Boreslam

Boreprosessen og kjemikalier som brukes i boring​

1.Introduction

Boring er en kompleks og avgjørende operasjon i olje- og gassindustrien, så vel som i andre felt som geotermisk energiutvinning og vannbrønnbygging. Prosessen innebærer å lage et dypt hull i jordskorpen for å få tilgang til verdifulle ressurser. Sammen med spesialisert utstyr spiller en rekke kjemikalier viktige roller for å sikre effektiviteten, sikkerheten og suksessen til boreoperasjonen. Denne artikkelen skisserer den detaljerte boreprosessen og nøkkelkjemikaliene som brukes i hvert trinn

Boreprosessen

2. Forberedelse før boring

• Områdevalg og undersøkelse: Det første trinnet er å identifisere et egnet borested. Geologer utfører omfattende undersøkelser ved å bruke teknikker som seismisk avbildning, gravitasjon og magnetiske undersøkelser, og brønnlogganalyse fra eksisterende brønner i nærheten. Dette hjelper med å bestemme den potensielle plasseringen av olje, gass eller andre ressurser. Når stedet er valgt, blir området ryddet for eventuelle hindringer, og adkomstveier bygges for å lette transport av utstyr og materialer.
• Vel design: Ingeniører designer brønnen basert på geologiske data og målene for boreoperasjonen. Designet inkluderer å bestemme brønnens dybde, diameter og bane (vertikal, avviket eller horisontal). Det tas også hensyn til faktorer som typen formasjoner som skal bores gjennom, forventede trykk- og temperaturforhold, og behovet for foringsrør og sementering for å støtte brønnhullet.

 

2.2 Overflatehullsboring

 

• Sette opp riggen: En borerigg er reist på stedet. Riggen består av ulike komponenter, inkludert et boretårn for å heise og senke borestrengen, en kraftkilde for å drive boreutstyret, og et slamsystem for sirkulering av borevæske. Borestrengen, som er en serie sammenkoblede rør, settes sammen og senkes ned i brønnhullet.
•  Innledende boring: Boreprosessen begynner med bruk av en borkrone med stor diameter for å bore overflatehullet. Dette hullet er vanligvis grunnere og brukes til å installere overflaten. Overflateforingsrøret gir strukturell støtte til brønnhullet, hindrer overflatevann i å komme inn i brønnen, og fungerer som en guide for etterfølgende boreoperasjoner. I løpet av dette stadiet sirkuleres borevæske, også kjent som slam, kontinuerlig gjennom borestrengen og ut av borkronen. Slammet avkjøler og smører borkronen, bærer borekaks (steinfragmenter) til overflaten og bidrar til å opprettholde stabiliteten til borehullet.

2.3 Mellom- og produksjonshullsboring

• Skifte bits og foringsrør: Ettersom brønnen bores dypere, brukes borekroner med mindre diameter til å bore gjennom forskjellige formasjoner. Mellomforingsrør installeres med passende intervaller for å forsterke borehullet og isolere forskjellige formasjoner. Dette hjelper til med å kontrollere trykk og forhindre kollaps av brønnhullet. Boreprosessen fortsetter, med slamsystemet som hele tiden tilpasser seg de skiftende forholdene i formasjonene som bores.
• Retningsboring (hvis aktuelt): I noen tilfeller, spesielt for offshore-boring eller ved målretting av spesifikke reservoarsoner, brukes retningsboreteknikker. Dette innebærer å bruke spesielle nedihullsverktøy for å kontrollere retningen til borkronen, slik at brønnen kan nå ønsket plassering i undergrunnen. Borevæsken spiller en avgjørende rolle i retningsboring ved å gi den nødvendige smøringen for at borestrengen skal bøye seg og endre retning.

2.4 Fullføring og testing

• semente: Når brønnen har nådd ønsket dybde, utføres sementering. Sement pumpes ned i ringrommet (rommet mellom borestrengen og borehullet eller mellom forskjellige foringsrør) for å tette borehullet og binde foringsrøret til den omkringliggende bergarten. Dette gir ekstra støtte til brønnhullet, forhindrer væskemigrering mellom forskjellige formasjoner og hjelper til med å isolere produksjonssonen.
• Vel gjennomføring: Etter sementering er brønnen ferdigstilt. Dette kan innebære installasjon av produksjonsrør, brønnhodeutstyr og andre komponenter som er nødvendige for utvinning av olje, gass eller andre ressurser. Brønnen blir deretter testet for å bestemme produktiviteten og for å sikre at den oppfyller de nødvendige sikkerhets- og kvalitetsstandardene.

3. Kjemikalier som brukes i boring

​

3.1 Tilsetningsstoffer for borevæske

• Viskosifikatorer: Viskositetsmidler tilsettes borevæsken for å øke viskositeten. Dette hjelper til med å suspendere borekaks og hindre dem i å sette seg tilbake i brønnhullet. Vanlige viskosifikatorer inkluderer bentonittleire, xantangummi og karboksymetylcellulose (CMC). Bentonittleire, en type svellende leire, absorberer vann og danner en gellignende struktur som øker viskositeten til borevæsken. Xantangummi, et polysakkarid produsert av bakterier, er svært effektivt for å opprettholde viskositeten selv under høye temperaturer og høye skjærforhold.
• Vektingsmidler: Vektingsmidler brukes for å øke tettheten til borevæsken. Dette er viktig for å kontrollere trykket i borehullet og forhindre formasjonsfluider (som olje, gass eller vann) fra å strømme inn i borehullet. Baritt (bariumsulfat) er det mest brukte vektingsmidlet. Den har en høy egenvekt og kan enkelt legges til borevæsken for å justere densiteten etter behov. Andre vektingsmidler inkluderer hematitt og ilmenitt
• Filtratreduksjonsmidler: Filtratreduksjonsmidler legges til borevæsken for å minimere mengden væske som filtrerer inn i formasjonen. Dette hjelper til med å opprettholde stabiliteten til borehullet og forhindre skade på formasjonen. Polymerer som polyanionisk cellulose (PAC) og syntetiske polymerer brukes ofte som filtratreduserende midler. De danner en tynn, ugjennomtrengelig filterkake på veggen av brønnhullet, og reduserer væsketapet.
• smøremidler: Smøremidler tilsettes borevæsken for å redusere friksjonen mellom borestrengen og brønnhullsveggen. Dette hjelper til med å forhindre slitasje på borestrengen, redusere dreiemomentet som kreves for å rotere borestrengen, og letter bevegelsen av borestrengen i brønnhullet. Mineraloljer, syntetiske estere og overflateaktive stoffer brukes som smøremidler i borevæsker.

3.2 Sementtilsetningsstoffer

• akseleratorer: Akseleratorer tilsettes sementoppslemmingen for å øke herdetiden for sementen. Dette er viktig i noen situasjoner, for eksempel når rask sementering er nødvendig for å forhindre kollaps av brønnhullet eller for å gjenoppta boreoperasjoner raskt. Kalsiumklorid er en vanlig akselerator som brukes i sementering. Den reagerer med sementkomponentene, fremmer dannelsen av hydreringsprodukter og akselererer herdeprosessen.
• Retardere: Retardere brukes til å senke herdetiden til sementen. Dette er nyttig når sementeringsoperasjonen er kompleks og krever mer tid for å pumpe sementoppslemmingen inn i borehullet. Lignosulfonater og visse organiske syrer brukes ofte som retardere. De samhandler med sementpartiklene, forsinker hydreringsreaksjonene og forlenger herdetiden.
• dispergeringsmidler: Dispergeringsmidler tilsettes til sementoppslemmingen for å forbedre flytbarheten. De hjelper til med å redusere viskositeten til sementslurryen, slik at den lettere kan pumpes gjennom brønnhullet. Polykarboksylatbaserte polymerer er mye brukt som dispergeringsmidler i sementering. De adsorberer på overflaten av sementpartikler, forhindrer agglomerering av partikler og forbedrer flyten til slurryen.

3.3 Andre kjemikalier

• Korrosjonshemmere: Korrosjonsinhibitorer brukes for å forhindre korrosjon av borestrengen, foringsrøret og andre metallkomponenter i brønnhullet. Tilstedeværelsen av vann, oksygen og sure gasser (som karbondioksid og hydrogensulfid) i brønnhullet kan forårsake korrosjon. Organiske forbindelser som imidazoliner og aminer brukes ofte som korrosjonsinhibitorer. De danner en beskyttende film på metalloverflaten, og forhindrer kontakt av etsende stoffer med metallet
• bactericides: Baktericider tilsettes borevæsken og sementslurryen for å kontrollere veksten av bakterier. Noen bakterier kan forårsake korrosjon av metallkomponenter og kan også påvirke egenskapene til borevæsken og sementen. Klorbaserte forbindelser og kvaternære ammoniumforbindelser brukes som baktericider. De dreper eller hemmer veksten av bakterier, og sikrer integriteten til boreoperasjonen.

4. Konklusjon

Boreprosessen er en flertrinns operasjon som krever nøye planlegging og utførelse. Kjemikalier spiller en viktig rolle i alle stadier av boreprosessen, fra den første boringen til fullføringen av brønnen. Borevæsketilsetningsstoffer hjelper til med å opprettholde ytelsen til borevæsken, sementtilsetningsstoffer sikrer riktig setting og binding av sementen, og andre kjemikalier som korrosjonshemmere og baktericider beskytter utstyret og materialene som brukes i boreoperasjonen. Riktig valg og bruk av disse kjemikaliene er avgjørende for sikker, effektiv og vellykket gjennomføring av boreprosjekter.