Neft Elmi: Ultra dərin quyuların qazılması niyə bu qədər çətindir?

Çətinlik 1: Ultra Dərin Quyularda Mürəkkəb Təzyiq Sistemləri Quyu Lüləsinin Quruluşunun Dizaynını Çətinləşdirir

Ultra dərin quyular çoxsaylı geoloji formasiyalara nüfuz edərək, olduqca mürəkkəb və bir-birinə qarışmış məsamə təzyiqi rejimləri ilə qarşılaşır. Yüksək təzyiqli və aşağı təzyiqli zonalar bir-birini əvəz edir və bu da lay çökməsi, boruların ilişib qalması, sirkulyasiyanın itirilməsi və təpiklər kimi tez-tez və bir-biri ilə əlaqəli fəsadlara səbəb olur. Ultra dərin laylar üçün qazma məlumatlarının çatışmazlığı var və məsamə təzyiqinin proqnozlaşdırılması üçün mövcud seysmik və karotaj məlumatları məhduddur və keyfiyyətsizdir. Etibarlı istinad məlumatlarının olmaması, qazma zamanı yalnız real vaxt təzyiq monitorinqinə etibar etməyin məhdudiyyətləri ilə birlikdə sistem təzyiqlərinin proqnozlaşdırılmasında ciddi çətinliklərə və aşağı dəqiqliyə səbəb olur. Bu, lay qiymətləndirməsində əhəmiyyətli səhvlərə, kəmərin qurulması dərinliklərinin və qazma mayesinin sıxlığının düzgün dizayn edilməməsinə və quyu lüləsinin ciddi qeyri-sabitlik problemlərinə səbəb olur. Mövcud texnologiyalar lay təzyiqi və süxur mexaniki xüsusiyyətləri kimi əsas parametrləri dəqiq proqnozlaşdıra bilmir, yüksək qeyri-müəyyənlik yaradır və quyu dibi risklərinin idarə edilməsini olduqca çətinləşdirir. Praktik kəşfiyyat və inkişaf ehtiyaclarına əsasən, quyunun daha da dərinləşdirilməsinin zəruri ola biləcəyi yerlərdə, quyu lüləsi strukturunun dizaynı potensial risk zonalarını effektiv şəkildə təcrid etmək üçün bir və ya iki ehtiyat kəmər hissəsini əhatə etməlidir ki, bu da əlaqəli xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Çətinlik 2: Ultra Dərin Quyularda Həddindən Artıq Boru Kəmərinin Çəkisi Təhlükəsiz Kəmər Əməliyyatlarına Mane Olur

Ultra dərin qazma zamanı sürünən palçıq daşı və yüksək təzyiqli duz-gips təbəqələri kimi formasiyalarla qarşılaşa bilər ki, bu da korpusun deformasiyası, çökməsi və yırtılması riskini yaradır. Bu risklər çox vaxt korpus kolonlarının divar qalınlığını artırmaqla azaldılır. Son dərəcə uzun sementləmə hissələri şəraitində boru kolonlarının həddindən artıq uzunluğu və çəkisi məsələləri daha qabarıq şəkildə özünü göstərir. Xüsusilə, korpus kolonunun çəkisi hətta 12000 metrlik qurğunun təhlükəsiz yükləmə limitini (900 ton, 150-180 yetkin Afrika filinin ümumi çəkisinə bərabərdir) aşa bilər. Mövcud qurğuların qaldırma qabiliyyəti bu cür ağır korpus kolonlarını normal şəkildə dayandırmaq, çətinliklər zamanı açma əməliyyatlarını yerinə yetirmək və ya təhlükəsiz işləmə üçün tələb olunan dartılma təhlükəsizliyi həddini ödəmək üçün kifayət deyil.

15.240 metr:2022-ci ilin oktyabr ayında ADNOC, Yuxarı Zakum yatağında UZ-688 üfüqi quyusu ilə ümumi dərinliyi (ölçülmüş dərinlik) 15.240 metrə çatdıraraq ən dərin quyu üzrə yeni dünya rekordu qoydu.

Çətinlik 3: Ultra Dərin Quyulardakı Sərt və Mürəkkəb Formasiyalar Səmərəli Süxur Qırılmasına və Ümumi Qazma Sürətlənməsinə Mane Olur

Ultra dərin quyulardakı laylar mürəkkəb, yüksək aşındırıcıdır və qazma qabiliyyəti zəifdir. Qazma qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi üçün mövcud metodlar qeyri-kafidir və proqnozlaşdırma dəqiqliyinə malik deyil, xüsusən də yeni kəşfiyyat sahələrində bu da qazma ucluqlarının elmi dizaynına və seçilməsinə ciddi şəkildə mane olur. Hazırkı qazma ucluqlarının və nüfuzetmə sürətini (ROP) artıran alətlərin çeşidi məhduddur, layların uyğunlaşması və etibarlılığına məhdudiyyətlər var. Onların effektivliyi zəifdir və yüksək temperatur və yüksək təzyiq (HTHP) şəraitində çətin laylarda xidmət müddəti qısadır. Dərin və ultra dərin quyularda süxurların səmərəli şəkildə qırılması üçün yeni texnologiyaların araşdırılmasına təcili ehtiyac var. Hidravlik və mexaniki enerjinin ötürülməsi ultra uzun hissələrdə çətinlik yaradır, qazma kolonu boyunca əhəmiyyətli sürtünmə təzyiq itkiləri olur, bu da ucluqda kifayət qədər gücə səbəb olur və süxurların qırılmasını çətinləşdirir.

Çətinlik 4: Ultra Dərin HTHP Şərtlərində Qazma Mayesinin Reologiyasının və Quyu Lüləsinin Sabitliyinin Qorunması

Ultra dərin qazma işləri 200°C-dən yuxarı quyualtı temperaturlarla üzləşir və bu da qazma mayelərinin yüksək temperatur müqavimətinə, yüksək sıxlığa, duza dözümlülüyə və uzunmüddətli stabilliyə malik olmasını tələb edir. Yüksək temperatur materialın sıradan çıxmasına səbəb ola bilər, yüksək təzyiq reoloji nəzarəti çətinləşdirir, yüksək duz tərkibi sistemin qeyri-sabitliyini artırır və uzunmüddətli istismar ağırlıq materiallarının çökməsi riskini yaradır. Bu dörd funksional tələbin birləşməsi böyük, demək olar ki, həll olunmaz texniki çətinliklər yaradır. Bundan əlavə, mövcud texnologiyalar ultra isti formasiyalar nisbətən soyuq qazma mayeləri ilə qarşılaşdıqda soyuma nəticəsində yaranan çatlama və ya ekstremal temperaturlarda su aktivliyindəki dəyişikliklər nəticəsində yaranan quyu lüləsinin qeyri-sabitliyi kimi problemləri effektiv şəkildə həll edə bilmir.

Çətinlik 5: Ultra Dərin HTHP və Mürəkkəb Təzyiq Şərtləri Altında Sement Məhlullarının və Əlaqəli Texnologiyaların Qeyri-kafi Performansı

Ultra dərinlik, yüksək temperatur, uzun sementləmə hissələri və mürəkkəb təzyiq sistemləri ilə əlaqəli şərtlər sement məhlulunun xüsusiyyətlərinə, o cümlədən asma stabilliyinə, reologiyaya, qaz miqrasiyasına nəzarətə və sementin möhkəmlik stabilliyinə son dərəcə yüksək tələblər qoyur. Maye itkisi nəzarətçiləri və gecikdiricilər kimi vacib əlavələr ultra yüksək temperaturda parçalana və ya qeyri-adi şəkildə reaksiyaya girə bilər ki, bu da funksional nasazlığa və potensial olaraq ciddi quyu dibi hadisələrinə səbəb olur. Ultra yüksək temperatur mühiti həmçinin sementin möhkəmliyinin geriləməsinin qarşısını alan əlavə sistemi ilə materiallar arasında uyğunluğa ciddi tələblər qoyur.

9396 metr:2023-cü ildə Tarim neft yatağının Guole 3C quyusu Asiyada ən dərin üfüqi quyu (ölçülmüş dərinlik) üzrə rekord qırdı.

Çətinlik 6: Kritik Avadanlıq və Alətlərin Tolerantlıq Limitlərini Aşan HTHP Şərtləri

Ultra dərin quyular temperaturu 200°C-dən çox və təzyiqi 175 MPa-dan çox olan ekstremal quyualtı şəraitlə üzləşir (17.500 metr dərinlikdəki su təzyiqinə bərabərdir ki, bu da Mariana xəndəyinin dibindəki təzyiqdən xeyli çoxdur). Mövcud quyualtı avadanlıqlarının əksəriyyəti üçün temperatur həddi təxminən 175°C-dir. Ultra-HTHP, turşu mühitləri və güclü vibrasiyalar ilə xarakterizə olunan sərt iş şəraitində alətlər, cihazlar və avadanlıqlar sıradan çıxmağa meyllidir. Bunlara palçıq mühərriki statorlarında elastomer rezinlərinin və fırlanma momenti alətlərindəki möhürlərin şişməsi və yaşlanması, MWD/LWD elektron komponentlərinin nasazlığı və ya batareyasının sıradan çıxması və tamamlama alətlərinin təzyiqə davamlılığının kifayət qədər olmaması daxildir ki, bu da vacib avadanlıq və alətləri işlək vəziyyətə gətirmir.

Çətinlik 7: Ultra-Deep, HTHP və Kiçik Diametrli Quyulardan Karotaj Texnologiyasına Yeni Tələblər

Ultra dərin quyuların dərinliyi mövcud karotaj vinçlərinin maksimum işləmə həddinə yaxınlaşır və bu da yüksək güclü yük maşınları, yüksək gərginlikli kabellər, böyük tutumlu barabanlar və yüksək möhkəmlikli qaldırıcı avadanlıqları əhatə edən enerji sistemləri üçün çətinliklər yaradır. Quyualtı HTHP mühiti ənənəvi ultra-HTHP seriyalı cihazların yuxarı hədlərinə yaxınlaşır. Beynəlxalq səviyyədə belə şəraitdə elektrik görüntüləmə və nüvə maqnit rezonansı kimi ixtisaslaşmış xidmətlər üçün yetkin alətlər yoxdur. Temperatur və təzyiq limitlərinə görə alətlərin sıradan çıxma riski yüksəkdir və bu da potensial uğursuz və ya keyfiyyətsiz karotajlara səbəb olur. 13.000 metrlik ultra uzun kabellər üzərində siqnalın zəifləməsi telemetriya sistemlərinə tel xətti karotajı üçün əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir və sabit rabitənin təmin edilməsini çətinləşdirir.

Çətinlik 8: Ekstremal HTHP Şərtlərində Təhlükəsiz və Səmərəli Quyu Testinin Təmin Edilməsi

Qazla doldurulmuş quyu lüləsinə əsaslanan hesablamalar göstərir ki, ultra dərin quyular üçün gözlənilən maksimum bağlanma quyusu ağzı təzyiqi 100 MPa-nı keçə bilər və potensial olaraq hidrogen sulfidin olması mümkündür. Geniş istifadə olunan quyu sınaq və tamamlama alətləri adətən 70 MPa və 175°C üçün qiymətləndirilir. Ultra dərin quyular üçün istehsal sınaq telləri nisbətən daha kiçik ölçülərə malikdir, lakin yüksək möhkəmlik tələb edir. Xüsusi materiallardan və qeyri-standart boru dizaynlarından istifadə sistemin optimallaşdırılmasını çətinləşdirir və gərginlik təhlili və yoxlanılmasını olduqca çətinləşdirir. Hazırkı yüksək sıxlıqlı quyu sınaq mayeləri və quyu dibi sınaq alətləri ultra yüksək temperatur əməliyyatlarının tələblərinə cavab verməkdə çətinlik çəkir və bu da optimal maye sistemlərinin və alətlərinin seçilməsini çətinləşdirir.