קידוחים אופקיים וקידוחים כיווניים: בארות גז טבעי

תוֹכֶן

• מה זה קידוח כיווני?
• מדוע מקדחות בארות שאינן אנכיות?
• יחידות סלע שהכי מרוויחות מקידוח אופקי
• קידוחים אופקיים ושבר הידראולי בשפצלים
• מתודולוגיית קידוחים
• פילוסופיה חדשה של חכירה ותמונות

קידוחים בכיוון תחת עיר: ניתן להשתמש בקידוח כיווני כדי להגיע ליעדים שלא ניתן לקדוח עם באר אנכית. לדוגמה, יתכן שלא ניתן לקבל היתר קידוח לבאר הממוקמת באזור מיושב או בתוך פארק. עם זאת, ניתן לקדוח באר ממש מחוץ לאזור או לפארק המאוכלס ואז לנווט בכיוון לכיוון היעד.

מה זה קידוח כיווני?

מרבית הבארות שנקדחו למים, נפט, גז טבעי, מידע או יעדים אחרים מתחת לפני השטח הם בארות אנכיות - קדחו ישר לאדמה. עם זאת, קידוח בזווית שאינה אנכית יכול להשיג מידע, לפגוע ביעדים ולעורר מאגרים בדרכים שלא ניתן להשיג בעזרת באר אנכית. במקרים אלה, יכולת לנווט את הבאר במדויק בכיוונים ובזוויות היוצאים מהאנכי היא יכולת בעלת ערך.

כאשר קידוחים כיווניים משולבים עם שברים הידראוליים, כמה יחידות סלע שהיו לא יצרניות כאשר נקדחו אנכית יכולות להפוך למפיקים נפלאים של נפט או גז טבעי. דוגמאות לכך הן שלוכת מרקלוס מאגן האפלצ'ים ותצורת בקקן של דקוטה הצפונית.

צמצם את טביעת הרגל: ניתן להשתמש בכרית קידוח אחת לקידוח מספר בארות. זה מקטין את טביעת הרגל של פעולות הקידוח. בשנת 2010 קידחה אוניברסיטת טקסס בארלינגטון 22 בארות על פלטפורמה יחידה. בארות אלה מנקזות את הגז הטבעי מכ- 1100 דונם מתחת לקמפוס. במהלך 25 ​​שנות חיים צפויות הבארות לייצר סך של 110 מיליארד רגל מעוקב של גז טבעי. האלטרנטיבה תהיה לקדוח בארות רבות, שכל אחת מהן זקוקה למשטח קידוח, בריכה, דרך גישה וקו איסוף.

מדוע מקדחות בארות שאינן אנכיות?

קידוחים כיווניים ואופקיים שימשו כדי להגיע ליעדים מתחת לאדמות סמוכות, להפחתת טביעת הרגל של פיתוח שדה גז, להגדלת אורך "אזור השכר" בבאר, להצטלב בכוונה בשברים, לבנות בארות הקלה ולהתקין שירות שירות מתחת לאדמות בהן חפירה היא בלתי אפשרית או יקרה במיוחד.

להלן רשימה של שש סיבות לקידוח בארות שאינן אנכיות. הם מאויירים בצורה גרפית על ידי ששת הרישומים בעמוד זה.

א) יעדי פגיעה שלא ניתן להגיע אליהם באמצעות קידוחים אנכיים.

לעיתים מאגר נמצא מתחת לעיר או לפארק בו הקידוח אינו אפשרי או אסור. יתכן שעדיין תוקף על מאגר זה אם כרית הקידוח ממוקמת בשולי העיר או הפארק והבאר נקדחה בזווית שתצטלב את המאגר.

ב) מסננים שטח רחב מכרית קידוח יחידה.

שיטה זו שימשה כדי להפחית את טביעת הרגל השטחית של פעולת קידוח. בשנת 2010, אוניברסיטת טקסס בארלינגטון הוצגה בחדשות לקידוח 22 בארות על כרית קידוח יחידה שתנקז גז טבעי מ -1100 דונם מתחת לקמפוס. לאורך 25 שנות חיים צפויות הבארות לייצר סך של 110 מיליארד רגל מעוקב. שיטה זו צמצמה משמעותית את טביעת הרגל של פיתוח הגז הטבעי באזור הקמפוס.

מקסום את אזור התשלום: אם נקדחה באר אנכית דרך סלע מאגר בעובי מטר וחצי, אז גז טבעי או נפט יכולים לחלחל לבאר דרך 50 רגל ליניארית של "אזור שכר". עם זאת, אם הבאר מופנית לאופקית (או אותה נטייה כמו יחידת הסלע) וקדחה בתוך יחידת הסלע ההיא, הרי שמרבית החדירה באזור התשלום יכולה להיות גדולה בהרבה. לחלק מהבארות האופקיות יש יותר מפיל של חדירה לאזור שכר.

מאגר שבר: בחלק מהמאגרים יש מרבית הנקבוביות שלהם בצורה של שברים. בארות מוצלחות חייבות לחדור לשברים כדי להזרים גז טבעי לבאר. באזורים גיאוגרפיים רבים יש כיוון שברים דומיננטי שלאורכו מיושרים רוב השברים. אם נקדח את הבאר בניצב למישור השברים הללו, אז יחדרו מספר שברים מרבי.

ג) הגדילו את אורך "אזור השכר" בתוך יחידת הסלע היעד.

אם יחידת סלע בעובי של מטר וחצי, לבאר אנכית שנקדחה דרכה יהיה אזור שכר שאורכו חמישים מטרים. עם זאת, אם הבאר מסתובבת וקודחת אופקית דרך יחידת הסלע בגובה של חמישה אלפים רגל, אזי לבאר אחת זו יהיה אזור שכר שאורכו 5,000 רגל - בדרך כלל הדבר יביא לעלייה בפריון משמעותי של הבאר. בשילוב עם שבר הידראולי, קידוח אופקי יכול להמיר פצלים לא יצרניים לסלעי מאגר פנטסטיים.

ד) שפר את התפוקה של בארות במאגר שבר.

הדבר נעשה על ידי קידוחים בכיוון המצטלב בין מספר שברים מרבי. כיוון הקידוח בדרך כלל יהיה בזווית ישרה לכיוון השבר הדומיננטי. שדות גיאותרמיים בסלע גרניט בדרך כלל מקבלים כמעט את כל חילופי המים שלהם משברים. קידוחים בזוויות ישרות לכיוון השבר הדומיננטי יובילו את הבאר למספר שברים מרבי.

ה) איטום או הקלה של לחץ בבאר "מחוץ לשליטה".

אם באר יוצאת משליטה, ניתן לקדוח "באר הקלה" כדי להצטלב אותה. ניתן להשתמש בבאר המצטלבת לאיטום הבאר המקורית או להפגת הלחץ בבאר מחוץ לשליטה.

ו) התקן כלים תת-קרקעיים שבהם אין אפשרות לחפור.

קידוחים אופקיים שימשו להתקנת קווי גז וחשמל שחייבים לחצות נהר, לחצות כביש או לנסוע מתחת לעיר.

הקלה היטב: אם לבאר יש בעיה ומתחיל לזרום משליטה, יש לאטום אותה בעומק או להקל על הלחץ. במצב זה ניתן לקדוח "באר הקלה" מאתר סמוך. באר ההקלה תהיה באר קדחה כיוונית המצטלבת היטב את נשא הבעיה כדי לנקז את חלק הלחץ או לחבר את הבאר על ידי שאיבת מלט לתוך הנשא.

יחידות סלע שהכי מרוויחות מקידוח אופקי

בארות אנכיות יכולות לנקז ביעילות יחידות סלע בעלות חדירות גבוהה מאוד. נוזלים ביחידות הסלע הללו יכולות לזרום במהירות וביעילות למרחק של מרחקים ארוכים.

עם זאת, כאשר החדירות נמוכה מאוד, נוזלים עוברים לאט מאוד דרך הסלע ואינם נוסעים למרחקים ארוכים כדי להגיע לשעמם באר. קידוחים אופקיים יכולים להגדיל את הפרודוקטיביות בסלעים בעלי חדירות נמוכה על ידי קירוב נשא הבאר הרבה יותר למקור הנוזל.

קו שירות: קווי שירות של שירותים כגון אלה המספקים חשמל, מים או גז טבעי מותקנים לעיתים על ידי קידוחים כיווניים. שיטה זו משמשת כאשר עליהם לחצות כביש בו החפירה תשבש את התנועה, תחצה נהר שבו אין אפשרות לחפירה, או חוצה קהילה בה התקנת פני השטח על ידי חפירה תהיה יקרה ומשבשת במיוחד.

קידוחים אופקיים ושבר הידראולי בשפצלים

אולי התפקיד החשוב ביותר שמילאה קידוח אופקי הוא בפיתוח מחזורי פצלי הגז הטבעי. יחידות סלע אלה בעלות חדירות נמוכה מכילות כמויות משמעותיות של גז ונמצאות מתחת לחלקים גדולים מאוד של צפון אמריקה.

דוגמה לכך היא אגם של ברנט של טקסס, פיילת פייטוויל מארקנסו, פצלי היינסוויל מלואיזיאנה וטקסס, ובצד מרקלוס מאגן האפלצ'ים. ביחידות הסלע הללו האתגר הוא לא "למצוא" את המאגר; האתגר הוא להחזיר את הגז מחללי נקבוביות זעירים מאוד ביחידת סלע בעלת חדירות נמוכה.

כדי לעודד את התפוקה של בארות בלווייתנים עשירים אורגניים, חברות מקדחות אופקית דרך יחידת הסלע ואז משתמשים בשברים הידראוליים כדי לייצר חדירות מלאכותית המופעלת על ידי חול שברון. בוצע יחד, קידוח אופקי ושבר הידראולי יכולים ליצור באר יצרנית שבה באר אנכית הייתה מייצרת רק כמות קטנה של גז.

מתודולוגיית קידוחים

מרבית הבארות האופקיות מתחילות לפני השטח כבאר אנכית. הקידוח מתקדם עד שקידוח הקיר נמצא כמה מאות מטרים מעל יחידת הסלע היעד. בנקודה זו מושך הצינור מהבאר ומנוע הידראולי מחובר בין מקדח לצינור המקדחה.

המנוע ההידראולי מופעל על ידי זרימת בוץ קידוח במורד צינור המקדחה. זה יכול לסובב את המקדחה מבלי לסובב את כל אורך צינור המקדחה בין החלק למשטח. זה מאפשר לקידוח לקדוח נתיב החורג מכיוון צינור המקדחה.

לאחר התקנת המנוע מורידים את החלק והצינור בחזרה במורד הבאר, והקוד מקדד שביל שמוביל את נשא הבאר מאנכי לאופקי לאורך מרחק של כמה מאות רגל. ברגע שהבאר הובלה לזווית הראויה, הקידוח ישר קדימה מתחדש והבאר עוקבת אחר יחידת הסלע המטרה. שמירת הבאר ביחידת סלע דקה דורשת ניווט זהיר. מכשירי חור התחתון משמשים לקביעת אזימוט ונטייה של הקידוח. מידע זה משמש להפעלת מקדחה.

קידוח אופקי הוא יקר. בשילוב עם שבר הידראולי, באר יכולה לעלות עד פי שלושה מכל רגל כמו קידוח באר אנכית. העלות הנוספת מושגת בדרך כלל על ידי ייצור מוגבר מהבאר. שיטות אלה יכולות להכפיל את תפוקת הגז הטבעי או הנפט מבאר. בארות רווחיות רבות יהיו כישלונות ללא שיטות אלה.

פילוסופיה חדשה של חכירה ותמונות

בייצור גז מבאר אנכית, הגז מופק מתחת לחבילת רכוש אחת. ברוב המדינות יש תקופות ארוכות בנושא זכויות מינרליות השולטות בבעלות על גז המיוצר מבארות אנכיות. הגז משותף לרוב לכל בעלי האדמות בגוש אדמה או במרחק רדיוס מהבאר המייצרת.

בארות אופקיות מציגות משתנה חדש: באר אחת יכולה לחדור ולייצר גז מחבילות מרובות עם בעלים שונים. כיצד ניתן לחלוק את התמלוגים מגז זה באופן די טוב? שאלה זו נענת בדרך כלל לפני הקידוח באמצעות שילוב של כללי ממשלה והסכמי שיתוף תמלוגים פרטיים. אופן חלוקת התמלוגים וכיצד מטפלים בבעלות על "אחיזה" יכולים להיות מורכבים יותר מאשר עם באר אנכית.