Буровые работы

Буровые работы проводятся для подтверждения присутствия углеводородов (разведочное бурение), оконтуривания углеводородных коллекторов или разработки пласта для добычи. Буровые работы, помимо самого бурения, обязательно включают подготовку и обустройство буровой площадки.

Подготовка буровой площадки состоит из ее расчистки и выравнивания. Подготовка также включает строительство резервного амбара (если разрешено), дренажной системы и подготовки места непосредственного расположения скважины. К подготовке площадки может также относится строительство подъездной автодороги.

Обустройство буровой подразумевает монтаж бурового оборудования, установку вспомогательного оборудования для электро- и водоснабжения и доставки сжатого воздуха, а также строительство складских и жилых помещений.

Подготовка и обустройство буровой площадки также в целом не предполагают образования больших объемов отходов. Большая часть отходов образуется в процессе строительства автодороги и фундамента буровой установки. Отходы ограничиваются строительным мусором от расчистки и отходами, образующимися в результате эксплуатации и ремонта оборудования.

Простые меры, предпринятые в ходе подготовки буровой площадки, могут, однако, значительно сократить объемы отходов, образующихся непосредственно в процессе самого бурения. Буровая установка обеспечивает электроэнергию и оборудование, необходимые для бурения скважины. Буровая вышка является основным элементом и представляет собой сооружение, с помощью которого поднимается, опускается (через подъемник) и поворачивается (через ротор) бурильная колонна (бурильная труба, ударная штанга и долото). Буровая вышка также обеспечивает противовес для давления, оказываемого на буровое долото. Подъемное оборудование управляет бурильной трубой, когда она выходит из скважины, и используется для ввода обсадной трубы в скважину.

Буровые растворы циркулируют вниз по бурильной трубе и выходят из бурового долота. Они возвращаются на поверхность через пространство между бурильной колонной и стенками скважины или обсадной трубы. Буровые жидкости (или растворы) необходимы для охлаждения и смазки бурового долота, удаления кусочков выбуренной породы, уравновешивания пластового давления и предотвращения повреждения подземных горизонтов в тот период, пока скважина не укреплена обсадными колонами. Как правило, буровые жидкости делятся на три категории: на основе воды, на углеводородной основе или синтетические. Все они содержат глину и добавки. Состав бурового раствора зависит от предполагаемых условий разреза.

В состав бурового раствора обычно входит несколько добавок, которые также зависят от ожидаемых условий. Ниже приведен перечень наиболее типичных добавок:

1) утяжеляющие материалы, в первую очередь барит (сульфат бария), могут использоваться для повышения плотности раствора с целью уравнивания давления между стволом скважины и пластом при проходке участков, находящихся под давлением.

2) Ингибиторы коррозии, такие как оксид железа, бисульфат алюминия, карбонат цинка и хромат цинка, защищают трубы и прочие металлические части от кислой среды, встречающейся в некоторых пластах.

3) Диспергаторы, в том числе лигносульфонаты железа, разбивают твердые сгустки на мелкие частицы с тем, чтобы их можно было вывести на поверхность с помощью буровой жидкости.

4) Флокулянты заставляют подвешенные частицы группироваться таким образом, чтобы их можно было удалять из жидкости на поверхности.

5) Поверхностно-активные вещества, например, жирные кислоты и мыло, имеют противовспенивающее свойство и эмульгируют раствор.

6) Биоциды, обычно органические амины, хлорфенолы или формальдегиды, убивают бактерии, которые могли бы образовать токсичный сероводородный газ.

7) Редукторы потери жидкости включают в себя целлюлозу, крахмал и органические полимеры и ограничивают потерю раствора до пластов, находящихся под давлением, или пластов с высокой проницаемостью.

8) Вода, использованная при подготовке бурового раствора, также может нуждаться в очистке для удаления жидкого кальция и/или магния. Часто добавляется кальцинированная сода для образования осадка карбоната кальция. Каустическая сода добавляется для образования гидроокиси магния.

С целью крепления скважины и предотвращения обрушения в нее помещается обсадная колонна. Обсадная колонна также изолирует водоносные и углеводородоносные зоны. Применяются обсадные колонны трех видов: кондукторы, промежуточные и эксплуатационные колонны. Кондукторная обсадная колонна защищает находящиеся вокруг водоносные горизонты от загрязнения углеводородами или пластовой водой. Промежуточная обсадная колонна предохраняет буровую скважину от обрушения и облегчает перемещение оборудования внутри скважины. Эксплуатационная обсадная колонна, которая располагается по всей длине ствола скважины, служит оболочкой для забойного эксплуатационного оборудования и обычно устанавливается во время заканчивания скважины. Обсадная колонна цементируется для предупреждения миграции жидкостей между обсадными трубами и между обсадной колонной и стволом скважины, а также для предупреждения контакта между различными пластами, встречающимися в скважине.

К отходам, образующимся при бурении относят буровые жидкости (растворы и твердые частицы), пластовую воду, углеводороды, излишки обсадных труб, излишки цемента, возврат цемента и буровой шлам. При проведении буровых работ также образуется большое количество бумажных и пластмассовых отходов от упаковок материалов и оборудования.

Отходы на буровой установке образуются в первую очередь в процессе эксплуатации и ремонта бурового оборудования. Также образуется ряд прочих отходов, в том числе резьбовых соединений, обрезки бурового каната, пустые канистры из-под ингибиторов коррозии (пасты для уплотнения резьбовых соединений труб), краска и остатки краски и прочее.