計画編集
坑井を掘削する前に、地質学者や地球物理学者によって、坑井の目的を満たすための地質学的なターゲットが特定されます。
- 生産井の場合、ターゲットは井戸からの生産を最適化し、貯留層の排水を管理するために選ばれます。
- 探査または評価井の場合、ターゲットは実行可能な炭化水素貯留層の存在を確認するかその範囲を知るために選択されます。
- 注入井戸の場合、ターゲットは、水またはガスの廃棄をサポートし、近くの生産井戸に炭化水素を押し出す、浸透性ゾーンの注入ポイントを位置づけるために選択されます。 たとえば、近くの坑井との間隔 (衝突防止)、この坑井が将来の坑井の邪魔になるかどうか、可能であれば断層を避けようとする、特定の地層は特定の傾きや方位で掘削しやすいか難しいか、などです。
坑道経路が特定されると、地質学者とエンジニアのチームが、目標に達するために掘削する地下の一連の推定特性を策定します。 これらの特性には、間隙水圧、割れ目勾配、坑井の安定性、多孔性、浸透性、岩石学、断層、および粘土含有量が含まれます。 この一連の仮定は、坑井エンジニアリングチームによって、坑井のケーシング設計と仕上げ設計に使用され、その後、例えば、ドリルビットの選択、BHAの設計、掘削液の選択、安全かつコスト効率の良い方法で坑井を掘削するための手順を示すステップバイステップの手順書などの詳細計画が作成される。
坑井設計の多くの要素との相互作用があり、1 つを変更すると他の多くのものに影響を与えるため、多くの場合、軌道と設計は、計画が最終決定される前に何度も繰り返されます。
訓練段階の油井の注釈付きスケッチ。
井戸は、ビットを取り付けたドリルストリングを回転させる掘削装置で、直径12cmから1mの穴を地中に掘って作られる。 穴を開けたら、穴より少し小さい直径の鋼管（ケーシング）を穴の中に入れる。 ケーシングの外側とボーリング孔の間には、アニュラスと呼ばれるセメントが敷かれることもある。
これらのゾーンが安全に隔離され、地層がケーシングによって保護されているので、より小さなビットで（潜在的により不安定で激しい地層に）より深く掘削し、またより小さなサイズのケーシングでケーシングすることが可能です。
Well Casing- その上のドリル ストリングの重量に助けられ、岩に切り込みを入れる、ドリル ビットを使用しています。
- 掘削液、別名「泥」は、ドリルパイプの内側をポンプで流され、ドリルビットから排出されます。 掘削泥水の主成分は通常、水と粘土であるが、坑井を安全に掘削するために必要な正しい物理的・化学的特性を提供するために慎重に調整されなければならない液体、固体、化学物質の複雑な混合物も一般に含まれる。 掘削泥水の特定の機能には、ビットの冷却、岩石切断物の表面への浮揚、坑壁内の岩石の不安定化の防止、岩石内部の流体の圧力に打ち勝ち、これらの流体が坑内に侵入しないようにすることなどがある。 一部の油井では、掘削流体として空気や泡を使用して掘削される。
Mud log in process, a common way to study the lithology when drilling oil wells- The generated rock “cuttings” are swept up by drilling fluid as it circulate back outside the drill pipe.With the way to the way to the way to the way to do. その後、掘削液は「シェーカー」を通過し、坑内に戻された良質な掘削液から切りくずを漉します。 キック」を早期に発見するためには、戻される切削屑に異常がないか、ピット内の流体量や戻される流体速度を監視することが不可欠です。 キック」とは、ビットの深さでの地層圧が、上の泥の静水圧よりも高くなることで、防噴装置を閉じることで一時的に制御し、最終的には掘削泥水の密度を上げることで制御しなければ、地層流体と泥が環流を通して制御不能な状態で上がってきます。
- 表面でケリーまたはトップドライブの下にパイプの9m（30フィート）セクションまたは「ジョイント」をさらにねじ込んで、坑が深くなるほどビットに取り付けるパイプまたは掘削ストリングを徐々に長くしていきます。 この工程は、接続と呼ばれる。 ビットを交換するために穴からビットを引き抜き（トリッピングアウト）、新しいビットで再び走り込む（トリッピングイン）ときに “トリッピング “と呼ばれるプロセスである。 ジョイントは、複数のジョイントを組み合わせてスタンドにすることで、穴から引き抜く際のトリッピングを効率的に行うことができる。 例えば、従来の3本継ぎでは、3本ずつパイプを引き抜き、デリックに積み上げていた。
このプロセスはすべて、掘削液の循環、パイプの巻き上げと回転、坑内制御、掘削液からの切りくずの除去、およびこれらの作業のための現場電力の生成に必要なすべての装置を含む掘削装置によって促進されます。
アルゼンチンの現代の掘削装置掘削とケーシング井を後に、それが ‘完了しなければならない’とされている。
ケース穴仕上げでは、周囲の岩から生産管に油が流れる道を作るために、生産ゾーンを通過したケーシングの部分にパーフォレーションと呼ばれる小さな穴が開けられます。 開孔作業では、最後に掘削されたケーシングされていない貯留層に「サンドスクリーン」や「グラベルパック」が設置されることが多い。 これらは、ケーシングがない場合でも坑井の構造的完全性を維持し、同時に貯留層から坑井への流出を可能にする。
流路が作られた後、炭化水素を坑道に最適に生産するために、貯留岩を破砕、洗浄、または他の方法で準備し刺激するために、酸および破砕流体が坑内に送り込まれるかもしれない。 最後に、坑井の貯留層部分の上方はケーシング内に詰められ、チュービングと呼ばれる直径の小さなパイプで地表に接続される。 これは、炭化水素の漏れを防ぐとともに、破損した部分の交換を可能にする冗長性のある配置である。
多くの坑井では、地下の貯留層の自然圧力は石油やガスが地表に流れるのに十分なほど高く、そのため、チューブの断面積は、貯留層の流体をより速い速度で生産し、さらなる背圧を生み出す液体降下を最小限に抑え、ケーシングを腐食性の流体から保護します。
多くの坑井では、地下の貯水層の圧力は、石油やガスが地表に流れるのに十分なほど高いのですが、特に他の生産井によって圧力が低下した枯渇油田や、浸透率の低い油層では、必ずしもそうとは限りません。 直径の小さいチューブを設置すれば十分な生産が可能な場合もありますが、人工揚水法が必要な場合もあります。 一般的な解決策としては、坑内ポンプ、ガスリフト、あるいは地上のポンプジャッキなどがあります。 過去10年間に、坑井仕上げのための多くの新しいシステムが導入されました。 オールインワンシステムのフラックポートまたはポートカラーを備えた複数のパッカーシステムは、特に水平井の場合、完成コストを削減し、生産性を向上させました。 これらの新しいシステムにより、炭化水素の最適な回収のための適切なパッカー/フラック ポートの配置で、ケーシングを横方向ゾーンに走らせることができます。
生産編集
こちらもご覧ください。 石油の抽出
ポンプジャックによって生産されている典型的な油田の概略図。自然圧はもはや油を表面に上げるために十分ではない後に残りの回収できる油を作り出すために使われます生産段階は油田の人生の中で最も重要なステージです。 石油やガスが生産されるときです。 この時までに、井戸の掘削と完成に使用された石油掘削装置と作業リグは坑道から移動し、上部には通常、クリスマスツリーまたは生産ツリーと呼ばれるバルブの集合体が設置されます。 これらのバルブは、圧力を調整し、流量を制御し、さらに完成作業が必要な場合に備えて坑内へのアクセスを可能にする。
貯水池の圧力が十分に高いままである限り、プロダクション ツリーだけで坑井を生産することができます。
古い坑井では、直径の小さいチューブ、スケールまたはパラフィンの除去、酸マトリックス作業、または浅い貯留層での新しい関心ゾーンの完成が必要になることがあります。 このような修復作業は、チューブを引き抜き交換するためのワークオーバーリグ（引き抜き装置、完成装置または「サービスリグ」としても知られる）を使用して、またはコイルチューブを利用した坑井介入技術を使用して実行することができます。
貯水池の圧力を高め、炭化水素を貯水池から押し出すための「掃引」効果を提供するために、水の氾濫、蒸気の氾濫、またはCO2の氾濫などの増進回収法が使用されることがある。 このような方法は、圧入井（多くの場合、慎重に決定されたパターンで古い生産井から選択される）の使用を必要とし、貯留層の圧力低下、高い油粘度の問題に直面したときに使用され、あるいは油田の寿命の初期に採用することも可能である。 貯留層のジオメカニクスによっては、貯留層エンジニアが、油田開発の後期よりも初期にウォーターフッディングを実施した方が、最終的な回収可能油量が増加すると判断する場合もある。
放棄
最も効率的な生産率が税金を含む運営経費をカバーしないとき、油井は「経済的限界」に達すると言われています。
油田やガス田の経済限界は、以下の式で表すことができます：
油田：
E L o i l = W I × L O E N R I × ( 1 – T ) {displaystyle {EL}_{oil}={frac {{WI}times {LOE}{{NRI}times (1-{T})}} }} {p>油田の経済限界は、以下の式で表すことができます：{p} {{WI}{LO}}と{{NRI}times {LOE}} {{NRI}times (1-{T}) {p> {p
ガス田です。
E L g a s = W I × L O E N R I × ( 1 – T ) {}displaystyle {EL}_{gas}={frac {{WI}times {LOE}{{NRI}times (1-{T})}}}Where:
E L o i l {}displaystyle {EL}_{oil}}Where:
E L o i l {}displaystyle {}displaystyle {EL}_{oil}} {{EL}_{Oil}}div
は油井の経済限界（bbl/month）で、
E L g a s {displaystyle {EL}_{gas}} は油田を意味します。is a gas well’s economic limit in thousand standard cubic feet per month (MSCF/month).
P o , P g {\displaystyle {P}_{o},{P}_{g}}are the current prices of oil and gas in dollars per barrels and dollars per MSCF respectively.
L O E {\displaystyle {LOE}}is the lease operating expenses in dollars per well per month.
W I {\displaystyle {WI}}working interest, as a fraction.
N R I {\displaystyle {NRI}}net revenue interest, as a fraction.
G O R {\displaystyle {GOR}}gas/oil ratio as SCF/bbl.
Y {\displaystyle {Y}}condensate yield as barrel/million standard cubic feet.
T {\displaystyle {T}}生産税および分離課税、端数として
経済的限界を上げると、油井の寿命が短くなり、確認済みの石油埋蔵量が失われる。
経済的限界に達すると、その坑井は負債となり、放棄されます。
経済的限界に達すると、坑井は負債となり、放棄されます。放棄された坑井の一部はその後塞がれ、その場所は埋め立てられますが、そのような努力のコストは数百万ドルになることがあります。 このプロセスでは、坑内からチューブを取り外し、坑内の一部をコンクリートで充填して、ガスと水の流路を互いに隔離し、地表も遮断します。
経済的な限界では、まだかなりの量の未回収の石油が貯水池に残っていることがよくあります。 石油価格が上がるか、新しい補助的な回収技術が完成することを期待して、物理的な廃棄を長期間延期したくなることがあります。 このような場合、一時的なプラグが坑内に設置され、いたずら防止のためのロックが坑口に取り付けられる。 北米には何千もの「廃坑」があり、永久廃坑になる前に市場がどうなるかを待っているのである。
理論的には、放棄された坑井は、再圧入して生産に回復する (または、補助的な回収のために注入サービスに変更する、あるいは坑内の炭化水素を貯蔵する) ことができますが、再圧入は機械的に難しく、費用がかかることがよくあります。 従来、エラストマーやセメント製のプラグが使用されてきたが、その成功度や信頼性はさまざまであった。 特に腐食性の強い環境では、製造された材料の特性上、時間の経過とともに劣化する可能性があります。 また、従来のブリッジプラグは膨張率が非常に小さいため、制約のある井戸での使用には限界があった。 また、インフレータブルパッカーのような高膨張プラグは、多くの坑井の廃坑に必要な差圧機能を持たず、ガス密閉性もありません。 これらのツールは、従来のブリッジプラグよりも高い膨張率、インフレータブルパッカーよりも高い差圧を提供し、同時にセメントでは実現できないV0定格の気密シールを提供します。
