona mediante plataformas de perforación ascendía en 1890 a casi diecisiete millones de barriles. Y en 1901, el porcentaje mundial de producción de petróleo en esta región era del 95%.

En resumen, en su interior se desarrollan dos procesos principales:
separación de gas de líquido- La entrada de gas en la bomba puede alterar su funcionamiento. Para ello se utilizan separadores de gases (o un separador de gases-dispersante, o simplemente un dispersante, o un separador de gases dual, o incluso un separador de gases-dispersante dual). Además, para el funcionamiento normal de la bomba, es necesario filtrar la arena y las impurezas sólidas contenidas en el líquido.
ascenso del líquido a la superficie- la bomba consta de muchos impulsores o impulsores que, al girar, imparten aceleración al líquido.

Como ya escribí, las bombas sumergibles centrífugas eléctricas se pueden utilizar en pozos petroleros profundos e inclinados (e incluso horizontales), en pozos con abundante agua, en pozos con aguas de bromuro de yodo, con alta salinidad de aguas de formación, para extraer sal y soluciones ácidas. Además, se han desarrollado y producido bombas centrífugas eléctricas para el funcionamiento simultáneo y separado de varios horizontes en un pozo. A veces, las bombas centrífugas eléctricas también se utilizan para bombear agua de formación salina a un yacimiento de petróleo con el fin de mantener la presión del yacimiento.

El ESP ensamblado se ve así:

Una vez que el líquido sale a la superficie, se debe preparar para su transferencia a la tubería. Los productos provenientes de los pozos de petróleo y gas no representan petróleo y gas puros, respectivamente. El agua producida, el gas asociado (petróleo) y las partículas sólidas de impurezas mecánicas (rocas, cemento endurecido) provienen de pozos junto con el petróleo.
El agua producida es un medio altamente mineralizado con un contenido de sal de hasta 300 g/l. El contenido de agua de formación en el petróleo puede alcanzar el 80%. El agua mineral provoca una mayor destrucción corrosiva de tuberías y tanques; Las partículas sólidas provenientes del flujo de petróleo del pozo causan desgaste en tuberías y equipos. El gas asociado (petróleo) se utiliza como materia prima y combustible. Es técnica y económicamente conveniente someter el petróleo a un tratamiento especial antes de su alimentación al oleoducto principal para desalarlo, deshidratarlo, desgasificarlo y eliminar las partículas sólidas.

En primer lugar, el petróleo entra en las unidades automatizadas de dosificación grupal (AGZU). Desde cada pozo, a través de un oleoducto individual, se suministra petróleo a AGZU junto con gas y agua de formación. El AGZU registra la cantidad exacta de petróleo que sale de cada pozo, así como la separación primaria para la separación parcial del agua de formación, gas de petróleo e impurezas mecánicas con la dirección del gas separado a través del gasoducto hasta la GPP (planta de procesamiento de gas). .

Todos los datos sobre la producción (caudal diario, presión, etc.) son registrados por los operadores en la casa de culto. Luego, estos datos se analizan y se tienen en cuenta a la hora de elegir un modo de producción.
Por cierto, lectores, ¿alguien sabe por qué se llama así la casa de culto?

Además, el petróleo parcialmente separado del agua y las impurezas se envía a la unidad compleja de tratamiento de petróleo (UKPN) para su purificación final y entrega al oleoducto principal. Sin embargo, en nuestro caso, el petróleo pasa primero a la estación de bombeo de refuerzo (BPS).

Como regla general, los BPS se utilizan en campos remotos. La necesidad de utilizar estaciones de bombeo de refuerzo se debe al hecho de que a menudo en estos campos la energía del yacimiento de petróleo y gas no es suficiente para transportar la mezcla de petróleo y gas a la UKPN.
Las estaciones de bombeo de refuerzo también cumplen las funciones de separar el petróleo del gas, limpiar el gas del líquido que cae y posteriormente transportar por separado los hidrocarburos. En este caso, el aceite se bombea mediante una bomba centrífuga y el gas se bombea bajo presión de separación. Los DNS difieren en tipos dependiendo de la capacidad de pasar varios líquidos a través de ellos. Una estación de bombeo de refuerzo de ciclo completo consta de un tanque de compensación, una unidad para recolectar y bombear las fugas de aceite, la propia unidad de bombeo y un grupo de bujías para la liberación de gas de emergencia.

En los campos petroleros, después de pasar por las unidades de medición del grupo, el petróleo se lleva a tanques de compensación y, después de la separación, ingresa al tanque de compensación para garantizar un suministro uniforme de aceite a la bomba de transferencia.

UKPN es una pequeña planta donde el aceite se somete a la preparación final:

• Desgasificación(separación final del gas del petróleo)
• Deshidración(destrucción de la emulsión agua-aceite formada durante el levantamiento de productos del pozo y su transporte al UKPF)
• desalinización(eliminación de sales añadiendo agua dulce y redeshidratando)
• Estabilización(eliminación de fracciones ligeras para reducir las pérdidas de petróleo durante su transporte posterior)

Para una preparación más eficaz se suelen utilizar métodos químicos y termoquímicos, así como deshidratación eléctrica y desalación.
El petróleo preparado (comercializable) se envía a una flota de productos básicos, que incluye tanques de diversas capacidades: de 1.000 m³ a 50.000 m³. A continuación, el petróleo se alimenta a través de la estación de bombeo principal al oleoducto principal y se envía para su procesamiento. Pero hablaremos de eso en el próximo post :)

En versiones anteriores:
¿Cómo perforar tu pozo? Conceptos básicos de perforación de petróleo y gas en una sola publicación -

Bien Se llama mina cilíndrica a la que se construye sin acceso humano al frente y tiene un diámetro muchas veces menor que la longitud.

Excavación - Esta es una depresión artificial en las entrañas de la tierra. El comienzo del pozo se llama. boca, abajo - rostro, superficies laterales - paredes o barril.

Los pozos para diversos fines son estructuras costosas y de capital que han estado en funcionamiento durante décadas.

Los pozos están diseñados para extraer minerales, inyectar diversos agentes en formaciones, controlar el desarrollo de depósitos, etc.

Un pozo abierto no asegurado no representa un canal confiable para conectar la formación productiva con la superficie debido a la inestabilidad de las rocas, la presencia de capas saturadas con diversos fluidos (agua, petróleo, gas, mezclas de los mismos), que se encuentran bajo diferentes presiones, etc.

El pozo se asegura y las capas se aíslan mediante tuberías llamadas caja, y todas las tuberías drenadas representan caja.

Para la fijación del pozo se utilizan tubos de acero especiales de distintos surtidos según la calidad y el diámetro del acero.

Para evitar el flujo de varios fluidos de una formación a otra, el espacio anular entre la pared del pozo y la sarta de revestimiento que se introduce en ella se llena con material de obturación con rellenos inertes y activos, con reactivos químicos mediante bombas.

De los conglomerantes, los cementos de cemento Portland son los más utilizados.

Por lo tanto, el proceso de separación de capas en sí se llama cementación.

En el proceso de perforación de pozos, hay capas de roca donde son posibles diversas complicaciones, sin las cuales es imposible seguir perforando sin eliminarlas bajando sartas de revestimiento adicionales.

Como resultado, se crea una estructura subterránea estable de cierto diseño.

Bien diseño significa un conjunto de datos sobre el número (d, l) de sartas de revestimiento, diámetros de pozo para cada sarta, intervalos de cementación, así como métodos para conectar el pozo a la formación productiva.

El concepto incluye información sobre los diámetros, espesores de pared y grados de acero de las tuberías de revestimiento y el equipo en la parte inferior de la sarta de revestimiento. estructuras de carcasa- equipo de sarta de revestimiento.

Se bajan sartas de revestimiento para fines especiales al pozo. Ésta es la dirección, el conductor, las ondas intermedias, la columna de producción.

Dirección

La dirección se baja al pozo para evitar la erosión y el colapso de las rocas de las paredes del pozo y para conectar el pozo con las canaletas del sistema de tratamiento. La dirección está cementada en toda su longitud. La longitud de la dirección varía de varios metros a cientos de metros dependiendo de la sección de la roca y las condiciones de perforación (mar, pantano, suelo limoso y suelto, etc.).

Conductor

El conductor cubre la parte superior de la sección geológica de rocas inestables, capas saturadas de agua y otros fluidos, absorbiendo el fluido de lavado o llevando los fluidos de formación a la superficie. El conductor debe cubrir todas las capas de agua dulce. En el conductor se instala un equipo de prevención de explosiones; en la boca del pozo, el conductor también sirve como soporte para suspender las columnas posteriores.

Columna de producción

La sarta de producción se baja al pozo para extraer petróleo, gas o inyectar agua o gas en el horizonte productivo para mantener la presión del yacimiento.

La sarta de producción en pozos de gas y exploración se encuentra completamente cementada. En pozos de petróleo, ya sea en toda su longitud o con una superposición de la columna anterior de 100 m.

columna intermedia

Las columnas intermedias se bajan si la perforación es imposible sin aislar primero las zonas de complicaciones (espectáculos, absorción, colapsos).

Las columnas intermedias pueden ser continuas, es decir, descienden desde la boca hasta el fondo y no son continuas, las llamadas mangos.

Cabe señalar que cuanto más avanzada sea la tecnología de perforación y menos complejas sean las condiciones geológicas, más simple será el diseño del pozo y menor será el costo de su construcción. El eje del pozo casi siempre tiene una curvatura espacial, sin embargo, cuando la intensidad de la curvatura es baja (menos de 0,1 o fracción de grado por 10 m de longitud del barril), el pozo se llama vertical(con una desviación total de no más de 1-2 o).

Cuando la intensidad de curvatura del pozo es alta, se le llama retorcido.

Los pozos especialmente doblados en los ángulos requeridos con una intensidad determinada y en una dirección determinada se denominan oblicuamente - dirigido.

Cuando la desviación de la vertical es de 90 o, los pozos se llaman horizontal.

Se forman varios pozos direccionales ubicados cerca (varios metros entre las desembocaduras) arbusto. La perforación de yacimientos se denomina así. perforación en racimo.

Pozo de varias filas- Este es un pozo en el que se bajan varias sartas de producción una al lado de la otra para producir simultáneamente petróleo de varios horizontes con diferentes presiones de yacimiento.

Para aumentar el área de drenaje, a veces se perforan varios pozos inclinados adicionales desde la formación principal. Estos pozos se llaman múltiples agujeros.

Hay pozos de diámetro grande, normal, reducido y pequeño.

Los pozos de gran diámetro superan los 760 mm.

Los pozos perforados con broca de 190,5 mm tienen un diámetro reducido.

Pozos de menos de 1000 m de profundidad - pequeño pozos, hasta 5000 m - profundo, arriba - súper profundo.

En el proceso de perforación profunda de pozos petroleros, surge la necesidad de asegurar sus paredes. Esto debe hacerse para lograr los siguientes objetivos:

Figura 1. Diagrama de diseño de pozo.

• consolidación y cementación de rocas inestables;
• separación de acuíferos;
• separación de formaciones petrolíferas y gasíferas de un pozo;
• crear un canal sellado para el ascenso sin obstáculos de petróleo y gas a la superficie;
• reduciendo las pérdidas hidráulicas.

La separación y fijación de las paredes del pozo se realiza mediante tuberías de revestimiento, y el espacio entre las tuberías de revestimiento y la pared de excavación se cementa con una solución especial. Este proceso se llama cementación.

La ubicación de las tuberías de revestimiento en el pozo, su diámetro, la profundidad de descenso, la altura de cementación y los diámetros de las brocas determinan el diseño del pozo. El diseño en sí es un conjunto de elementos de soporte del pozo que indican las dimensiones laterales, profundidad y longitud, lo que asegura su correcta exploración, evaluación, perforación, producción y operación. Se presta cada vez más atención al sacrificio.

El diseño del pozo está determinado por el proyecto técnico de desarrollo, construcción y perforación para una región específica. Su objetivo principal es la perforación sin obstáculos hasta una profundidad determinada para abrir formaciones productivas de petróleo y gas en el sistema general de producción y desarrollo de yacimientos. El esquema de diseño depende directamente de una serie de factores, a saber:

• estructura geológica;
• métodos y métodos de operaciones de perforación;
• propósito directo del pozo;
• tecnologías para la apertura de formaciones productivas;
• requerimientos de seguridad.

Tecnología no convencional para la fijación de sartas de revestimiento de pozos.

La confiabilidad, el costo presupuestario, la tasa de débito y el funcionamiento a largo plazo de un pozo de petróleo o gas dependen de la exactitud de las decisiones de diseño. El diseño de trabajo debe contener una gama completa de decisiones y justificaciones sobre cuestiones de revestimiento de pozos, teniendo en cuenta la ubicación geográfica de la región y las condiciones geológicas de las operaciones de perforación.

Esto es, en primer lugar, una justificación para el diseño de varias secciones del pozo, métodos e intervalos para cementar el revestimiento, cálculo y selección de materiales para el revestimiento, toma de decisiones técnicas sobre los métodos para abrir formaciones de petróleo y gas, aumentando la estabilidad. del pozo e instalación de impermeabilización.

Los datos iniciales para el diseño y justificación de la estructura deben incluir:

• coordenadas de la ubicación de la boca;
• profundidades y métodos de perforación;
• diámetros de columna a intervalos y dependiendo del débito esperado;
• datos sobre la geología de la región y secciones geológicas;
• características de la roca aplicables a los métodos de perforación;
• presencia y composición de fluidos de formación;
• tipo y finalidad del pozo;
• perfil;
• datos sobre intervalos de estratos productivos;
• métodos de operación;
• presión dentro de las formaciones;
• presión para fracturación hidráulica.

En la Fig. 1 muestra varios diagramas de diseño de pozos:

• a - perfil del pozo;
• b - disposición concéntrica de columnas;
• c - diagrama gráfico del diseño de la excavación;
• d - diagrama de trabajo.

Un método para determinar el caudal de un pozo de petróleo por líquido y un dispositivo para su implementación.

Al elaborar un diagrama de trabajo, en la parte superior se indica el diámetro de cada fila de columnas de carcasa en milímetros y en la parte inferior, la profundidad de instalación en metros. La altura de subida del mortero de cemento se muestra mediante sombreado, indicando el punto final en metros. El diagrama también indica el número de broca para operaciones de perforación.

El diseño del pozo puede incluir las siguientes columnas:

1. Dirección. Esta columna se baja primero, tiene poca profundidad y se instala antes de que comience la perforación. Su función es proteger la boca de la destrucción, colapso y erosión por el fluido de perforación.
2. Conductor. Esta columna se instala después de la dirección y sirve para retener acuíferos y capas superiores de roca débilmente resistentes. A continuación, se monta el zapato. Este es un tubo engrosado en la parte inferior del conductor. Al perforar en zonas de baja temperatura con rocas congeladas, la dirección y el conductor se seleccionan teniendo en cuenta el aumento de temperatura dentro de la roca.
3. Para evitar complicaciones durante la perforación, se bajan al pozo columnas intermedias, de las cuales puede haber varias.
4. La columna de producción completa esta cadena. Está destinado directamente a la explotación de formaciones productivas.
5. El revestimiento es una columna oculta en la estructura, necesaria para asegurar pozos de gran profundidad.

Método de desarrollo durante la reactivación de pozos y yacimientos petroleros en su conjunto.

Muy a menudo, las columnas se bajan al pozo en secciones. Este descenso es seccional y la columna en sí es multiseccional. Para perforaciones complejas, se utilizan estructuras mineras de varias columnas. En condiciones tan naturales, las operaciones de perforación llevan mucho tiempo. Como resultado, se produce un desgaste físico significativo de las tuberías de perforación y revestimiento.

Para evitar el desgaste prematuro, se utilizan anillos especiales en la banda de rodadura. Los protectores también corresponden al diseño del pozo y constan de 2 carcasas de goma en un marco de metal. Las conchas se conectan entre sí mediante pasadores de metal. El protector se instala en plataformas de trabajo o encima del rotor de perforación durante las operaciones de descenso y elevación.

La cementación se utiliza para separar capas. La cementación se realiza mediante soluciones especiales. El mortero de cemento se prepara a partir de composiciones especiales en agua con la introducción adicional de inhibidores y reactivos químicos. Se introduce la química para mejorar la calidad, cambiar las características y la velocidad de endurecimiento de las soluciones. Estas soluciones se llaman soluciones de cemento. La confiabilidad de la separación de capas y la fijación de la estructura del pozo depende directamente de la solución de lechada.

El pozo y su diseño deben brindar condiciones óptimas para el paso del petróleo con el uso más eficiente de la energía de la formación productiva.

Vladimir Jomutko

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diseño de pozos petroleros

El diseño de un pozo petrolero depende de la región específica y está descrito en el proyecto. Debe proporcionar perforación sin obstáculos hasta la profundidad necesaria para abrir una formación productiva de petróleo o gas en el campo.

Se desarrolla un esquema específico teniendo en cuenta varios factores, que incluyen:

• estructura geológica;
• métodos de perforación;
• asignación directa;
• tecnología para descubrir formaciones que contienen petróleo y gas;
• requerimientos de seguridad.

De un diseño competente y correcto no solo depende la confiabilidad de la estructura, sino también su costo, costo y vida útil. El diseño detallado debe contener una gama completa de soluciones técnicamente sólidas en materia de revestimiento de pozos, desarrolladas teniendo en cuenta la ubicación geográfica de la región y las condiciones geológicas en las que se planifica la perforación.

Es necesario justificar el diseño de las distintas secciones, así como los métodos e intervalos de cementación necesarios para el revestimiento, la elección y cantidad de sus materiales. También se fundamentan soluciones técnicas específicas que determinan métodos de apertura de formaciones productivas, estabilidad del pozo y métodos de impermeabilización.

Los datos iniciales para el diseño y justificación son:

• coordenadas de la boca;
• profundidad y método de perforación;
• diámetros de columna para cada intervalo, planificados de acuerdo con la tasa de débito planificada;
• datos de exploración geológica de una región específica y datos de secciones geológicas;
• características de rocas específicas en términos de métodos de perforación;
• la presencia de líquidos en las formaciones y su composición;
• finalidad y tipo de pozo;
• perfil;
• intervalos de formaciones portadoras de petróleo y gas;
• métodos de mayor explotación;
• valores de presiones in situ;
• Indicadores de presión para determinar la fracturación hidráulica.

Los pozos se forman mediante perforación, que es un proceso de descomposición de rocas.

Un pozo es una mina que trabaja con una sección transversal circular, que se construye sin acceso al interior de una persona, con una longitud muchas veces mayor que el diámetro.

La parte superior se llama boca, la inferior es el fondo, el costado es la pared y el espacio limitado por la pared es el tronco.

La longitud del pozo es la distancia entre la boca del pozo y el fondo, medida a lo largo del eje del pozo. La profundidad es la proyección de la longitud del pozo sobre su eje vertical. Para pozos verticales estos valores son los mismos, pero para pozos curvos e inclinados difieren.

El diagrama de un pozo vertical se muestra a continuación.

Descifremos la notación:

1 – estos son los llamados tubos de revestimiento;

2 – piedra de cemento;

3 – formación productiva;

4 – perforación, que se realiza en piedra de cemento y tuberías de revestimiento;

La sección I se llama dirección del pozo; II – su conductor; III – sección denominada columna intermedia; la sección IV se denomina carcasa de producción.

La dirección del pozo (tramo I) es hacia su desembocadura, la cual se ubica en la zona de rocas sujetas a erosión. En este sentido, es necesario reforzar la boca, por lo que la dirección se forma de la siguiente manera: al principio, se perfora un pozo (pozo) hasta la profundidad de las rocas con un alto grado de estabilidad (generalmente de 4 a 8 metros). Después de esto, se coloca en el pozo una tubería de la longitud y el diámetro requeridos. El espacio entre la tubería y las paredes del pozo se rellena con piedra triturada y se fija con mortero de cemento (número 2 en el diagrama).

Todas las secciones del pozo que se encuentran debajo tienen forma cilíndrica.

Inmediatamente después de la dirección, comienza la perforación a una profundidad de 50 a 400 metros. El diámetro de esta zona puede alcanzar hasta los 900 milímetros. Se llama conductor (II en el diagrama) y se refuerza mediante tubos de revestimiento (número 1 en el diagrama). La tubería de revestimiento está formada por tubos de acero atornillados. Todo el espacio libre anular en la sección del conductor se rellena con cemento. El propósito del conductor es aislar rocas inestables, blandas y fracturadas que pueden complicar la perforación posterior.

No siempre es posible perforar inmediatamente hasta la profundidad de diseño después de instalar el conductor. Esto suele estar asociado a la necesidad de penetrar horizontes que complican la perforación, o a la necesidad de cubrir aquellas formaciones productivas que no estaban previstas para ser explotadas por este pozo.

En este caso se instala y también se cementa la denominada columna intermedia (número III).

Si el yacimiento que contiene petróleo y gas que se está desarrollando tiene una profundidad muy grande, entonces puede haber más de una columna intermedia.

La sección IV es la carcasa de producción.

Su objetivo principal es elevar petróleo y gas desde el fondo hasta la boca, o inyectar gas o agua en la formación desarrollada, lo que le permite mantener la presión necesaria para la producción. Para evitar el flujo de gas o petróleo hacia horizontes más altos y, por el contrario, de agua hacia la formación productiva, se cementa todo el espacio libre ubicado entre la pared del pozo y la carcasa de producción.

Métodos de apertura de depósitos.

Para extraer petróleo y/o gas de un yacimiento, éste debe estar abierto. Esto sucede en el fondo del pozo y puede suceder de diferentes maneras.

Muy a menudo, las paredes del casing de producción (en la parte que se encuentra en la formación desarrollada) están perforadas con una serie de orificios (número 4), que atraviesan las tuberías del casing y la capa de cemento. En rocas con mayor estabilidad, la zona de la cara no se cementa y allí se instalan filtros de varios diseños. Existe una opción cuando la sarta de revestimiento se baja solo hasta el techo de la formación y la perforación en sí para la operación posterior se realiza sin fortalecer el tronco.

Dependiendo del propósito del pozo que se está construyendo, su boca está equipada con varios accesorios, por ejemplo, válvulas, una cabeza de columna, una cruz, etc.

tipos de pozos

En el proceso de búsqueda, exploración y desarrollo de yacimientos de hidrocarburos, los pozos perforados pueden ser:

Las estructuras de soporte se instalan en áreas que no han sido exploradas mediante perforación. Su objetivo principal es estudiar la edad y composición de las rocas.

Los estructurales son necesarios para identificar áreas prometedoras para el desarrollo, así como para prepararlas para la perforación exploratoria.

Los pozos paramétricos se utilizan en áreas bastante bien exploradas. Su objetivo es aclarar la estructura geológica y las perspectivas de las capas productivas.

La exploración exploratoria es necesaria para descubrir nuevas reservas de hidrocarburos.

Los de exploración se utilizan en áreas con potencial de petróleo y gas ya establecido. Su finalidad es estudiar la estructura de un depósito específico y su tamaño, así como obtener los datos iniciales necesarios para el cálculo cuantitativo de las reservas de petróleo y gas y para diseñar métodos para su desarrollo.