يعد حفر واستكمال بئر النفط أو الغاز مشروعًا هندسيًا منهجيًا معقدًا. بدءًا من التصميم الأولي وحتى الإنتاج النهائي، تشتمل العملية على ثلاث مراحل رئيسية: ما قبل-الإنشاءات، وعمليات الحفر، وإكمال البئر. نظرة عامة تفصيلية من مصدر الصناعة "الجيولوجيا والحفر" تقسم الرحلة بأكملها إلى 17 خطوة حاسمة وتفاصيل المعدات الأساسية التي تجعل ذلك ممكنًا.
الجزء الأول: المراحل السبعة عشر الأساسية لبناء الآبار
المرحلة الأولى: التحضير-السابق للبطاطس
- تحديد موقع البئر:الخطوة الأولى والأكثر أساسية. يحدد الجيولوجيون ومهندسو الخزانات الموقع الدقيق للسطح بناءً على البيانات السيزمية والخرائط الجيولوجية تحت السطح.
- مسح الطريق:يتم إجراء فحص شامل للطرق والمسارات من القاعدة إلى الموقع الجديد للتحضير لنقل المعدات الثقيلة.
- إعداد الموقع وبناء الأساس:يتم تسوية موقع البئر وتصنيفه. يتم صب الأساسات الخرسانية لمكونات منصة الحفر الرئيسية (مثل البنية التحتية والمحركات) لضمان بقائها مستوية ومستقرة تمامًا أثناء التشغيل، مما يمنع الغرق أو التحول.
المرحلة الثانية: عمليات الحفر
- نقل تلاعب:يتم تفكيك جميع معدات وأدوات الحفر ومرافق المعسكر ونقلها ونقلها إلى الموقع الجديد المجهز.
- تجهيز-للأعلى:يتم إعادة تجميع المعدات المنقولة في الموقع الجديد، مما يؤدي إلى إنشاء نظام حفر يعمل بكامل طاقته.
- حفر حفرة موصل:يتم حفر فتحة كبيرة بقطر-لأنبوب الموصل. في بعض المناطق، يتم دفع هذا الأنبوب إلى الأرض باستخدام مطرقة (مطرقة) بدلاً من الحفر.
- الحشو-داخل (الفتحة السطحية):وهذا يمثل البداية الرسمية للحفر. تقوم قطعة كبيرة بحفر فتحة السطح إلى عمق محدد مسبقًا.
- تشغيل وتدعيم غلاف السطح:يتم تشغيل الغلاف الفولاذي في فتحة السطح ويتم ضخ الأسمنت في الحلقة. يؤدي ذلك إلى تأمين حفرة البئر، وحماية طبقات المياه الجوفية العذبة، وتوفير الأساس لمنع الانفجار (BOP).
- مراحل الحفر اللاحقة (من الثانية إلى الخامسة):بعد تثبيت كل سلسلة غلاف، يتم استخدام قطعة أصغر لحفر قسم الثقب التالي. يتم تكرار هذا التسلسل حتى يتم الوصول إلى العمق المستهدف، مع تغليف كل قسم وتثبيته حسب الحاجة.
- الحفر (صنع الثقب):العملية المستمرة لتدوير لقمة الحفر وتطبيق الوزن لتكسير الصخور وتعميق حفرة البئر.
- الانطلاق للخارج (الانسحاب من الفتحة - POOH):عملية سحب سلسلة الحفر بالكامل من حفرة البئر، عادةً لتغيير قطعة الحفر البالية أو تشغيل السجلات.
- تغيير البت:تم فك لقمة الحفر القديمة وتم تركيب لقمة جديدة حادة في مجموعة الفتحات السفلية-.
- التعثر (الجري في الحفرة - RIH):تتم عملية تشغيل خيط الحفر الجديد ثم إرجاعه إلى الأسفل لاستئناف الحفر.
- تسجيل الطين:التحليل المستمر في الوقت الفعلي-للقطع الصخرية (القصاصات) ومعلمات سائل الحفر على السطح. وهذا يوفر معلومات حيوية حول التكوينات التي يتم حفرها ويشير إلى وجود عروض النفط أو الغاز.
- تسجيل الخط السلكي:بعد الوصول إلى العمق الكلي (أو نقطة الغلاف المتوسطة)، يتم إنزال أجهزة استشعار متخصصة في الحفرة الموجودة على كابل لقياس الخصائص الفيزيائية للتكوينات الصخرية (المقاومة، المسامية، الكثافة، وما إلى ذلك).
- تشغيل وتدعيم غلاف الإنتاج:يتم تشغيل سلسلة الغلاف النهائية إلى العمق الإجمالي وتثبيتها في مكانها. يؤدي ذلك إلى عزل منطقة (مناطق) الإنتاج وإنشاء قناة دائمة ومستقرة للإنتاج المستقبلي.
المرحلة الثالثة: استكمال البئر
- عمليات الإنجاز:وهذه هي المرحلة النهائية، وهي تحويل البئر المحفور إلى منتج. يتضمن ذلك ثقب الغلاف والأسمنت لتوصيلهما بالخزان، مما قد يؤدي إلى تحفيز التكوين (التحميض والتكسير)، وتشغيل أنابيب الإنتاج، وتركيب رأس البئر وشجرة عيد الميلاد، وأخيرًا تدفق البئر للاختبار (اختبار البئر) لتقييم إمكاناته.
الجزء الثاني: معدات ومواد الحفر الأساسية
تتم العملية برمتها بواسطة جهاز الحفر، وهو عبارة عن مجموعة معقدة من الأنظمة التي تعمل في وئام.
1. نظام الطاقة
قلب المنصة يوفر الطاقة اللازمة للرفع والتدوير والتدوير. يتكون عادةً من:
- المحركون الرئيسيون:العديد من محركات الديزل الكبيرة (غالبًا 3-4) التي توفر الطاقة الميكانيكية المباشرة (للحفارات الميكانيكية).
- المولدات:مولدات تعمل بالديزل-(2-3) توفر الكهرباء لموقع منصة الحفر بالكامل وأماكن المعيشة.
- أنظمة التحكم في الطاقة:بالنسبة للحفارات الكهربائية، وهذا يشملأنظمة SCR (مقوم التحكم بالسيليكون).التي تحول طاقة التيار المتردد من المولدات إلى طاقة التيار المستمر لتشغيل محركات التيار المستمر الرئيسية لأعمال السحب والطاولة الدوارة ومضخات الطين. انMCC (مركز التحكم في المحركات)يدير ويوزع طاقة التيار المتردد على جميع المعدات المساعدة والإضاءة.
2. نظام الرفع
تُستخدم "الرافعة" الخاصة بمنصة الحفر لرفع وخفض سلسلة الحفر والغلاف.
- ديريك / ماست:الهيكل الفولاذي الطويل (غالبًا ما يزيد عن 40 مترًا) الذي يدعم معدات الرفع.
- البنية التحتية:القاعدة التي تدعم برج الحفر، والطاولة الدوارة، ومنطقة الارتداد.
- أعمال السحب:الونش الرئيسي للحفارة ومكونها الأساسي. فهو يقوم بلف السلك لرفع الحمل والتحكم في معدل خفض الخيط، مع تطبيق الوزن على اللقمة. تستخدم الحفارات الحديثة أنظمة فرملة متقدمة (فرامل قرصية أو شريطية مع فرامل مساعدة مثل الفرامل الكهرومغناطيسية) بدلاً من فرامل الماء القديمة.
- كتلة التاج وكتلة السفر:نظام البكرات (الحزم). يتم تثبيت كتلة التاج في الأعلى، وتتحرك كتلة السفر لأعلى ولأسفل.
- خطاف:يتم تعليقه من كتلة السفر، وهو يحمل المحور والوزن الكامل لسلسلة الحفر.
- الخط السلكي (خط الحفر):تم لف الكابل الفولاذي السميك عبر التاج والكتل المتحركة، لربط أدوات السحب بالخطاف.
3. نظام التدوير
يوفر عزم الدوران لتدوير لقمة الحفر.
- طاولة دوارة:طاولة مدفوعة على أرضية منصة الحفر مع فتحة مربعة أو سداسية تعمل على تدوير كيلي.
- كيلي:مقطع أنبوبي مربع أو سداسي الشكل يتناسب مع الطاولة الدوارة ويدير سلسلة الحفر بأكملها.
- المحرك العلوي (المعيار الحديث):قطعة ثورية من المعدات التي تحل محل الطاولة الدوارة والكيلي والدوارة. يتم تعليقه من الخطاف، ويمكنه تدوير سلسلة الحفر وتدوير الطين أثناء التحرك لأعلى أو لأسفل برج الحفر، مما يحسن الكفاءة والسلامة بشكل كبير.
- قطب:يتم تعليقه من الخطاف، وهو يدعم وزن خيط الحفر الدوار بينما يسمح له بالدوران ويوفر ختمًا عالي الضغط -من أجل ضخ الطين في الخيط.
4. نظام التداول
النظام الذي يضخ ويكيف سائل الحفر (الطين)، وهو أمر ضروري لتنظيف الحفرة، وتبريد لقمة الحفر، والحفاظ على ضغط حفرة البئر.
- مضخات الطين:المضخات الترددية-الضغط العالي والكبيرة الحجم-(ثلاثية غالبًا) التي تعمل على تدوير الطين من الحفر أسفل سلسلة الحفر.
- حفر/خزانات الطين:خزانات فولاذية يتم فيها تخزين سائل الحفر وخلطه وتكييفه.
- معدات التحكم في المواد الصلبة:سلسلة من الأجهزة التي تقوم بتنظيف الطين العائد من الحفرة عن طريق إزالة القطع المحفورة.
- الهزازات الصخر الزيتي:المرحلة الأولى، الغرابيل الاهتزازية التي تعمل على إزالة القطع الصخرية الكبيرة.
- مزيل الغاز:يزيل الغاز المحبوس من الطين ويحافظ على كثافته ويمنع ركلات الغاز.
- ديساندر وديسيلتر:الأعاصير المائية التي تزيل جزيئات الرمل والطمي الناعمة (يزيل مزيل الرمل 60-100 ميكرومتر، ويزيل ديسيلتر 10-30 ميكرومتر).
- الطرد المركزي:جهاز دوار-عالي السرعة يزيل أدق الجزيئات (حتى 2 ميكرومتر) ويمكنه أيضًا استرداد الباريت الثمين لإعادة-استخدامه.
5. الأنظمة الهامة الأخرى
- نظام التحكم في الآبار:المكدس مانع الانفجار (BOP).، مجموعة من الصمامات-الثقيلة عند رأس البئر لإغلاق البئر في حالات الطوارئ.
- أنظمة القياس والمراقبة:أجهزة قياس وأجهزة استشعار لمراقبة المعلمات الرئيسية مثل تدفق الطين، وحجم الحفرة، وحمولة الخطاف، وعزم الدوران الدوار، ومستويات الغاز.
يعد إنشاء بئر للنفط أو الغاز بمثابة درس رئيسي في التنسيق الصناعي. يتم تنفيذ المشروع من خلال سلسلة من المراحل المخطط لها بدقة، بدءًا من تحديد الموقع وحتى الانتهاء النهائي. تعتمد كل مرحلة على مجموعة متخصصة من المعدات-بدءًا من القوة الهائلة لآلات السحب والمضخات ووصولاً إلى دقة نظام التحكم في المواد الصلبة وحساسية أدوات التسجيل. إن فهم هذه الصورة الكاملة، بدءًا من المجرفة الأولى في الأرض وحتى تركيب شجرة عيد الميلاد، أمر أساسي لتقدير التعقيد والبراعة الهندسية وراء كل برميل من النفط يتم إنتاجه. لمزيد من المعلومات التفصيلية، من فضلك لا تتردد في الاتصال بفريق Vigor للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً عن المنتج.
