Como investigador de perforación, debes comprender todos os aspectos da perforación e realizar investigacións en profundidade sobre as súas ramas. Hoxe, imos aprender cal é o papel do fluído de perforación no proceso de perforación.
1. Introdución básica do fluído de perforación
O fluído de perforación adoita denominarse "barro". Se a enxeñería de perforación se compara co corpo humano, entón o fluído de perforación é o seu sangue. É un termo xeral para o fluído circulante que atravesa todo o proceso de explotación de petróleo e gas e úsase para satisfacer as necesidades de diferentes aspectos da enxeñaría de perforación. O fluído de perforación é un único compoñente que se mantén en contacto co pozo durante todo o proceso de perforación. A súa función principal é deseñar a fórmula do fluído de perforación para que o proxecto de perforación poida completarse con éxito no pozo para alcanzar a formación de petróleo esperada. Os avances na tecnoloxía de fluídos de perforación permitiron utilizar sistemas rendibles e adaptables en cada sección do proceso de construción do pozo.
O sistema de fluído de perforación consiste en grandes volumes de fluído bombeado desde pozos de superficie mediante bombas de lodo especialmente deseñadas, que saen da broca a través da cadea de perforación, se elevan ata o anel do pozo e se volven á superficie para a eliminación dos sólidos necesarios. e tratamentos de mantemento. A capacidade do sistema de superficie adoita estar determinada polo tamaño da plataforma, e a selección da plataforma está determinada polo deseño do pozo. Por exemplo, un pozo de augas profundas pode ter varios miles de barrís de fluído de perforación activo. Unha gran parte desta debe encherse con longas columnas de perforación que conecten o chan da plataforma co fondo do mar. Pola contra, os pozos pouco profundos en terra poden necesitar só uns centos de barrís de auga para alcanzar os seus obxectivos.
Un fluído de perforación deseñado e mantido correctamente ten varias funcións esenciais durante a construción do pozo:
· Limpeza do pozo transportando cortes á superficie, onde os cortes poden ser eliminados mecánicamente do fluído antes de que o fluído de perforación recircule no pozo.
· Equilibrar ou superar a presión de formación no pozo para minimizar os riscos de control do pozo.
· Suxeitar e estabilizar a parede do pozo ata que se poida asegurar e cementar a carcasa, ou se poida instalar o equipo de finalización de buratos abertos.
· Evita ou minimiza os danos nas capas de produción.
· Arrefriar e lubricar a cadea de perforación e a broca.
· Transmite a potencia hidráulica ao taladro.
· A información da zona de produción pódese obter mediante a análise de cortes, os datos LWD e o rexistro por cable.
O custo dos fluídos de perforación é de media o 10 % do custo total existente de perforación. Non obstante, as propiedades do fluído de perforación poden afectar os custos de perforación de varias maneiras. Un sistema de perforación ben formulado e ben mantido pode contribuír ao control dos custos durante toda a operación de perforación, aumentar a taxa de penetración (ROP), protexer o depósito de danos innecesarios, minimizar a perda potencial de circulación e estabilizar o pozo a intervalos estáticos, axudando a Os operadores seguen cumprindo as normas ambientais e de seguridade. Moitos sistemas de fluídos de perforación pódense reutilizar de pozo en pozo, reducindo os volumes de fluídos residuais e o custo da construción de barro novo. Na medida do posible, o sistema de fluídos de perforación debería axudar a manter o potencial de produción da zona de hidrocarburos. Minimizar a intrusión de fluídos e sólidos na zona de interese é fundamental para conseguir o rendemento desexado. Os fluídos de perforación tamén deben cumprir os requisitos establecidos de saúde, seguridade e medio ambiente (HSE) para garantir que o persoal non estea en perigo e que as áreas ambientalmente sensibles estean protexidas da contaminación. As empresas de fluídos de perforación traballan en estreita colaboración coas empresas operadoras de petróleo e gas para acadar estes obxectivos compartidos.
2. Funcións básicas do fluído de perforación
· Transporte os cortes á superficie.
O transporte de cortes á superficie é a función máis básica dos fluídos de perforación. Para conseguilo, o fluído debe ter propiedades de suspensión suficientes para garantir que os cortes e as fases sólidas para ponderar (por exemplo, material de pesada de barita) non se asenten durante o intervalo estático. Os fluídos de perforación deben ter boas propiedades químicas para axudar a previr ou reducir a dispersión dos sólidos de corte para que estes sólidos poidan ser eliminados eficazmente da superficie. En caso contrario, estas partículas sólidas descompoñeranse en partículas ultrafinas, causando danos na formación de produción e afectando a eficiencia da perforación.
· Evita problemas de control de pozos.
En condicións normais de perforación, a columna de fluído de perforación exercerá unha presión hidrostática sobre o pozo, que debería equilibrar ou superar a presión de formación para evitar que o gas ou outros fluídos de formación flúen ao pozo. A medida que aumenta a presión de formación, tamén aumenta a densidade do fluído de perforación para axudar a manter unha marxe de seguridade fronte ás explosións. Non obstante, se a densidade do fluído é demasiado alta, a formación estará danada. Unha vez que a formación se fractura, perderase unha gran cantidade de fluído de perforación ao longo da fractura na capa inferior, o que provocará unha diminución da presión hidrostática. Esta redución de presión tamén pode causar fluído na formación. fluír no pozo. Polo tanto, manter unha densidade de fluído adecuada en condicións de presión do pozo é fundamental para a seguridade e a estabilidade do pozo.
· Manter a estabilidade do pozo.
Manter unha densidade óptima do fluído de perforación non só axuda a controlar a presión da formación, senón que tamén axuda a evitar o colapso do pozo e a inestabilidade da pizarra. O ideal é que o pozo teña unha forma relativamente regular e libre de obstáculos para que a sarta de perforación poida moverse libremente dentro e fóra do pozo (tripping). Despois de perforar ata a profundidade prevista, cando a carcasa se perfora ata o fondo e o pozo está cementado, o pozo debe ser estable en condicións estáticas e o programa de fluídos de perforación neste momento debería poder garantir o equilibrio da presión de fondo do pozo e a súa substancia química. as propiedades son estables nas condicións estáticas do pozo .
· Reducir os danos da formación.
As operacións de perforación expón a formación produtora a fluídos de perforación e os sólidos e produtos químicos contidos nos fluídos de perforación. A intrusión de líquido filtrado e/ou sólidos finos na formación é inevitable. Probando mostras de núcleos da formación relevante e seleccionando e deseñando o sistema de fluídos de perforación, pódense minimizar os danos na formación. Mediante o uso dun software de modelado preciso para calcular as propiedades do depósito de fondo do pozo e a correspondencia de partículas, recoméndase a selección de deseño de fluídos especiais de "perforación" para reducir os danos á formación.
· Arrefriar e lubricar a cadea de perforación.
Durante as operacións de perforación reais, a broca e a cadea de perforación xiran a velocidades de rotación relativamente altas por minuto (rpm/min) durante todo ou parte do tempo. O fluído de perforación circula pola cadea de perforación e polo anel do pozo, axudando a reducir a fricción entre a cadea de perforación e a parede ou a carcasa do pozo e a arrefriar a cadea de perforación. Os fluídos de perforación tamén proporcionan un certo grao de lubricidade para axudar ao paso do tubo de perforación e do conxunto do burato inferior (BHA) a través de acumulacións que poden provocar accidentes de tubo atascado. Os fluídos de perforación a base de petróleo (OBF) e os fluídos de base sintética (SBF) son altamente lubricantes e, polo tanto, adoitan ser os tipos de fluídos de elección para pozos direccionais moi desviados. Algúns sistemas de polímeros a base de auga tamén proporcionan unha lubricidade que se aproxima á dos sistemas de aceite e sintéticos.
· Proporcionar información do pozo.
Debido a que o fluído de perforación mantén un contacto constante co pozo, o fluído de perforación pode revelar unha gran cantidade de información sobre a formación que se está perforando e, como medio de transmisión, as ferramentas da perforación poden recoller unha gran cantidade de información. cadea e polas operacións de rexistro realizadas mentres a cadea de perforación está a saír do pozo. datos de fondo de pozo. A capacidade do fluído de perforación para reter cortes no anel afecta directamente á calidade da análise de cortes. Estes cortes son os principais indicadores do estado físico e químico do fluído de perforación. Un sistema de fluídos de perforación optimizado axuda a producir pozos estables e ben definidos e pode mellorar a calidade dos datos transmitidos desde as ferramentas de rexistro e levantamento de fondo de pozo, así como das ferramentas de cable.
· Minimizar os riscos para o persoal, o medio ambiente e os equipos de perforación.
Os fluídos de perforación requiren probas de rutina e seguimento continuo por parte de persoal especialmente adestrado. Os riscos de seguridade asociados á manipulación de calquera tipo de fluído están claramente identificados na documentación do fluído. Os fluídos de perforación tamén son examinados detidamente polos reguladores mundiais para garantir que as formulacións en uso cumpran coa normativa establecida para protexer o medio ambiente e as comunidades humanas. Nas plataformas de perforación, os equipos utilizados para bombear ou procesar fluídos son inspeccionados con frecuencia para detectar signos de desgaste por abrasión ou ataque químico. Os equipos BOP son probados regularmente para garantir que a súa seguridade non se vexa comprometida.
Os fluídos a base de auga de baixa densidade (WBF) adoitan utilizarse na sección superior do pozo. Dependendo do tipo de formación, a temperatura do pozo, o plan de perforación direccional e outros factores, os operadores poden cambiar a OBF ou SBF a profundidades predeterminadas durante o proceso de perforación. Os WBF de alto rendemento tamén poden afrontar unha variedade de retos de perforación.
Dependendo da localización do pozo, os sistemas de fluídos de perforación poden estar expostos a fluxos de salmoira, entradas de dióxido de carbono e sulfuro de hidróxeno, acumulación de sólidos, entradas de petróleo ou gas ou temperaturas extremas. O contacto coa suspensión de cemento utilizada para a cementación tamén pode causar contaminación durante o desprazamento dun sistema de fluído de perforación a outro.
Un especialista en fluídos de perforación que prepare un plan de fluídos de perforación debe comprender os retos operativos e ambientais aos que se enfronta calquera pozo. Os expertos (a miúdo apoiados por expertos técnicos e investigadores) traballan en estreita colaboración cos operadores para planificar a gama de condicións que se poden atopar e xerar programas de fluídos de perforación seguros e económicos. A fase de planificación normalmente inclúe identificar obxectivos de rendemento específicos e medios para medir o éxito.
Durante o proceso de perforación, o equipo de fluídos de perforación é responsable de rexistrar con precisión os resultados das probas, os volumes de fluídos de perforación, os eventos de perforación, os inventarios de produtos e as accións relacionadas co cumprimento do medio ambiente. Os informes estándar de fluídos de perforación reflicten o tipo de información que o persoal de fluídos de perforación (moitas veces denominado "enxeñeiros de fluídos") proporciona a diario no lugar de perforación. Estes informes adoitan ser xerados por ordenador e almacenados nunha base de datos, así como a análise posterior ao pozo que se realiza cando se remata a perforación do pozo de petróleo e gas para extraer conclusións, podendo tamén servir de referencia para futuros pozos do mesmo bloque.
