Кіріспе
Жерге ұңғыма бұрғылауға көмектесетін сұйықтықтар, ұңғыма бұрғылау кезінде қолданылады. Геотехникалық инженерияда бұрғылау сұйықтығы, сондай-ақ бұрғылау балшығы деп те аталады, жерге ұңғыма бұрғылауға көмектеседі. Мұнай және табиғи газ ұңғымаларын бұрғылауда, сондай-ақ барлау бұрғылау платформаларында қолданылатын бұрғылау сұйықтықтары, су ұңғымалары сияқты қарапайым бұрғылауларда да қолданылады. Бұрғылау сұйықтықтарының екі негізгі түрі бар: су негізіндегі балшық (WB), олар дисперсті және дисперсті емес болуы мүмкін, және су еместі балшық, көбінесе мұнай негізіндегі балшық (OB) деп аталады. Бұл балшықтар, олардың құрамымен бірге, мұнай және газ кендерін бұрғылау үшін тиісті полимерлер мен балшық қоспаларымен қолданылады. Газды бұрғылау сұйықтықтары, әдетте ауа немесе табиғи газды пайдалана отырып, кейде көбіктің пайда болуын қамтамасыз ететін заттар қосылғанда, төмендегі жағдайларға қарай қолданылуы мүмкін. Сұйық бұрғылау сұйықтықтарының негізгі функциялары – ұңғымаға кендік судың кірмеуін қамтамасыз ету үшін гидростатикалық қысым жасау, бұрғылау кезінде пайда болатын кесінділерді шығару және бұрғылау тоқтатылғанда (мысалы, бұрғылау құралын тесікке ендіру және шығару кезінде) оларды тоқтата тұру. Бұрғылау сұйықтығы бұрғылау битін салқындатып, оның астындағы кесінділерді тазартады. Нақты жұмыс үшін қолданылатын бұрғылау сұйықтығы кен қабаттарының зақымдануын болдырмау және коррозияны шектеу үшін таңдалады.
fluids used when drilling a well
In geotechnical engineering, drilling fluid, also known as drilling mud, is used to aid the drilling of boreholes into the earth. Used while drilling oil and natural gas wells and on exploration drilling rigs, drilling fluids are also used for much simpler boreholes, such as water wells. The two main categories of drilling fluids are water based muds (WBs), which can be dispersed and non dispersed, and non aqueous muds, usually called oil based muds (OBs). Along with their formatives, these are used along with appropriate polymer and clay additives for drilling various oil and gas formations. Gaseous drilling fluids, typically utilizing air or natural gas, sometimes with the addition of foaming agents, can be used when downhole conditions permit. The main functions of liquid drilling fluids are to exert hydrostatic pressure to prevent formation fluids from entering into the well bore, and carrying out drill cuttings as well as suspending the drill cuttings while drilling is paused such as when the drilling assembly is brought in and out of the hole. The drilling fluid also keeps the drill bit cool and clears out cuttings beneath it during drilling. The drilling fluid used for a particular job is selected to avoid formation damage and to limit corrosion.
Бұрғылау балшығының жіктелуі
Олар сұйық фазасы, сілтілігі, дисперсиясы және қолданылатын химиялық заттардың түрі бойынша жіктеледі.
Таралған жүйелер
Тұщы су балшығы: 7.0–9.5 рН деңгейіне ие балшық, оның ішінде шпад, бентонит, табиғи, фосфатпен өңделген балшықтар, органикалық балшық және органикалық коллоидпен өңделген балшықтар кіреді. Жоғары рН-ы бар балшықтардың мысалы – сілтілі танаттармен өңделген балшықтардың рН деңгейі 9.5-тен жоғары болады. Су негізіндегі бұрғылау балшығы балшықтың гидратациялануын және таралуын баяулатады. Су негізіндегі балшықтар – бұрғылау сұйықтықтарының ең көп қолданылатын түрі. Олар судан және әртүрлі қоспалардан, соның ішінде балшықтардан, полимерлерден және салмақтандырушы заттардан жасалады. WBM негізінен қалың емес ұңғымаларда қолданылады және тақтатастың ісінуіне және ыдырауына тиімді түрде кедергі келтіреді. – Олар 4 түрге бөлінеді: жоғары рН-ы бар әк балшығы, төмен рН-ы бар гипс балшығы, теңіз суы және қаныққан тұзды су балшығы.
Дисперсиялық емес жүйелер
Қаттылығы аз балшық: Бұл балшықтардың құрамындағы қатты заттардың көлемі 3–6% төмен, ал салмағы 9,5 фунт/гальоннан кем. Бұл типтегі балшықтардың көпшілігі су негізінде, әртүрлі мөлшерде бентонит пен полимерден тұрады. Эмульсиялар: Екі түрі қолданылады: судағы май (май эмульсиясы балшықтары) және майдағы су (инвертті май эмульсиясы балшықтары). Майлы балшық: Майлы балшықтардың құрамында май үздіксіз фаза ретінде, ал су ластанушы зат ретінде болады, ол балшықтың құрамына кірмейді. Олардың құрамындағы судың көлемі 5%-дан аз. Майға негізделген балшық әдетте дизель отыны мен асфальт қоспасынан жасалады, бірақ өндірілген шикі мұнай мен балшық негізінде де болуы мүмкін. Синтетикалық негіздегі балшық (СБМ): Синтетикалық негіздегі балшықтар синтетикалық сұйықтықтардан жасалады және экстремалды температуралары бар терең ұңғымаларда қолданылады. СБМ жақсы майлау қасиеттеріне ие және OBM-ге қарағанда аз улы. Ауа және көбік негізіндегі балшық: Ауа және көбік негізіндегі балшықтар бұрғылау кесінділерін жер бетіне шығару үшін ауа немесе азоттан көбік жасауға қолданылады. Бұл типтегі бұрғылау сұйықтықтары құрылымы өте кеуекті және құлауға бейім ұңғымаларда қолданылады. Жоғары тығыздықтағы балшық: Жоғары тығыздықтағы балшықтар жоғары қысым мен температурасы бар ұңғымаларда қолданылады. Олар барит пен басқа да салмақтық агенттерден жасалады және ұңғымадағы қысымды бақылау үшін, сондай-ақ апатты жарылыстарды болдырмау үшін қолданылады. Зақымдамайтын балшық: Зақымдамайтын балшықтар бұрғылау кезінде қабатқа зақым келтірмеу үшін жасалған. Олар әдетте бұрғылау балшығынан зақымдануға бейім қабаттарда қолданылады.
Synthetic based Muds (SBM): Synthetic based muds are made from synthetic fluids and are used in deep wells with extreme temperatures. SBM has excellent lubricating properties and is less toxic than OBM. Air and Foam based Mud: Air and foam based muds use air or nitrogen to create a foam that carries the drill cuttings to the surface. These types of drilling fluids are used in wells where the formation is highly porous and prone to caving. High density Muds:High density muds are used in wells with high pressures and temperatures. They are made from barite and other weighing agents and are used to control the pressure in the well and prevent blowouts. Non damaging Muds: Non damaging muds are designed to prevent damage to the formation being drilled. They are typically used in wells where the formation is susceptible to damage from drilling mud
Балшық инженері
"Балшық инженері" – мұнай және/немесе газ бұрғылау орнатылысында бұрғылау сұйықтығы немесе аяқтау сұйықтығы жүйесін қамтамасыз етуге жауапты мұнай қызметін көрсететін компанияның қызметкеріне берілген атау. Бұл маман әдетте жұмысқа қажетті химиялық заттарды сататын компанияда жұмыс істейді және осы өнімдер бойынша арнайы оқытылады, алайда тәуелсіз балшық инженерлері де жиі кездеседі. Балшық инженерінің, немесе дұрысырақ айтқанда бұрғылау сұйықтығы инженерінің рөлі бүкіл бұрғылау операциясы үшін маңызды, себебі балшықпен байланысты тіпті ұсақ проблемалар да орнатыстағы жұмысты тоқтатуы мүмкін. Әлемдік деңгейде қабылданған жұмыс кестесі бойынша, теңіздегі бұрғылау операцияларындағы персонал (оның ішінде балшық инженерлері) 28 күндік ауысыммен жұмыс істейді, яғни 28 күн қатарынан жұмыс істеп, содан кейін 28 күн демалады. Еуропада бұл кесте көбінесе 21 күндік болады. Теңіздегі бұрғылауда жаңа технологиялар мен жоғары тәуліктік шығындардың арқасында ұңғымалар өте жылдам бұрғыланады. Бұрғылау сұйықтығының проблемаларына байланысты жұмыстың тоқталуын болдырмау үшін екі балшық инженерін жұмысқа алу экономикалық тұрғыдан тиімді. Екі балшық инженері мұнай компанияларының бұрғылау және өндіру кезінде туындаған экологиялық зиян үшін сақтандыру төлемдерін де азайтады. Әдетте, тәжірибелі балшық инженері күндіз, ал жас маман түнде жұмыс істейді. Бұрғылау сұйықтығының құны ұңғыманы бұрғылаудың жалпы құнының шамамен 10% құрайды (бұл көрсеткіш өте кең ауқымда өзгеруі мүмкін) және білікті балшық инженерлерін қажет етеді. Балшық инженері мен сұйықтықтың тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз ету арқасында үлкен үнемдеуге қол жеткізуге болады. Балшық инженерін балшық үлгілерін зерттейтін және газды бақылайтын мамандар – балшық логгерлермен шатастыруға болмайды.