В сложной системе нефтяной промышленности существует простая зависимость. Чем совершеннее технологии бурения скважин, тем выше уровень добычи нефти. Неудивительно, что именно этому технологическому процессу уделяется столь пристальное внимание. И хотя добывать нефть в промышленных объемах в принципе начали сравнительно недавно, бурение уже успело пройти целую эволюционную цепочку. В этой статье мы рассказываем, с чего все началось и как появились современные технологии.
Роторное бурение
Вращательный (роторный) способ бурения появился во второй половине девятнадцатого века. Он сменил ударно-канатный метод и в разы повысил КПД всего процесса. Больше не нужно было сбрасывать тяжелый бур в место будущей скважины и дробить породу. Отныне применялась сила бурильных вышек или малогабаритной техники на двигательной тяге. Буровой поршень врезался в землю и довольно быстро разрушал породу, образовывая сначала желоб, а потом и полноценную скважину. Остатки породы поднимались на поверхность, освобождая место для добычи с помощью водно-глиняного раствора.
Шельфовые и подводные скважины
На рубеже 19-20 вв. было обнаружено, что месторождения, расположенные в прибрежных зонах, дают больше нефти. Перед морской и шельфовой нефтеразведкой возникли грандиозные перспективы. Впервые черное золото здесь попытались добыть с помощью металлических конструкций (эстакад) и искусственно созданных островов.
Только ближе к середине двадцатого века скважины на морском шельфе стали разрабатываться методами, близкими к современным. В семидесятых годах прошлого века это направление претерпело резкое ускорение. Все благодаря появлению управляемых глубоководных аппаратов, способных погружаться и принимать устойчивые сигналы диспетчера на глубине до трех тысяч метров.
Гидравлический разрыв пласта
В сороковых-пятидесятых годах 20 века начал развиваться новый метод добычи – с помощью гидравлического разрыва пласта. Он существенно увеличил выработку месторождений и с успехом применяется до сих пор. Как мы уже рассказывали в своих статьях ранее, этот метод довольно просто описать. Для начала на поверхности пласта нагнетают давление, пока оно не превысит естественное сопротивление породы. В самые перспективные из образовавшихся трещин закачивают пропант. А затем ждут, когда к увеличенной таким образом поверхности начнет поступать нефтяная взвесь.
Сейсмоисследования
Рано или поздно естественные выходы нефти на поверхность земли должны были прекратиться. Или хотя бы уменьшиться в частоте. И это произошло. Вот тут на подмогу относительно молодой нефтяной отрасли пришли геологи, применившие принципиально новый метод поиска нефтяных залежей. Сейсмические исследования позволяют улавливать звуковые волны, направленные вглубь породы и отраженные обратно. На основе этого составляются модели подземного строения земной коры и делаются довольно точные предположения о ее составе. Дальше нефтеразведка сосредотачивает свое внимание на тех регионах, где обнаружены перспективные нефтеемкие пласты.
Метод MWD
Система MWD – это измерения во время бурения. Разработанная в 80-х годах 20 века она позволила получать колоссальные данные о будущей скважине прямо в процессе ее создания. Но как эти сведения попадают к оператору, управляющему бурильной установкой? Оказывается, с помощью телеметрии на основе пульсации бурового раствора. Выяснилось, что это уникальный источник данных, расшифровав которые, нефтяники получили информацию о давлении, температуре, плотности, магнитном резонансе пород в скважине и т.д. В свою очередь, это позволило оперативно корректировать направление и глубину скважины прямо в процессе бурения.
Горизонтальное бурение
Классические нефтяные скважины вертикальные. Направлены сверху вниз. Но это не всегда удобно. Ведь нефтеносный пласт располагается, как правило, горизонтально под слоем породы. Когда в 1929 году разработали технологию горизонтального бурения, это стало настоящим прорывом. Теперь нефтяники получили доступ к залежам, до которых раньше нужно было добираться методом множественных вертикальных скважин или гидроразрывами. Оба варианта не всегда применимы, особенно если разработка ведется недалеко от жилых регионов.
