Muda puurimine

Puurimisprotsess ja puurimisel kasutatavad kemikaalid​

1.Introduction

Puurimine on keeruline ja ülioluline tegevus nafta- ja gaasitööstuses, aga ka muudes valdkondades, nagu geotermilise energia ammutamine ja veekaevude ehitamine. Protsess hõlmab väärtuslike ressursside juurdepääsuks sügava augu loomist maapõue. Lisaks spetsiaalsetele seadmetele mängivad puurimise tõhususe, ohutuse ja edu tagamisel olulist rolli mitmed kemikaalid. Selles artiklis kirjeldatakse üksikasjalikku puurimisprotsessi ja igas etapis kasutatavaid peamisi kemikaale

Puurimisprotsess

2. Puurimiseelne ettevalmistus

• Saidi valik ja küsitlus: Esimene samm on leida sobiv puurimiskoht. Geoloogid viivad läbi ulatuslikke uuringuid, kasutades selliseid tehnikaid nagu seismiline pildistamine, gravitatsiooni- ja magnetuuringud ning lähedalasuvate kaevude analüüs. See aitab määrata nafta, gaasi või muude ressursside potentsiaalset asukohta. Kui koht on valitud, puhastatakse ala kõikidest takistustest ning rajatakse juurdepääsuteed, et hõlbustada seadmete ja materjalide transporti.​
• Kaevude disain: Insenerid projekteerivad kaevu geoloogiliste andmete ja puurimise eesmärkide alusel. Disain hõlmab kaevu sügavuse, läbimõõdu ja trajektoori (vertikaalne, kõrvalekalduv või horisontaalne) määramist. Arvesse võetakse ka selliseid tegureid nagu läbipuuritavate formatsioonide tüüp, eeldatavad rõhu- ja temperatuuritingimused ning vajadus kaevu ja tsementeerimise järele puuraugu toetamiseks.

 

2.2 Pinna aukude puurimine

 

• Seadme seadistamine: Kohapeal on püstitatud puurimisseade. Puurseade koosneb erinevatest komponentidest, sealhulgas puurnööri tõstmiseks ja langetamiseks mõeldud nool, puurimisseadmete käitamiseks mõeldud jõuallikas ja puurimisvedeliku tsirkuleerimiseks mõeldud mudasüsteem. Puurinöör, mis on ühendatud torude jada, pannakse kokku ja langetatakse puurauku.
•  Esialgne puurimine: Puurimisprotsess algab pinnaava puurimiseks suure läbimõõduga otsaku kasutamisega. See auk on tavaliselt madalam ja seda kasutatakse pinnakatte paigaldamiseks. Pinnapealne ümbris toetab puuraugu struktuurset tuge, takistab pinnavee sisenemist kaevu ja on juhiseks järgnevatel puurimistöödel. Selles etapis ringletakse puurimisvedelikku, mida tuntakse ka mudana, pidevalt läbi puurnööri ja otsast välja. Muda jahutab ja määrib otsakut, kannab pinnale pistikud (kivikillud) ning aitab säilitada puuraugu stabiilsust.​

2.3 Vahe- ja tootmisaukude puurimine

• Otsade ja korpuse vahetus: Kuna kaevu puuritakse sügavamale, kasutatakse erinevate moodustiste puurimiseks väiksema läbimõõduga otsikuid. Vahekest paigaldatakse sobivate ajavahemike järel puuraugu tugevdamiseks ja erinevate moodustiste isoleerimiseks. See aitab kontrollida rõhku ja vältida puuraugu kokkuvarisemist. Puurimisprotsess jätkub, mudasüsteem kohandub pidevalt puuritavate kihistute muutuvate tingimustega.
• Suundpuurimine (vajadusel): Mõnel juhul, eriti avamerel puurimisel või konkreetsete veehoidlatsoonide sihtimisel, kasutatakse suundpuurimise tehnikaid. See hõlmab spetsiaalsete puurimistööriistade kasutamist puuri suuna juhtimiseks, mis võimaldab kaevul jõuda soovitud asukohta maapinnas. Puurimisvedelik mängib suundpuurimisel üliolulist rolli, pakkudes puurnöörile vajalikku määrimist paindumiseks ja suuna muutmiseks.​

2.4 Lõpetamine ja testimine

• Tsementeerimine: Kui kaev on saavutanud soovitud sügavuse, teostatakse tsementeerimine. Tsement pumbatakse mööda rõngast (puurnööri ja puuraugu või erinevate ümbriste vahelist ruumi) alla, et tihendada puuraugu ja siduda kest ümbritseva kivimiga. See pakub puuraugule täiendavat tuge, hoiab ära vedeliku migratsiooni erinevate moodustiste vahel ja aitab isoleerida tootmistsooni.
• Kaevu valmimine: Pärast tsementeerimist on kaev valmis. See võib hõlmata tootmistorude, kaevupea seadmete ja muude nafta, gaasi või muude ressursside ammutamiseks vajalike komponentide paigaldamist. Seejärel testitakse kaevu, et teha kindlaks selle tootlikkus ja tagada selle vastavus nõutavatele ohutus- ja kvaliteedistandarditele.​

3. Puurimisel kasutatavad kemikaalid

​

3.1 Puurimisvedeliku lisandid

• Viskosifikaatorid: Puurimisvedelikule lisatakse viskoossuse suurendamiseks viskoossusaineid. See aitab pistikud peatada ja takistada nende tagasi asetumist puurauku. Levinud viskoossusainete hulka kuuluvad bentoniitsavi, ksantaankummi ja karboksümetüültselluloos (CMC). Bentoniitsavi, teatud tüüpi punduv savi, imab vett ja moodustab geelitaolise struktuuri, mis suurendab puurimisvedeliku viskoossust. Ksantaankummi, bakterite toodetud polüsahhariid, säilitab viskoossuse väga tõhusalt isegi kõrge temperatuuri ja suure nihkejõu tingimustes.
• Kaalumisvahendid: Puurimisvedeliku tiheduse suurendamiseks kasutatakse kaalumisvahendeid. See on oluline rõhu reguleerimiseks puuraugus ja moodustumisvedelike (nagu õli, gaas või vesi) puurkaevu voolamise vältimiseks. Bariit (baariumsulfaat) on kõige sagedamini kasutatav kaaluaine. Sellel on suur erikaal ja seda saab hõlpsasti lisada puurimisvedelikule, et selle tihedust vastavalt vajadusele reguleerida. Muud kaaluained hõlmavad hematiiti ja ilmeniiti
• Filtrite reduktorid: Puurimisvedelikule lisatakse filtri reduktorid, et minimeerida kihistusse filtreeruva vedeliku kogust. See aitab säilitada puuraugu stabiilsust ja vältida kihistu kahjustamist. Filtraadi redutseerijatena kasutatakse tavaliselt polümeere, nagu polüanioonne tselluloos (PAC) ja sünteetilisi polümeere. Need moodustavad puuraugu seinale õhukese läbitungimatu filtrikoogi, mis vähendab vedelikukadu
• määrdeained: Puurimisvedelikule lisatakse määrdeaineid, et vähendada puurnööri ja puuraugu seina vahelist hõõrdumist. See aitab vältida puurnööri kulumist, vähendada puurnööri pööramiseks vajalikku pöördemomenti ja hõlbustada puurnööri liikumist puuraugus. Puurimisvedelikes kasutatakse määrdeainetena mineraalõlisid, sünteetilisi estreid ja pindaktiivseid aineid.

3.2 Tsemendilisandid

• Kiirendid: Tsemendi lobrile lisatakse kiirendeid, et kiirendada tsemendi tardumise aega. See on oluline mõnes olukorras, näiteks kui on vaja kiiret tsementeerimist, et vältida puuraugu kokkuvarisemist või puurimistööde kiiret jätkamist. Kaltsiumkloriid on tavaline tsementeerimisel kasutatav kiirendi. See reageerib tsemendi komponentidega, soodustades hüdratatsiooniproduktide moodustumist ja kiirendades kõvenemisprotsessi.​
• Aeglustajad: Aeglustajaid kasutatakse tsemendi tardumise aeglustamiseks. See on kasulik, kui tsementeerimisoperatsioon on keerukas ja nõuab rohkem aega tsemendipudeli pumpamiseks puurauku. Tavaliselt kasutatakse aeglustajatena lignosulfonaate ja teatud orgaanilisi happeid. Need interakteeruvad tsemendiosakestega, aeglustades hüdratatsioonireaktsioone ja pikendades tardumisaega
• Dispergeerivad ained: tsemendi lobrile lisatakse dispergeerivaid aineid, et parandada selle voolavust. Need aitavad vähendada tsemendilobri viskoossust, võimaldades seda kergemini läbi puurauku pumbata. Polükarboksülaadil põhinevaid polümeere kasutatakse laialdaselt dispergeerivate ainetena tsementimisel. Need adsorbeeruvad tsemendiosakeste pinnale, hoides ära osakeste aglomeratsiooni ja parandades lobri voolavust.

3.3 Muud kemikaalid

• Korrosiooni inhibiitorid: Korrosiooniinhibiitoreid kasutatakse puurvarre, korpuse ja muude puuraugu metallosade korrosiooni vältimiseks. Vee, hapniku ja happeliste gaaside (nagu süsihappegaas ja vesiniksulfiid) olemasolu puuraugus võib põhjustada korrosiooni. Korrosiooniinhibiitoritena kasutatakse tavaliselt orgaanilisi ühendeid, nagu imidasoliine ja amiine. Need moodustavad metallpinnale kaitsekile, mis takistab söövitavate ainete kokkupuudet metalliga
• Bakteritsiidid: Puurimisvedelikule ja tsemendipulgale lisatakse bakteritsiide, et kontrollida bakterite kasvu. Mõned bakterid võivad põhjustada metallkomponentide korrosiooni ning mõjutada ka puurimisvedeliku ja tsemendi omadusi. Bakteritsiididena kasutatakse klooripõhiseid ühendeid ja kvaternaarseid ammooniumiühendeid. Nad tapavad või pärsivad bakterite kasvu, tagades puurimisoperatsiooni terviklikkuse

4. Järeldus

Puurimisprotsess on mitmeetapiline toiming, mis nõuab hoolikat planeerimist ja teostamist. Kemikaalid mängivad olulist rolli puurimisprotsessi igas etapis, alates esmasest puurimisest kuni kaevu lõpetamiseni. Puurimisvedeliku lisandid aitavad säilitada puurimisvedeliku jõudlust, tsemendilisandid tagavad tsemendi õige tardumise ja sidumise ning muud kemikaalid, nagu korrosiooniinhibiitorid ja bakteritsiidid, kaitsevad puurimisel kasutatavaid seadmeid ja materjale. Nende kemikaalide õige valik ja kasutamine on puurimisprojektide ohutuks, tõhusaks ja edukaks lõpuleviimiseks hädavajalikud.