Kādi ir gaisa urbšanas trūkumi? Slēpto izmaksu izpratne

Air urbšana-izmantojot saspiestu gaisu, nevis šķidros dubļus, lai noņemtu atgriezumus, var lepoties ar ātrāku iespiešanās ātrumu un zemākām izmaksām cietos veidojumos. Bet tā gaisa urbšanas trūkumi ietver nopietnus darbības riskus, kas var kompensēt šīs priekšrocības. Šo trūkumu ignorēšana noved pie dārgiem urbumu kontroles incidentiem, iekārtu atteicieniem un projektu kavējumiem. Šajā rakstā atklāti kritiskie ierobežojumi, kas jums jāplāno, izmantojot lauka datus un inženiertehnisko analīzi.

Nestabilu urbumu veidošanās un nestabilitātes riski

Gaisam trūkst blīvuma un viskozitātes, lai mehāniski atbalstītu trauslus veidojumus. Atšķirībā no urbšanas šķidrumiem tas neveido hidrostatiskā spiediena barjeru vai filtru apvalku, kas aiztaisītu mikroplaisas. Slānekļos, mālos vai slikti nostiprinātās smiltīs tas rada:

Urvošana un noslīdeņu veidošanās: Ūdens jutīgie slānekļi absorbē atmosfēras mitrumu no gaisa plūsmas, uzbriest un sabrukt urbumā. Darbībās Iekšējā Mongolijā veidojumi ar >15% mālu saturu uzrādīja 40% augstāku nestabilitātes līmeni, salīdzinot ar dubļu urbšanas sekcijām.

Caurumu paplašināšana: Neatbalstītas sienas erodē no liela ātruma gaisa plūsmām (> 15 m/s), radot pārāk lielus caurumus, kas sarežģī cementēšanu un palielina apvalka izmaksas.

Iesprūdušas caurules incidenti: Ķīnas Xiaoqinling zelta atradnēs urbuma nestabilitāte izraisīja 30% ar gaisa urbšanu saistītu iestrēgšanas gadījumu. Atjaunošana vidēji ilga vidēji 72 stundas bezražošanas laika (NPT).

Paātrināta iekārtu erozija: Augsta ātruma cena

Gaisa zemā kravnesība prasa lielu gredzenveida ātrumu (1500-3000 pēdu/min), lai paceltu atgriezumus. Tas urbuma urbumu pārvērš par smilšu strūklas kameru:

BHA erozija: Urbju uzmavas, stabilizatori un instrumentu savienojumi cieš no mikroizgriešanas nodiluma. Cietā slāņa materiāli noārdās 2-5 reizes ātrāk nekā urbšanā ar dubļiem. Lauka metalurģijas testi Sičuaņas baseinā uzrādīja 0,12 mm/ stundā metāla zudumus virziena mezglos.

Virsmas līnijas bojājumi: Izplūdes novēršanas ierīču (BOP) blīves, droseļkolektori un kompresori noārdās no abrazīviem putekļiem. Operatori Kolorādo štatā, Piceance baseinā, ziņoja par 60% īsāku BOP kalpošanas laiku, veicot urbšanu ar gaisu.

Erozijas "karstie punkti": Plūsmas virziena izmaiņas (apakšas, līkumi, trijstūri) pastiprina nodilumu. Apalaču gāzes urbumu dziļurbuma kameras pārbaudes atklāja 3 mm dziļas rievas urbuma caurulē pēc 150 stundām.

Dziļurbuma ugunsgrēki un sprādzieni Aizdegšanās izraisītāji

Saspiežot gaisu, tas sakarst līdz > 500°F - pietiekami, lai aizdedzinātu uzliesmojošus maisījumus. Pievienojot tikai 5% ogļūdeņražus, rodas sprādzienbīstami apstākļi:

Bitu ugunsgrēki: Piroforie dzelzs sulfīdi (no sēra saturošiem veidojumiem) saskarē ar skābekli dzirksteļo. 2022. gadā Teksasas rietumu štatā notikušajā negadījumā aizdegās grunts urbuma mezgla ugunsgrēks, izkausējot urbuma virknes instrumentus.

Ogļu slāņu riski: Metāna izdalīšanās ogļu slāņa metāna (CBM) projektos izraisīja 12 dokumentētus urbumu ugunsgrēkus Austrālijas Bowen baseinā gaisa urbšanas segmentos.

Seku mazināšanas izmaksas: Slāpekļa ražošanas vienības - skābekļa samazināšana līdz <5% - pievienot $15,000-$25,000 dienā. Putu sistēmas samazina sprādzienbīstamību, bet palielina ūdens patēriņu par 300 bbl/dienā.

Formācijas bojājumi Ūdens bloķēšana un caurlaidības zudums

Lai gan tiek apgalvots, ka gaiss ir "draudzīgs rezervuāram", tas ievieš veidošanās bojājumu mehānismus:

Ūdens bloķēšana: Dziļurbuma mitrums kondensējas poru kakliņos. Mazcaurlaidīgos gāzes rezervuāros (0,1-5 mD) Uintas baseina urbumos Jūtas štatā tas samazināja ieguvi par 30%, salīdzinot ar urbumiem ar dubļiem.

Māla uzbriešana: Gaisa piegādātais mitrums aktivizē smektītu mālus. Pēc urbšanas veiktā serdes analīze Kolumbijas Llanosas baseinā parādīja 90% caurlaidības samazināšanos zonās, kas pakļautas uzpūšanai.

Ogļūdeņražu oksidēšanās: Skābeklis reaģē ar vieglajām eļļām, veidojot viskozu darvu, kas aizsprosto poras. Kanādas operatori novēroja 25% zemāku sākotnējo ieguves rādītāju ar gaisu urbtos horizontālajos sāngriezumos.

Putekļu un atgriezumu apsaimniekošana: Vides galvassāpes

Pneimatiskā urbšana rada 10-20 tonnu/ stundā smalku iežu putekļu, kas rada redzamus dūmus un apdraud drošību:

Silīcija dioksīda iedarbība: Putekļi ar >5% kristāliskā silīcija dioksīda saturu pārsniedz OSHA pieļaujamās iedarbības robežvērtības (PEL) 500 pēdu attālumā no iekārtas. Paraugu ņemšana Pensilvānijas slānekļa ieguves vietās uzrādīja 0,8 mg/m³ - divas reizes vairāk nekā PEL.

Atkritumu apjoms: Lai gan "nav šķidruma bedru" ir pārdošanas priekšrocība, urbšana ar putām, izmantojot gaisu, rada 400-800 blj šķidruma atkritumu dienā - līdzīgi kā mazapjoma dūņu sistēmas.

Trokšņa piesārņojums: Kompresori un izpūtēji rada 110-125 dBA. Vācijas Molases baseina kopienas apturēja projektus saistībā ar sūdzībām par troksni.

Iesprūdušas caurules un sarežģījumi dziļurbumā

Zema eļļošanas spēja un augsta berze padara urbšanu ar gaisu pakļautu mehāniskai saķeršanās tendencei:

Diferenciāla uzlīmēšana: Neskatoties uz to, ka nav pārmērīga līdzsvara, spraudeņu dobes ir ap BHA. Ķīnas raktuvē Zijinshan 22% gaisa RC urbšanas NPT, ko izraisīja atgriezumu saķeršanās.

Atslēgas sēdekļa iestrādāšana: Cietos veidojumos veidojas asas urbuma līstes, kas aizķer urbuma auklas. Sanācijai ir nepieciešami specializēti instrumenti, piemēram, rotācijas kurpes vai frēzēšana, kas palielina izmaksas par $50,000-$120,000 par katru negadījumu.

Ierobežota mežizstrāde: Gaisa zemais blīvums izkropļo neitronu porainības instrumentus par 8-15 pu. Pretestības instrumenti bez vadošiem dubļiem nedarbojas.

Kad gaisa urbšana maksā dārgāk: Ekonomiskais paradokss

Gaisa urbšana nav vienmēr lētāka. Slēptās izmaksas samazina ietaupījumus:

Avots: SPE 208905 (Permijas baseina urbumu izmaksu analīze 2023. gadam).

Dziļos urbumos (> 12 000 pēdu) gaisa ROP priekšrocības samazinās, jo pieaug spiediena kontroles sarežģītība.

Neizdevīguma mazināšanas stratēģijas, kas mazina trūkumus

Hibrīdi urbšanai ar regulējamu spiedienu (MPD): Uzturēt gandrīz līdzsvarotu spiedienu ar gaisa miglu, samazinot pieplūdumu, vienlaikus saglabājot 2-3 reizes augstāku ROP nekā dubļos.

Erozijas izturīgi instrumenti: Volframa karbīda cietā virsma pagarina BHA kalpošanas laiku par 200%. Regulāras UT pārbaudes agrīni fiksē biezuma zudumus.

Dziļurbuma izžāvēšana: Gaisa žāvēšanas iekārtas nomāc veidošanās hidratāciju. Izmēģinājumi Omānas šaurākajos gāzes laukos samazināja ūdens bloķēšanu par 70%.

Putekļu slāpēšanas sistēmas: Mitrie skruberi vai miglošanas gredzeni samazina silīcija dioksīda putekļu daudzumu par 85%, nodrošinot atbilstību prasībām.

Portāls gaisa urbšanas trūkumi-nestabilitāte, erozija, ugunsgrēki un slēptās izmaksas - prasa rūpīgu riska novērtējumu. Izmantojiet to selektīvi: cietos, sausos, ogļūdeņražu nesaturošos veidojumos virs 6000 pēdu augstuma tā pārspēj dūņas. Dziļos, porainos vai reaktīvo iežu apstākļos tās trūkumi aizēno priekšrocības. Vienmēr veiciet pilnīgu priekšizpēti, salīdzinot dzīves cikla izmaksas - ne tikai dienas izmaksas - ar tādām alternatīvām kā miglas vai putu urbšana.