Дәріс 15. Бағыттап бұрғылаудың тиімділігі және ұтымдылығы

Әртүрлі өндіріс салаларында ұңғы бұрғылау әліде кеңінен қолданылады. Геологиялық барлау, гидрогеологиялық, инженерлік-геологиялық және құрылыс жұмыстарында ұңғыны бұрғылау көлемі өсуде, сондай-ақ пайдалы қазбаларды шығару үшін. Пайдалану мақсатымен геотехнологиялық әдістермен әртүрлі қатты пайдалы қазбаларды алудың және мұнай мен газды шығарудың өсімі ұңғыларды бұрғылау көлемінің өсуіне мүмкіндік туғызады. Ұңғы тереңдігінің және бұрғылау көлемінің әрдайым өсімі, сондай-ақ, мұндай қазбалар және жер қыртысы барлық жаңа және жаңа тәжірибелік тапсырмалардағы талаптарды жүргізу дәлдігін күшейтуге оларды қолданады. Бұл, өз кезегімен, олардың алға басуы ұңғыларды бұрғылауды жүргізетін барлық өндіріс салаларында арнайы технологиялық әдістердің және бағыттап бұрғылаудағы техникалық құрылғылардың дамуына алып келеді.

Геологиялық барлау жұмысы кезінде және технологиялық әдістері ұңғыны бағыттап бұрғылау үшін кеңінен қолданылудағы көрсетілген техникалық құрылғылардың көмегімен төмендегі тапсырмаларды шешеді.

А. Алдыңғылардың бірі және бағыттап бұрғылаудың негізгі мақсаты – геологиялық барлаудың сапасын арттыру. Тереңде жатқан кен денелерін барлау кезінде кейбір ұңғылар табиғи қисаюдың салдарынан геологиялық тапсырмаларды орындай алмай, жарамсыз деп табылған.

60 жылдардан бастап бағыттап бұрғылаудағы технология мен техниканың дамуы 20 ғасырда ұңғыны берілген арнамен жүргізудің дәлдігін көтеру және бұрғылау көлемінің жарамсыздығының қысқартылуына алып келді.

Қазіргі таңда әлемдік тәжірибеде көптеген кен орындарында ұңғыны бағыттап бұрғылау кеңінен қолданылады.

Украйндық кристалдық қалқанның орталық бөлігіне орналасқан кен орнында геологиялық қима бос шөгінділер қаптамалары болып келген жалпы қалыңдығы 50 - ден 120 метрге дейін, астында шығысқа 65—85°бұрышпен құлайтын және сумберидиальды үйкелісі бар тереңінде кристалды жыныстар жатыр. Барлау тереңдігі 500-800м. құрайды. Ұңғыны инклинометрлік өлшеулер негізінде байқалғаны, олардың зениттік бұрышы тереңдігіне қатысты теңдеуімен көрсетілген = - 0,7 + 0,0146 L — 0,000019 L², ал азимуттық қисаюдың қарқындылығы 0,5—4 °/100 м шегінде өзгереді, зениттік бұрыштың өсімімен азаяды. Құлау және үйкелу бұрыштарының өзгеруі жыныстардың физикалық қасиеттерінің едәуір өзгеруі және олардың аралығының әртүрлі болуы, жобадағы пішіннен ұңғы оқпанының елеулі ауытқуына себепші болады. Тәжірибеде және есептеуде көрсеткендей, тек бір ұңғының төрт жылжуы берілген нүктедегі шамадан аспаған. Сондықтан, бұрғылау үрдісінде ұңғының бағытын жобадағы арнада сақтау үшін олардың көбісі СНБ-КО ауытқышын бірден беске дейін орнатқантып онан кейін СПИ снарядымен бұрғылау жүргізілген. Уақтылы және бағыттап бұрғылаудың техникасының әдістерін дұрыс қолдану нәтижесінде кен денесін қиятын жобадағы нүктесі 5м-ден аспаған (инклиноиетрлік тексерудің көрсеткіштері бойынша), сондықтан барлау сапасы жоғары болған.

Б. Бұрғы агрегатын орналастыруға мүмкіндік жоқ жер қыртысының бөліктерін барлау үшін ұңғыларды бағыттап бұрғылайды. Бағыттап бұрғылауды қолданудың мысалы ретінде Оңтүстік Қазақстанда Текелі кен орнында және Өзбекстандағы Агата-Чабаргатинск кен орнында жүргізілген жұмыстарды келтіруге болады. Мұндай жағдайларда бағытталған және көптүпті шоғырланған ұңғыларды бұрғылау, барлау жұмыстарын қаражатты едәуір үнемдеумен жүргізуге мүмкіндік береді.

Осындай мақсатта бағытталған ұңғыларды бұрғылауды көлдердің, батпақтардың, өзендердің немесе территориясында белгілі себептермен бұрғылау агрегаттарын орналастыруға болмайтын ірі өнеркәсіп объектілерінің астында жатқан бөлімшелерді барлау үшін қолдануға болады.

В. Ұңғыларды бағыттап бұрғылаудың техникасын, технологиясын және әдістемесін өңдеп шығару әртүрлі мәселелерді шешу үшін көптүпті ұңғыларды бұрғылауға мүмкіндік береді. Көтүпті ұңғылардың қосымша оқпандарын бағыттап бұрғылау арқылы, төмендегідей мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.

Жиналған тәжірибелердің негізінде кен денесінің морфологиялық ерекшеліктерін есепке ала кен орнын барлауда көптүпті ұңғы жүйесін қолдануға төмендегідей ұсыныс беруге болады.

Жатық және көлденең кенді денелер үлкен тереңдікте (600 м жоғары) жатып және экономикалық тиімді жағдайдағы барлау сатысында болғанда ғана көптүпті ұңғылар жүйесімен барланады. Сондықтан, көптүпті ұңғылар ьір орталық оқпаннан тармақталған оқпандарды жүргізу арқылы бұрғыланады.

Алғашқы зерттеу кезеңінде тік және қия құлайтын желілік жыныстар немесе кенді шоғырлары бар кен орындары жалғыз бұрғылынатын тік немесе қыйғаш салынған ұнғылар жүйесімен және дәлірек барлау кезінде көптүпті ұнғылармен барланады.

Қазіргі кезде көптүпті ұңғының негізгі оқпаны кен денесінің құлауына перпендикуляр (вкрест) қойылады (сурет. 29, а). Сонымен көптүпті ұңғыларды бұрғылаудың көлемі сондай қиылысулармен қамтамасыз ететін біртүпті ұңғылар жүйесіне қарағанда біршама қысқарады (20—30%).

Сурет.29. Көптүпті ұңғылардың орналасу сызбасы

Ең ұтымды болып көптүпті ұңғының оқпаны кен денесіне максималды жақын аралықта орналасуы болып табылады (сурет. 29, б). Сонымен аралас жыныстардың қолайлы жатысы кезінде негізгі оқпанды асулы жағына салуға болады. Мұндай орналастыру бұрғылау көлемін экономит етуді 50—60% - ке дейін жеткізеді. Барлау кезінде қия құлайтын (100—200 м) кен аймақтарындағы ұңғының негізгі оқпанын екі жақты, тек кен денесінің жартысын қосымша оқпандармен қия бағыттауға болады (асулы және жатқан жағынан). Бірақ мұндай ұңғының орналасуы бұрғылау көлемімен (10—15%) салыстырғандағы тиімділігі аз болады. Сондықтан, ұңғының негізгі оқпанын кен денесінің ортасымен (сурет. 29, в), ал қосымша оқпанмен кен денесін жатыс және асулы жақтауы жағынан өткізуді дұрыс деп санайды.

Құбыр тәріздес тік және қия құлаған көлденең өлшемі көп емес кен денесіне көптүпті ұңғының негізгі оқпанын кен осін бойлай орналастырып барлаудың жолын ұсынады. Қосымша оқпандар кенді жыныстардың байланысын қиып өту міндетімен өзара төрт перпендикуляр бағытта қойылуы тиіс. Қосымша оқпандар қабаттарының саны барлаудың тереңдігімен және барлау торының жиілігімен анықталады. Берік денелерді барлау кезінде мұндай типтерге бірнеше көптүпті ұңғыларды, әрбір ұңғының өз бөліктеріне қосымша оқпандарды орналастыруға болады.

Штокверкті кен денелер осы күнге дейін бір ұңғы жүйесімен барланады. Мұндай денелерді көптүпті ұңғылармен барлау тоқтамайды, бірақ бұл сұрақ ары қарай ізденуді талап етеді.

Қосымша оқпандарды бұрғылауды кенді денелерді екінші немесе көп рет қиып өту үшін кеңінен қолданылады. Бірінші әдіс барлау ұңғыларын барлау кезінде рудалы аймақтан алынған керіннің шығыны кодициялық мөлшерден кем болғанда қолданылады (көбінесе көмір қабаттарында). Мұндай жағдайларда қысқа қосымша оқпанды бұрғылау жеткілікті мөлшерде керекті кернді материалды алуға мүмкіндік береді. Соңғы уақытта кенді денені екінші рет қию мақсатымен бұрғыланатын қосымша оқпанды барлау жүріп жатқан пайдалы қазбаның құрамы біркелкі болмаса немесе кенді аймақтың қалыңдығы жиі өзгеріп тұратын болса ғана бұрғылауға болады.Бұндай әдістеме алынатын мәліметтердің дұрыстығын және барлаудың сапасын көтеруге мүмкіндік береді.

Кіші көлемді бөлімдерде кенді денені көп рет қиып өту технологиялық сынама алу үшін жүргізіледі, олардан алынатын материалдың салмағы жүздеген және мыңдаған киллограмға жетуі мүмкін. Айта кететін жай, сумен қамтамасыз ету мақсатымен ұңғы бұрғылауда осы әдіс қолданылып жүр.Бұл жағдайда негізгі оқпаннан бұрғыланған және сулы қабатты қиып өтетін қосымша оқпандар ұңғының өнімін көбейтуге мүмкіндік береді.

Бағдарланған сынаманы алу үшін және күрделі апаттар болған жерлерді айналып өту үшін қосымша оқпандарды бұрғылау кеңінен қолданылады. Соңғы тәсіл мынадай, қайта бұрғылау шығыны аз, апатты жоюға жұмсалатын шығынның мүмкіншілігіне қарағанда төмен болған жағдайда қолданылады.