Nurdin Mujkić

Odgovori na pitanja iz Dubokog bušenja

1. Osnovni dijelovi postrojenja za duboko bušenje?Najveći broj izbušenih bušotina, u svakom pogledu, pripada rotary metodi bušenja.

Uporedo sa ovim, najveći dio tih bušotina danas se buši na naftu i plin.Osnovni, sastavni sistemi rotary bušaćeg postrojenja, bez obzira na to buši li se bušotina

na kopnu ili na moru, da li je u pitanju plitka ili duboka bušotina, istražna ili eksploataciona, itd., su:

- sistem pogonskih jedinica,- sistem za dizanje i spuštanje bušaćeg alata, casinga i drugih cijevnih tereta,- pumpno-cirkulacioni sistem,- sistem prenosa snage,- sistem opreme za kontrolu bušotinskih pritisaka na ustima bušotine (BOP),- mjerno-upravljački sistem, sa sistemom rasvjete,

substruktura bušaćeg tornja, sa tornjevskom konstrukcijom

2. Bušaće šipke Najduži dio niza bušaćeg alata pripada bušaćim šipkama, cca 95 %, dok niz teških šipki obično nije duži od 100 – 300 m.Svaka bušaća šipka posjeduje tijelo cijevi i navojne spojeve (muški ili ženski) na krajevima tijela cijevi.Međusobnim spajanjem pojedinačnih bušaćih šipki dobivamo jedinstvenu cjelinu niza.

Međusobno, bušaće šipke se razlikuju prema kvaliteti materijala od koga su napravljene, prema dužini, po dužnoj masi i vrsti navojnih spojeva.U bušaćim operacijama istraživanja nafte i gasa najčešće se koriste sljedeći spoljni prečnici i podužne mase bušaćih šipki :

88,9 mm (3 ½'') – 19,8 kg/m' (13,3 #/ft); 114,3 mm (4 ½'') – 24,8 kg/m' (16,6 #/ft); 127 mm (5'') – 29,1 kg/m' (19,5 #/ft).

3. Teške šipke Namjena teških šipki je da osno opterećenje, kojim se opterećuje dlijeto, bude situirano u što kraćem donjem dijelu niza bušaćeg alata, neposredno iznad dlijeta.Dužina teške šipke po API standardu iznosi 9 ili 12 m.Vanjski prečnik teških šipki treba da bude što je moguće bliži prečniku bušotine.Unutrašnji prečnik TŠ redovno je manji od unutrašnjeg prečnika bušaćih šipki. Na taj se način dobije veća koncentracija mase na kraćoj dužini.

Obzirom da su ovako masivno građene, teške šipke su sposobne da rade pod jakim naprezanjima, i da se pri tome, u velikoj mjeri, odupru izvijanju.Krutost teških šipki oslabljena je u navoju, na spoju dviju šipki, i to je ujedno i najslabija tačka niza teških šipki.

Lomovi u navojima teških šipki sprečavaju se konstrukcijom, izvedbom i održavanjem.Ciklična promjena naprezanja na navojnim spojevima je uzrok slabljenja navojnih spojeva, što se konačno završava lomom navojnog spoja.

1

Nurdin Mujkić

4. Konstrukcija dubokih bušotinaZa dijamantska jezgrovanja u stabilnim stijenama moguća je primjena kruna prečnika

36, 46 i 59 mm.Ako je u pitanju složen ili nedovoljno izučen geološki profil, preporučuje se u

završnom prečniku ostaviti određena rezerva – nekoliko mm, tako da se cijela konstrukcija uveća na jednu graničnu vrijednost. Na taj način ostavlja se mogućnost intervencije i ostvarenja postavljenog zadatka.

Poslije izbora završnog prečnika bušenja označavaju se intervali koje je potrebno zacijeviti, te eventualno cementovati ili zapuniti masnom glinom.Zaštitne cijevi ugrađuju se u bušotinu koncentrično jedna u drugu, i obično svaka od njih izlazi na površinu, do usta bušotine.

Prva sa površine, najvećeg prečnika, naziva se UVODNA ili ŠODER kolona, kojom se prekrivaju nestabilne formacije aluviona, vrši se zaštita usta bušotine, zbog odvoda isplake prema usisnom bazenu i isplačnoj pumpi, pošto se prethodno očisti od nabušenog materijala.

Pri bušenju dubljih bušotina, iza uvodne ugrađuje se POVRŠINSKA kolona, kojom se prekrivaju nestabilne formacije, formacije u kojima se gubi isplaka ili vodeni akviferi koji zaliježu u gornjem dijelu geološkog profila.Uopšte gledano, zaštitne cijevi se ugrađuju sa ciljem :

1. izolacije vodonosnih horizonata, zatvaranja nestabilnih i osipajućih formacija, koje se nalaze iznad objekta istraživanja;

2. prekrivanja vodonosnog horizonta filterskom konstrukcijom u cilju crpljenja i korištenja vode:

3. prekrivanja zona karstova ili starih podzemnih rudarskih radova ili dijelova razrušenih i zdrobljenih formacija.

Nakon što budu označeni prečnici i dubine zaštitnih cijevi, odabiraju se prečnici i tipovi dlijeta (kruna) za bušenje bušotine u pojedinim intervalima.Prilikom projektovanja bušotine treba težiti izboru najprostije konstrukcije, sa primjenom minimalnih količina zaštitnih cijevi, obzirim na cilj i zadatak, te njezin kratak vijek trajanja. U velikom broju slučajeva, kod bušenja na čvrste mineralne sirovine koriste se prostije konstrukcije bušotina. Zacjevljenja bušotina su rjeđa, a dobrim dijelom se koriste konstrukcije u kojima zacjevljenje u potponosti izostaje. U određenim prilikama ugrađene kolone se, nakon završenog bušenja, vade iz bušotine.Konstrukciju bušotine sastavljamo od dna prema ustima.

Nakon određivanja konačne dubine bušotine, prvo se mora odrediti završni prečnik bušenja.Zbog smanjenja troškova bušenja nastoji se odrediti što je moguće manji završni prečnik, ali dovoljan da se obezbijedi efikasno rješenje postavljenog zadatka.Ovdje se u prvom redu misli na dobivanje kvalitetnih proba u dovoljnoj količini putem jezgrovanja.

Pri istraživanju čvrstih mineralnih sirovina prečnik jezgra treba da obezbijedi dovoljnu masu probe, koja se utvrđuje na osnovu zahtjeva za oprobavanje, u zavisnosti od tipa ležišta, mineralnog resursa i raspodjele korisne komponente u stijeni.

5. Uloga površinske i tehničke kolone zaštitnih cijeviStandardni zadaci površinske kolone su: zaštita akvifera pitkih voda, izolacija zona sa

potencijalnim gubljenjem isplake, zaštita rastvorljivih soli, gipsa i anhidrita itd.U tu svrhu najčešće se koriste zaštitne kolone vanjskog promjera 273 mm ili 340 mm, a

ugrađuju se na dubinama od 450 – 2000 m, zavisno od pojektovane dubine bušotine.

2

Nurdin Mujkić

Za projektovanu dubinu bušotine od 6500 m, uobičajena dubina ugradnje površinske kolone, prečnika 273-340 mm, iznosi 900-1200 m. Na ovaj način izoluju se svi problemi plićih, nestabilnih formacija i obezbjeđuje stabilnost formacija ispod pete površinske kolone, kako bi se bezbijedno dostigla dubina pete slijedeće zaštitne kolone, koja se nalazi negdje između 3650 m i 4250 m.

Osim toga, ova kolona dozvoljava upotrebu teških isplaka tokom bušenja kroz zone povišenih slojnih pritisaka.

Pod ovim nazivom, u današnjoj praksi i shvatanju konstrukcije bušotine, podrazumijeva se ugradnja jedne tehničke kolone, dok se eventualna druga tehnička kolona često naziva intermediate casing.

Potreba za većim brojem kolona često se rješava i lajnerima.Svrha ugradnje tehničkih kolona u uskoj je vezi sa dubinama i brojem objekata

istraživanja, kao i pojavama većeg broja zona različitih statusa pornih pritisaka.Obično se, naime, javlja potreba razdvajanja normalnih i subnormalnih zona od visoko

presiranih zona, koje se odlikuju veoma visokim gradijentima frakturiranja.

6. Cementacija dubokih bušotina?

1. POJAM CEMENTACIJE

Cementacija zaštitnih kolona obuhvata postupak pripreme, utiskivanja i istiskivanja cementne kaše u anularni prostor, između zaštitnih cijevi i stijenki kanala bušotine.

Niz zaštitnih kolona cijevi u bušotini može se cementirati po cijeloj dužini ili samo jednim dijelom, što zavisi od niza bušotinskih faktora.

1.1 Uloga cementne kaše

Cementna kaša, plasirana na predviđeno mjesto u bušotinu i pretvorena u cementni kamen, ima slijedeće funkcije:

- međusobno razdvajanje poroznih horizonata u kanalu bušotine,- obezbjeđenje mehaničkog oslonca za ugrađeni niz zaštitne kolone,- zaštita kolona od korozije, do koje može doći pod dejtvom agresivnih voda,- izrada oslonca za stijenke u kanalu bušotine, u cilju spriječavanje njihovog

obrušavanja.

7. Umanjeni ( subnormalni ) slojni pritisci i njihov uticaj na proces bušenje? Subnormalan ili smanjen porni pritisak podrazumijeva pritisak manji od hidrostatskog pritiska stuba porne vode.

Zone smanjenih pornih pritisaka nastaju kao posljedica viška pornog pritiska, odnosno iscrpljivanja slojnih fluida, specifičnih prirodnih uslova i dugotrajnih erozionih procesa.

8. Uvećani ( abnormalni ) slojni pritisci i njihov uticaj na proces bušenja? Povišeni ili abnormalni porni pritisak podrazumijeva slojni pritisak veći od hidrostatskog pritiska stuba porne vode.

Uslov za postojanje zona sa povišenim pornim pritiskom je prisustvo nepropusnih stijenskih barijera koje sprečavaju slobodnu komunikaciju fluida u porama stijena.Porastom dubine povećava se geostatički pritisak pokrovnih stijena. Na taj način se povećava i čvrstoća i zbijenost matrixa, smanjuje se poroznost a porni pritisak ostaje konstantan do granice normalne kompakcije

3

Nurdin Mujkić

9. Pritisak fraktuiranja sloja?Ulaskom u zonu sa povišenim pornim pritiskom gustina isplake za bušenje mora se

povećati, tako da pritisak stuba isplake bude veći od pornog pritiska u nabušenoj formaciji, čime se sprečava ulazak fluida u kanal bušotine. Pritisak stuba isplake mora biti ispod veličine koja može izazvati frakture plićih, slabijih formacija, koje se nalaze uglavnom ispod pete ugrađenih zaštitnih cijevi. Poznavanje pritiska pri kome dolazi do frakturiranja sedimenata ''Pf'' na svim dubinama u bušotini, jedan je od osnovnih elemenata za planiranje racionalne konstrukcije zaštitnih cijevi naftnih i gasnih bušotina

10. Isplaka u dubokom bušenju?U toku faze izrade projekta bušenja istražne bušotine, a prije početka bušenja, potrebno je

obaviti solidnu pripremu i prikupljanje podataka. Jedan od važnih segmenata je određivanje i izbor isplačnog sistema koji će se koristiti tokom izrade bušotine.

Najbolji način izbora je da se prognozni profil, kroz koji će se bušiti buduća bušotina, svestrano izanalizira, a potom ponudi odgovarajuća isplaka. To podrazumijeva i promjenu sistema isplake, od jedne do druge faze izrade bušotine. Osima toga, iz pisanih istorijskih podataka, treba uzeti sve korisne poruke i upute, u cilju izbjegavanja problema i gubljenja vremena.

Kod klasificiranja isplaka polazimo od toga da je za sve isplake važna vrsta njihove tekuće faze, te kako sve isplake možemo podijeliti na vodeno – bazne i uljno – bazne isplake.

Između ove dvije grupe imamo nekoliko tipova isplaka, i to:b) Prirodne isplake, bez značajne obrade;c) Isplake na bazi slatke vode (NaCl do 1 %; Ca do 120 ppm):

- fosfatne isplake, niskog pH (do 8,5);- crvene isplake, niskog pH (pH<11);- hrom-lignosulfatne isplake (pH=8,5-10).

d) Inhibirane isplake- isplake na bazi morske vode (sadržaj NaCl oko 3,5 %);- solju (NaCl) zasićene isplake;- krečne isplake sa niskim sadržajem kreča;- krečne isplake sa visokim sadržajem kreča;- gipsne isplake.

e) Isplake sa niskim sadržajem čvrstih čestica (do 5 % zapreminski);f) Uljno-emulzione isplake (do 20 % ulja u vodi);g) Uljno-bazne isplake.

11. Gubici isplake i način saniranja gubitaka isplakeGubici isplake mogu biti uzrokom brojnih i složenih tehničkih problema koji, u velikoj

mjeri, povećavaju cijenu izrade bušotine kroz gubitke vremena potrebnog za saniranje gubitaka, te utroške različitih dodatnih materijala.

Najčešći problemi koji su vezani za gubitke isplake su:- zaglava bušaćeg alata, uslijed neiznošenja materijala,- prodor slojnih fluida u kanal bušotine, uslijed smanjenja hidrostatskog pritiska u

kanalu bušotine,- problemi istiskivanja cementnog mlijeka u međuprostor bušotine, i slično.

Saniranje gubitaka isplake je, po prirodi posla, usporeno i spada u ''konzervativne'' bušotinske aktivnosti, pošto do danas nije pronađena niti jedna apsolutno sigurna metoda koja bi na efikasan način, brzo i racionalno vratila progres u tok procesa bušenja.

4

Nurdin Mujkić

Iz tih razloga, kod težih i katastrofalnih gubitaka, kao najracionalnije rješenje, pribjegava se primjeni alternativnih metoda bušenja. Uobičajene formacije, u kojima se najčešće pojavljuju gubici isplake, prikazane su na slici 141, i u njih spadaju:

- krupnozrne, nekonsolidovane i propusne formacije, kao što su šljunkovi, krupnozrni pijesak, itd;

- krupnozrne, čvrste, konsolidovane stijene visokog poroziteta (breče);- šupljikave i kavernozne formacije (krečnjaci);- tektonski zdrobljene zone, prelomnice i pukotine.

Uzročnike gubitaka isplake možemo podijeliti u dvije velike grupe, i to:- prirodni gubici, uslijed visokog poroziteta i niskih pornih pritisaka formacija koje se

buše i- tehnološki gubici, kod kojih se uzrok nastanka gubitaka nalazi u primijenjenoj

tehnologiji bušenja.

Tokom izvođenja bušaćih aktivnosti, a u cilju saniranja mogućih gubitaka isplake, potrebno je preduzeti određene preventivne mjere, koje podrazumijevaju:

- uklanjanje mehaničkih uzroka,- regulisanje isplačnih parametara,- obrada isplake, dodavanjem čepila,- korektna dubina ugradnje niza zaštitnih cijevi,- dublja ugradnja pete kolone.

12. Erupcija ( uslovi nastanka i pojave )Erupcija je stanje u bušotini kada je slojni pritisak (porni pritisak) veći od

hidrostatskog pritiska stuba isplake, pri čemu slojni fluid dotiče u kanal bušotine.Dotok slojnog fluida u kanal bušotine u stručnoj literaturi naziva se ''KICK''. Siguran

znak ''kick''-a je prelijevanje isplake na izlivnoj cijevi, iako su isplačne pumpe isključene. U slučaju priliva, dalja kontrola pritisaka u kanalu bušotine moguća je ukoliko se priliv otkrije blagovremeno. Sa povećanjem priliva u kanal buišotine, bušotinu je sve teže staviti pod kontrolu.

13. Metoda zatvaranja i gušenja bušotine?Nakon pojave znakova priliva fluida u kanal bušotine, bušotina se hitno mora sigurno

zatvoriti. Pri tome se moraju zadovoljiti dva uslova:- sigurno zatvaranje usta bušotine i- minimalna naprezanja u bušotini i na preventerima.

Zatvaranje bušotine vrši se brzim i efikasnim radom i stručnošću, čime se količina pridošlog fluida svodi na najmanju mjeru, što čini veliki pozitivan ustupak predstojećem gušenju erupcije. U praksi postoje dva načina zavaranja bušotine, i to tzv. ''meko'' i ''tvrdo'' zatvaranje.

Praksa gušenja erupcija poznaje tri metode. Sve one se baziraju na kontroli formacijskog pritiska u bušaćim šipkama. Te tri metode su:

- metoda ''čekaj i otežavaj'',- metoda ''cirkuliši i otežavaj'' i- metoda vođe smjene.

5

Nurdin Mujkić

14. Uticaj temperature i pritiska na program isplake i cementacije

15. Faktori koji dovode do devijacije kanala bušotineUsmjerenost ose kanala bušotine i održavanje njegovog pravca konstantnim, zavisi od

više faktora – uzroka, koji se mogu podijeliti u tri grupe, i to:- tehnološki,- tehnički i- geološki faktori.

16. Tehnike borbe protiv devijacijeNajčešći uzroci devijacije kanala bušotine su geološke prirode. To su najčešći i

najuporniji pratioci ove problematike u procesu bušenja.Tokom vremena izrastao je čitav niz tehničko-tehnoloških postupaka, koji se provode u

cilju sprečavanja jakih devijacija kanala bušotine.Rezultati koji se pri tome postižu, uglavnom su vezani za alatke u nizu dijela teškog alata i

osno opterećenje na dijeto.Sastavom teškog alata i mjerama koje se koriste u borbi protiv devijacije kanala buštine,

predstavljenim u dijelu 2.3.3, nisu iscrpljene sve mogućnosti, nego se u praksi pojavljuju i druga efikasna rješenja, kao što su debalansirana teška šipka, stabilizatori i proširivači.

17. Mjerenje ugla otklona bušotineHorizontalno rastojanje između usta i dna bušotine naziva se OTKLON bušotine.

18. Osnove uronjenog bušenja19. Vrste pomorskih platformi20. sigurnost i zaštita pri dubokom bušenju

6