Il termine perforazione indica l'intero complesso delle operazioni necessarie per costruire pozzi di sezione circolare che applicano tecniche di scavo.
Per praticare un pozzo è necessario eseguire contemporaneamente le seguenti azioni (processo di perforazione):
- per superare la resistenza della roccia, schiacciandola in piccole particelle che misurano solo pochi mm;
- per rimuovere le particelle di roccia, mentre agisce ancora su materiale fresco;
- per mantenere la stabilità delle pareti del buco;
- per impedire ai fluidi contenuti nelle formazioni perforate di entrare nel pozzo.
Ciò può essere ottenuto utilizzando impianti di perforazione rotante che sono quelli che operano oggi nel campo dell'esplorazione e della produzione di idrocarburi.
Le piattaforme di perforazione sono complessi di attrezzature mobili che possono essere spostate (onshore e offshore) da un sito di trapano all'altro, perforando una serie di pozzi.
Nella perforazione rotante si annoia la roccia usando uno strumento di taglio chiamato BIT, che viene ruotato e contemporaneamente forzato contro la roccia nella parte inferiore del foro da una corda di perforazione costituita da tubi in acciaio cavo di sezione circolare avvitata insieme.
Le talee prodotte dalla BIT vengono trasportate in superficie da un fluido di perforazione, di solito un liquido (fango o acqua), oppure un gas o una schiuma, circolati nei tubi fino alla punta e quindi alla superficie.
La rotazione viene trasmessa alla BIT dalla superficie da un dispositivo chiamato tavolo rotante o, nei moderni impianti, da un motore di trasmissione superiore con la tabella rotante come backup; Una rotazione aggiuntiva può essere aggiunta dai motori di downhole situati direttamente sopra il bit.
Dopo aver perforato una certa lunghezza di foro, al fine di garantirne la stabilità, deve essere cassata con tubi in acciaio, chiamati involucri, uniti insieme da maniche filettate.
Lo spazio tra l'involucro e il foro viene quindi riempito con sospensione del cemento per garantire una tenuta idraulica e meccanica.
La profondità finale del pozzo viene realizzata perforando fori di diametro decrescente, successivamente protetti da involucri, allo stesso modo di diminuire il diametro, producendo una struttura costituita da elementi tubulari concentrici.
Pianificare la perforazione di un pozzo
La pianificazione di un pozzo è una parte fondamentale del processo di perforazione: è la base per fare tutte le importanti scelte tecniche, per valutare i costi e organizzare la costruzione effettiva del pozzo nel modo più efficiente.
La pianificazione del pozzo inizia il momento in cui l'interpretazione dei dati sismici e la ricostruzione della geologia dell'area rivelano la presenza di una struttura favorevole all'accumulo di idrocarburi.
Questi dati consentono anche di fare una stima di:
- profondità dei livelli produttivi; sequenze stratigrafiche e litologiche; Problemi che potrebbero emergere in una fase operativa.
- I geologi preparano un documento contenente stime e proposte per perforare il pozzo sulla base delle informazioni in loro possesso ottenute da:
- campagne di superficie geologica; Studi geologici regionali; studi condotti su mappe sismiche; Profili di pozzi già completati nell'area.
Questo documento è l'introduzione alla redazione del programma di perforazione corretto per fornire i dati necessari per:
Bene posizione, obiettivi di perforazione, previsti dalla profondità finale, previsioni del profilo lito-stratigrafico, possibili problemi di perforazione che si potrebbero riscontrare, ecc.
L'analisi e l'elaborazione di tutta questa grande massa di informazioni fornisce agli ingegneri di perforazione gli elementi essenziali per elaborare il programma di perforazione.
Questi dati sono disponibili da documenti esistenti come:
Profili geologici; Bene tronchi; Rapporti di pressione; Rapporti di perforazione; Segnalazioni di fluidi di perforazione; Rapporti di cementazione; ecc
Ogni pozzo ha le sue caratteristiche specifiche (profondità, esplorativa, sviluppo o valutazione bene, onshore o offshore, verticale, direzionale o orizzontale.) Ma i criteri di base sono gli stessi per tutti i tipi di bene.
Il primo passo che deve essere fatto dagli ingegneri per elaborare il programma di perforazione è quello di costruire, la tendenza delle curve del gradiente di pressione in base alla profondità (geostatica, pressione dei pori e gradienti di frattura) per progettare il profilo dell'involucro di pozzi.
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