水平井戸 (定義)。 水平井戸 (定義) 水平井戸は次の方法で建設できます。
井戸は円筒形の鉱山の開口部です。 井戸の長さは幅を大幅に超えています。 一番上の部分を口といい、一番下の部分を底といいます。 井戸の壁はこの構造全体の幹です。 現在、井戸を掘削する方法はいくつかあります。 ただし、それらの中で最も一般的なのは水平掘削方法であり、これを利用して水平井戸が形成されます。 これらは、採掘(石油、ガス)の場合と、建物やパイプを敷設するための施設の建設時に非常に人気のあるツールです。
水平井戸の掘削は、次のようないくつかの要因により人気があります。
- 土壌の表層に破壊的な影響を与えないため、環境と環境にとってプラスとなります。 環境、そのような掘削による害が最小限に抑えられるためです。
- 貯水池や緩い土壌の下の深いところにもそのような井戸を敷設する可能性。
- 水平掘削を使用して電力線や石油パイプラインの下に穴を設ける機能。
- このタイプの井戸の形成は人口密集地域では許可されていますが、他のタイプについては言えません。
- 高架、橋、その他の重要な構造物の下に水平掘削を使用して通信を敷設する機能。
井戸がその機能を適切に実行するには、次の要件が課されます。
- 井戸の壁の崩壊を防ぐ構造強度。
- 井戸は底部へのアクセスを確保する必要があります。
- ウェルは口を完全に密閉する必要があります。
水平井戸には多くの際立った特徴があり、まず第一に、その偏角にあります。通常の状況では偏角は真っ直ぐです。 ただし、理論は常に実際とは異なるため、実際に水平指向性井戸を掘削する際には、状況は多少異なります。 これは、自然界には明確な直線や角度が存在しないため、坑井を形成するには最適な軌道にできるだけ近い軌道を選択する必要があるという事実によるものです。
この点で、水平井戸は最も拡張されたゾーンを特徴とする井戸であると言う価値があります。 まず第一に、このタイプの井戸は石油とガスの生産中に積極的に使用されます。 これにより、垂直構造で得られる流量よりも大幅に高い流量(つまり、人工源から特定の単位時間内に流入する石油の量)を得ることが可能になります。 トランクの長さは流量に直接影響します。
しかし、それにもかかわらず、そのような井戸の掘削には、コストが高いという形で、わずかではあるものの重大な欠点があります。 一定の資金を費やして水平井戸を形成すると、他のタイプの井戸で作業した場合よりも数倍大きな結果が得られるため、これは小さなマイナスと呼ぶことができます。 水平井は生産井として使用されるほか、注入井とも呼ばれます。 水平井戸は、垂直傾斜の亀裂を含むフィールド、亀裂のある貯留層、ガスキャップまたは水のある貯留層、非常に低い浸透率および非常に高い浸透率の貯留層で特に効果的です。 後者の場合、水平井戸を使用するとガスの移動が大幅に遅くなります。
水平井戸はその設計に応じて次のように分類されます。
- 探検。 名前自体が物語っています。井戸は、石油やガスの鉱床の場所や量を明らかにするために使用されます。
- 検索エンジン ガスの検知や、 油田;
- 採掘 彼らの助けを借りて、ミネラルの抽出が直接行われます。
- 注射。 このような井戸は地層に影響を与え、水、ガス、その他多くの要素の注入を可能にします。
- コントロール。
最新タイプの水平井戸には、次のようないくつかの目的があります。
- ガスキャップとオイルゾーンで発生する圧力を測定できるツールです。
- 預金の位置にどのような変化が起こったかを監視できます。
- 予備です、つまり 停滞ゾーンを解消する。
- 特殊な目的があり、たとえば工業用水を抽出するためにも使用されます。
- 鉱床のパラメーターと生産境界を明らかにするための評価井として使用されます。
- 老朽化した井戸の代替井戸として使用されます。
水平坑井の掘削時、掘削条件と適合しない既存のゾーンの数によって、坑井を形成する柱と「シュー」の数が決まります。 岩石が不安定で強度が低いため、条件は適合しません。
生産的で生産的な地平線がわずかに開くまで、岩石の破壊の可能性を排除するために、最初に1本の柱が下げられ、その後で他のすべての柱が下がります。 井戸とストリングの直径の差は、掘削の実践によって決定される最も正確な値に基づいて決定され、井戸内へのストリングのスムーズな降下と信頼性の高いセメント固定が保証されます。 パイプは井戸の内外の圧力計算に基づいて選択されます。
水平ウェルのプロファイルは、相互に接続された 2 つの部分、つまりガイド部分と水平セクションで構成されます。
水平坑井プロファイルのガイド部分の形状は、次の要因によって決まります。
採掘および掘削の地質学的条件、露出した生産地層の真上に位置する岩石の構造および岩相。
優れたデザイン。
水平部分の長さ。
静的なリザーバーレベル。
生産的な貯留容量。
既存の水平掘削技術を使用する可能性。 水平井戸を設計する場合、大、中、短、超短の曲率半径を持つプロファイル、およびそれらを組み合わせたプロファイルが使用されます。
坑井内で掘削ツールを動かすときの抵抗力を軽減し、ビットに十分な負荷を与えるために、水平断面が長さ 500 m を超え、曲率半径が大きい坑井を設計することをお勧めします。 この場合、プロファイル 1、2、5 が使用されます (図 8.2.1)。
2 つまたは 5 つの水平井戸のプロファイルの個々のセクションの掘削は、方向を指定せずに実行できます。 BHA を使用すると、このような井戸の掘削技術が大幅に簡素化され、傾斜測定作業の実行時間が短縮されます。 ただし、BHA は、設計軌道に沿った安定性の点で信頼性の高い動作が保証されている岩盤を掘削する場合にのみ使用できます。 曲率半径が大きい水平井戸を設計する場合は、これを考慮する必要があります。
平均曲率半径に沿って水平坑井を掘削すると、生産地層の掘削精度が向上し、その結果、地層自体の水平断面の掘削精度も、曲率半径が大きいプロファイルと比較して大幅に向上します。 平均曲率半径のプロファイルで達成可能な水平断面の長さは 800 ~ 1000 m です。
平均曲率半径の設計では、プロファイル 1、2、3 が使用されますが、まれに 4 および 5 が使用されます (図 1 を参照)。
米。 .1。 水平井戸プロファイル
接線断面は、設計の目的だけでなく、設計深さでの垂直からのプロファイルのガイド部分の最終的な偏差を確保する必要がある場合、天頂角が増加する部分の曲率半径を超える必要がある場合に含まれます。方向性掘削技術が開発されていない分野の水平坑井では、実際のプロファイルが設計プロファイルから逸脱する可能性が高くなります。 後者の場合、プロファイルの接線方向の長さを増減することにより、ホイップストックの設計を変更せずに坑井を掘削できます。
設計するとき 水平井戸平均的な曲率半径では、天頂角の増加の設計強度は、掘削組織が利用できるホイップストックによって提供される天頂角の増加の最大強度よりも 10 ~ 20% 小さくなります。
小および極小の曲率半径をもつプロファイルは、ケーシングの切断面から掘削される追加の坑井のプロファイルを設計したり、水平坑井で薄い生産地層を貫通したりするために使用されます。 このような井戸は主にプロファイルに従って設計されます(図8.2.1を参照)。
これらの間隔を掘削する技術の特殊性により、掘削と坑井を設計方向に合わせるための間隔の曲率半径が互いに大きく異なる場合、プロファイル 2 が使用されます(図 8.2.1 を参照)。
小さな曲率半径に沿って穴あけする場合、水平セクションの長さは、中程度の曲率半径に沿って穴あけする場合よりも短くなります。
水平井戸の建設短半径に沿って、さらには超短半径に沿って掘削することは、一連の特別な掘削ツール、ドリルパイプ、および測定機器がなければ不可能です。
しかし、小さな半径や極小さな半径に沿って水平坑井を掘削する場合、他のタイプのプロファイルと比較して、水平坑井で生産的な地層を開く最高の精度が確保され、薄い多層油や石油の開発に非常に有望になります。ガス堆積物。
生産層の屋根がケーシングで覆う必要がある不安定な岩石で表されている場合は、上部の間隔が大きな曲率半径に沿って設計され、下部の間隔が大きな曲率半径に沿って設計される、組み合わせた水平井戸プロファイルが使用されます。中型または小型のもの。
版: オレンブルク、1998、480 ページ。
言語 ロシア語
20世紀末から21世紀初頭にかけての鉱物資源問題は、地球規模で極めて深刻な問題となっている。 これらは例外なく世界のすべての国にとって極めて重要であり、現段階で発展している一般的な経済的および政治的傾向に基づいて検討されるべきです。
20世紀後半の科学技術革命により、石油とガスが大量に消費されました。 現在、世界の年間石油とガスの生産量は、それぞれ30億トンと1兆8000億トンです。 m3。
版: UII、ウフタ、1995 年、80 ページ、UDC: 622.24 (075)、ISBN: 5-88179-028-6
言語 ロシア語
チュートリアル方向553600「石油・ガス事業」の専門家の大学および大学院での訓練を目的としています。
教科書では、水平坑井と分岐坑井を使用したフィールド開発、その破砕構造、軌道制御と航行、地球物理学研究の問題を取り上げています。
版: ソビエト クバン、クラスノダール、2008 年、424 ページ、UDC: 622.24、ISBN: 978-5-7221-0742-8
言語 ロシア語
この本では、油田およびガス田の開発における水平坑井の役割を示し、その設計と掘削技術の特徴、特殊な掘削ツールの使用法と坑井のガイド部分と水平部分の統合軌道制御システムについて説明しています。 水平立坑の設置をナビゲートするための方法と技術的手段が詳細に説明されています。 水平坑井内で移動する掘削ストリングとケーシングストリングとバレルの壁との摩擦相互作用の理論の基礎が与えられています。
水平井戸の完成とその中にダウンホールフィルターを作成することに特に注意が払われます。
この本は、石油とガスを専門とする学部生および大学院生、水平坑井の設計および直接建設に携わるエンジニア、方向性坑井および水平坑井の掘削技術を向上させる科学者を対象としています。
版: Bugulma、2016、110 ページ。
言語 ロシア語
モルドボ・カルマルスコエおよびアシャルチンスコエのVVNおよびPB油田の形成に影響を与える熱的方法を使用した、VVNおよびPBの生産を目的とした井戸の建設の分析。
熱影響下での坑井支持体のエネルギー-出力パラメータの研究。
手法の開発と 技術的手段蒸気重力排水法を使用した天然アスファルトの抽出中に坑井構造に生じる応力を補償します。
設計プロファイルからの水平完成坑井の逸脱が生産に及ぼす影響を評価し、蒸気圧入井と生産水平坑井のための掘削通路を確立します。
版: ウファ、2000 年、47 ページ。
言語 ロシア語
ドリルストリングに沿った縦振動の伝播に対する接触摩擦力の影響と、摩擦力に対するドリルストリングの縦振動の逆影響の問題が初めて詳細に検討されました。 穴あけ工具の送り中の荷重波の伝播プロセスが研究されています。 ドリルストリングと坑井の壁との間の相互作用のパターンが確立されています。 ドリルストリングに沿って振動子を設置し、縦方向の振動を与えることで摩擦力を低減する方法を開発しました。 ドリルストリングの底部のアクティブおよびパッシブ減摩波アセンブリ(AVA)は、水平断面が延長された坑井を掘削するために提案されています。 緊急制御システムの設計に関する基本的な問題は解決されました。 必要なパワーとバイブレータの数の見積もりが行われています。 ドリルストリングに沿ったねじり振動の伝播範囲と、摩擦力の軸方向成分に対するねじり振動の影響の推定値が得られました。 摩擦力の軸方向成分に対する縦振動とねじり振動の関節の影響の問題を考慮します。 水平坑井内の摩擦力の増加とドリルストリングに沿った縦振動の伝播に対するロックの影響の推定値が得られました。 粘着ゾーンに対するジャーの作用メカニズムが実証されています。 瓶を使用すると、詰まった領域への影響範囲を2倍にすることができることが証明されています。 切替バルブを備えたバイブレータ設計の主な問題が解決されました
版: ウファ、2012 年、22 ページ。
言語 ロシア語
2030年までのロシアのエネルギー戦略によれば、市場に燃料を安定した価格で確実に供給する条件を整える必要がある。 この問題を解決するには、油井やガス井の建設による埋蔵量の増加を確保することが不可欠です。 現在、最も費用対効果の高い方法は、水平セクションと多面的な端を持つ指向性井戸を掘削することです。
坑井を掘削するとき、特に坑井の水平部分を掘削するときの主なタスクの 1 つは、重大な摩擦力を軽減し、ビットに必要な負荷が確実に達成されるようにすることです。 鉛直変位が 1500 m を超える指向性井戸の割合は、その建設には濾過特性、構造レオロジー特性、および潤滑特性が向上した掘削液の使用が必要であることが知られており、研究では約 40% です。 B.V. Baidyuk は、岩石破壊の 1 サイクル中に地層に亀裂が生じ、供給されたエネルギーの 8 ~ 12% だけが消費され、エネルギーの 68 ~ 76% が表面の摩擦、岩石の弾性変形、等
この点において、中間ケーシングまたは坑井の壁に対するドリルストリングの摩擦力を低減するための新しい技術的および技術的解決策を開発するには、さらなる理論的および実験的研究が必要である。<...>
版: Bugulma、2016、154 ページ。
言語 ロシア語
現在の経済状況において、PJSC タトネフチを含む石油会社が解決する主な課題は、石油生産レベルを維持し増加させることです。 この問題は、開発システムの設計に水平技術 (HT) を使用し、構造要素の破壊、圧縮解除、および拡張を考慮せずに、少なくとも 2 つの垂直坑井 (VB) を水平シャフトに置き換えることによって解決されます。 これらのパラメータを考慮せずに井戸を掘削すると、高度な水の削減につながり、井戸の生産能力に影響を与えます。 水平終端坑井(SHO)の最適な配置は、非縦断垂直地震探査(NVSP)を使用した地震検層研究の結果から得られた特定のパラメータを使用して提案されます。 同時に、SGOの生産能力が向上し、石油生産が強化され、油田開発のあらゆる段階で設備投資が高効率化されます。
版: GANG、モスクワ、1996 年、35 ページ、UDC: 622.243.23
言語 ロシア語
渡されたマニュアルには 一般的な概念指向性井戸と水平井戸を通過します。 生産的な地層における水平断面を持つさまざまな坑井プロファイルを設計する際の特徴が考慮されます。 与えられた 典型的な例そのようなプロファイルの計算。
現在、石油生産を強化し、下層土からの石油抽出を完全にするための有望な方法の 1 つは、水平坑井 (HS) と水平側道 (HSS) を使用した油田の開発です。
水平断面を持つ最初の油井は 1937 年にヤレグスコエ油田 (コミ共和国) で掘削されたことが一般に受け入れられています。 しかし、 水平穴あけ私たちの国ではその開発と産業への応用は見つかりませんでした。 2000年初頭の時点で、世界で2万本以上の水平井が掘削されており、そのうちロシアは約2000本の水平井と深井戸を占めている。
当初、水平幹の掘削は、地層の端のすぐ近くに地層水の存在下で堆積物を開発するために使用されました。 このため、従来の垂直井戸では急速な散水が必要でした。 地層の端に沿って掘削された水平井戸により、より長期間にわたって水のない生産が可能となり、石油とガスの抽出の機会が向上しました。
GS と BGS は、開発の後期段階にある分野では特に重要です。 不均一な貯留層では、さまざまな理由から、未発達の中間層、柱、その他のゾーンが残ります。 生産井および圧入井における現地および地球物理学的研究から得られたデータは、層ごとに高い不均一性を持つ岩石からの不均一な石油生産を示しています。
主に高透過層を展開。 坑井セクションの生産部分の生産範囲は 40 ~ 60 パーセント以上の範囲です。 水-油 (WOC) および軽油 (GOC) の接触が近接しているため、従来の方法では開発に関与できない生産岩の層全体が穿孔によって開けられないことがよくあります。 石油と水の接触部の近くで生産地層を開くと、すぐに油井への水の突破が可能になります。また、ガスと油の接触部の近くで生産地層を開くと、石油層の石油部分へのガスの突破が起こります。可能など
国内外の水平油井およびガス井、ならびに使用済みの不採算井の水平横幹の操業経験から、水平坑井および水平横幹によって次のことが可能になることがわかります。
1. ろ過面積を増やし、堆積物からの石油とガスの流れを強化し、地層に影響を与えるプロセスの効率を高めることにより、下層土壌からの石油回収を増加します。
2. ろ過面積を増やすことにより、垂直井戸と比較して石油とガスの生産率が大幅に増加します。
3. 水のない期間または水の少ない期間を延長する 油井.
4. 開発の後期段階で畑の生産性を回復します。
5. ロシアに在庫が数万に達する、不活性で低収量の井戸では、元の(油田を開発したとき)と比較して、石油とガスの流量が回復するだけでなく、大幅に増加します。
6. 地下ガス貯蔵施設の建設と運営の効率を高める。
7. 油田・ガス田開発時の井戸掘削量を削減する。
8. 特に湿地や森林地域における資本投資の量を削減する。
水平井戸の掘削は垂直井戸の掘削よりも約 1.5 倍の費用がかかります。
水平坑井を使用した油田開発の欠点としては、開発コストと運営コストが高いことが挙げられます。 掘削と井戸の完成の労働力と科学の強度。 井戸の地球物理学的調査(GIS)、穿孔および底穴ゾーン処理(BZZ)を実施する際の困難。
すべての水平坑井は、垂直部分から水平部分へ移行する際の坑井の曲率半径に従って、小半径、中半径、大半径に分類されます。 大小の半径を持つ坑井は、海洋油田の開発で最もよく使用されます。
水平坑井の穿孔部分は垂直坑井の穿孔部分よりも何倍も大きいため、浸透性の低い貯留層では水平坑井(VW)よりも水平坑井の方が効率的です。 したがって、水平井戸の流量は高くなります。 自然破壊のある地層の HS は、HS と交差する可能性が低いため、HS よりも高い流速を持っています。 自然なシステムひび割れ
VNIIneft研究所によると、ロシアには水平坑井の掘削に大きな見通しがある。我が国には、低浸透性の貯留層に60億トン以上の回収可能な石油埋蔵量がある。 40億トン以上の石油 – ガス田と油田。 重油25億トン。 炭酸塩貯留層には23億トンの石油。 浸水した鉱床には約30億トンがあり、石油埋蔵量の枯渇度は50%を超えている。 さらに、ロシアには数百億トンのアスファルトがあり、
水平井戸工法が有効に活用できる場所です。
同時に、水平井戸は例外なくすべてのケースや分野に対応する「万能薬」であるとは考えられません。 さまざまな理由による水平井戸の効率が低い個別の例もあります。地層の地質構造とその不均一性を考慮していないこと、隣接する井戸の特定の容積の排水に対する井戸の重大な干渉などです。 したがって、それぞれの井戸で水平井戸を使用する可能性があります。 特定のケースそれは、その油田またはその個々の鉱床および鉱区の開発指標の技術的および経済的計算によって正当化されるべきである。
現在、海外の油ガス田開発では主に水平井が使用されています。 オイル・アンド・ガス誌(米国)によると、1995 年の水平掘削の主な量は米国とカナダで行われ、現在 334 の油田で水平坑井が開発されています。
前世紀の 70 年代後半以来、我が国では、垂直から人為的に逸脱させながら特定の方向に井戸を掘削する方向性井戸掘削がますます使用されるようになりました。 人為的逸脱とは、所定の地点で底部に到達し、計画された方向に坑井を掘削することです。
人為的に偏向した井戸は、傾斜、水平、分岐水平、多側などです。
このような井戸は最も頻繁に使用されます。
– 海洋、海、湖、川の底にある油田を開発する場合。
– 非常に険しい地形(山、渓谷)のある土地にある井戸を掘削する場合。 – 火災の消火(石油またはガスの噴出物の燃焼)、石油およびガスの屋外排出の排除。
– 耕地を保護し、掘削や田畑開発への資本投資を削減し、井戸や設備の保守にかかる運営コストを削減するためのクラスター掘削の場合。
– 塩の堆積物の下にある油井を掘削する場合、これらの堆積物を貫通する際の掘削は困難であるため。 方向性坑井および水平坑井を掘削する場合、ターボドリル、スクリューモーター、電気ドリルがダウンホールモーターとして使用されます。 坑井を人工的に特定の方向に曲げるには、偏向装置が使用されます。 偏向装置は、ビットに偏向力を生み出すか、ビット軸をウェル軸に対して傾けるように設計されています。 ダウンホールモーターを使用して水平坑井を掘削する場合、タービンホイップストック、スクリューダウンホールモーターをベースにしたホイップストック、および曲率機構(MC)が方向転換装置として使用されます。
(電気掘削用)、オーバーレイ付きホイップストック、偏心ニップル付きダウンホールモーター。 回転掘削では、デフレクターウェッジ、多関節デフレクターなどが使用されます。 この技術の利点としては、垂直坑井と指向性坑井の数が 2 ~ 4 分の 1 に減少し、資本投資量が削減されること、掃引係数の増加による現在の石油生産量と石油回収量の増加、石油掘削の可能性が挙げられます。低浸透性で高粘度の油を含む不均一な堆積物を含む複雑な貯留層の開発に使用されます。 重要な特徴は、数百メートルの長さの水平坑井により、不均質な地層の中で生産性が向上する 1 つまたは複数の領域を開くことができることです。
ロシアでは現在、さまざまな石油・ガス生産地域(西シベリア、ウドムルト、バシコルトスタン、タタールスタンなど)で水平井戸や深井戸の掘削作業が行われている。
2009 年には、平均深さ 3016 メートルに 443 個の水平掘削井が建設されました。 前年には、そのような井戸が 15% 多く建設され、523 個、平均深さは 3,153 メートルになりました。 2005 年と比較して、現在では 6.5% 多くの水平井戸が建設されています (長さ 2846 メートルの井戸が 416 個ありました)。 5年前も現在も、スルグトネフテガスは水平掘削のリーダーである。 確かに、この間に同社のシェアは49%から35%に減少し、2009年に建設された油井の総数のうち、水平油井は約8%を占めた。 2005 年 - 11%。 言うまでもなく、水平井戸の建設は急速に発展しています。
ウドムルト最初のガス井は 1992 年にミシュキスコイエ油田で掘削されました。 現場での水平掘削は 1995 年から工業規模で行われています。 残念ながら、産油企業の中で、ほぼ完全なデータが入手できるのは OJSC ウドムルトネフチだけです。2012 年 1 月 1 日現在、OJSC ウドムルトネフチの操業井在庫には 93 の GS と 198 の BGS があります。 OJSC ウドムルトネフチの分野にわたる GS と BGS の分布を表 22 に示します。
表 22 OJSC ウドムルトネフチの分野別 GS と BGS の分布
水平井戸(HS) | 側方水平幹 (LHS) | ||
2012 年 1 月 1 日時点の合計 | 分野 | 2012 年 1 月 1 日時点の合計 | |
分野 | 2012 年 1 月 1 日時点の合計 | 分野 | 2012 年 1 月 1 日時点の合計 |
南キエンゴプスコエ | 南キエンゴプスコエ | ||
グレミヒンスコエ | グレミヒンスコエ | ||
キエンゴプスコエ | キエンゴプスコエ | ||
イジェフスコエ | イジェフスコエ | ||
ルドシュルスコエ | ルドシュルスコエ | ||
ケズスコエ | ケズスコエ | ||
チュティルスコエ | チュティルスコエ | ||
ミシュキンスコエ | ミシュキンスコエ | ||
コトフスコエ | コトフスコエ | ||
エルニコフスコエ | エルニコフスコエ | ||
リストベンスコエ | リストベンスコエ | ||
キリクマスコエ | キリクマスコエ | ||
メシュチェリャコフスコエ | メシュチェリャコフスコエ | ||
ロゾリュクスコ・ズリンスコエ | ロゾリュクスコ・ズリンスコエ | ||
コトフスコエ | コトフスコエ | ||
オンチュギンスコエ | オンチュギンスコエ | ||
ミハイロフスコエ | ミハイロフスコエ | ||
プリカムスコエ | プリカムスコエ | ||
クラスノゴルスコエ | クラスノゴルスコエ | ||
ロモフスコエ | ロモフスコエ | ||
東クラスノゴルスコエ | 東クラスノゴルスコエ | ||
カルソバイスコエ | カルソバイスコエ | ||
イェシェニエスキー | イェシェニエスキー |
20011 年 1 月 1 日の時点で、2 つの BGS がベルカムネフチに建設されました。
OAO タトネフチ (2011 年 1 月 1 日現在) は 428 基の水平坑井 (HS) と 76 基の多面坑井 (MZGS) を運営しており、そのうち 43 基の HS と 9 基の MZGS が 2009 年に稼働し、初期流量は 12.6 トン/日、16.2 トン/日でした。 それぞれオイル。 JSOC バシネフチ (2001 年 1 月 1 日現在!?) は、250 以上の坑井、ボーリング孔、深いボーリング孔を掘削しました。
超深穴加工
従来の分類によれば、深井戸には深さ3,000~6,000mの井戸と、深さ6,000m以上の超深井戸が含まれます。
1958 年に、モホール超深度掘削プログラムが米国で登場しました。 これは戦後アメリカの最も大胆かつ神秘的なプロジェクトの 1 つです。 他の多くの計画と同様、モホールは超深度掘削の世界記録を樹立することで、科学競争でソ連を追い越すことを目的としていた。 プロジェクトの名前は、地殻とマントルの境界、つまりモホ境界を特定したクロアチアの科学者の名前である「モホロヴィチッチ」と、英語で「井戸」を意味する「ホール」という言葉に由来しています。 このプログラムの作成者らは海洋で掘削を行うことに決めたが、地球物理学者によれば、地球の地殻は大陸よりもはるかに薄いという。 パイプを水中に数キロメートル下げ、海底を5キロメートル覆い、上部マントルに到達する必要がありました。
1961年4月、水柱が3.5kmに達するカリブ海のグアドループ島沖で、地質学者らは5つの井戸を掘削し、そのうちの最も深いものは底まで183メートルに達した。 予備的な計算によると、この場所では、堆積岩の下で、地球の地殻の上層である花崗岩に遭遇すると予想されていました。 しかし、堆積物から回収された核には、花崗岩の対蹠体の一種である純粋な玄武岩が含まれていました。 掘削の結果は科学者たちを落胆させると同時に刺激を与え、掘削の新たな段階の準備を始めました。 しかし、プロジェクトの費用が1億ドルを超えたとき、米国議会は資金提供を停止しました。 「モホール」は提起された質問には何も答えなかったが、重要なことは海洋での超深度掘削が可能であることを示した。
それ以来、世界は超深度掘削の病気になった。 米国では、海底を研究するための新しいプログラム(深海掘削プロジェクト)を準備していました。 このプロジェクトのために特別に建造されたグロマー チャレンジャー船は、さまざまな海洋の海域で数年を費やし、船底に約 800 個の井戸を掘削し、 最大深度 1980 年代半ばまでに、海洋掘削の結果によりプレート テクトニクスの理論が確認されました。 科学としての地質学が生まれ変わりました。 一方、ロシアは独自の道を進んだ。 米国の成功によって呼び覚まされたこの問題への関心は、「地球内部と超深部掘削の研究」というプログラムにつながりましたが、その計画は海洋ではなく大陸で行われました。 何世紀もの歴史があるにもかかわらず、大陸の掘削はまったく新しいことのように思えました。 結局のところ、私たちはこれまで到達できなかった深さ、7キロメートル以上について話していました。 1962年、ニキータ・フルシチョフはこの計画を承認したが、彼は科学的動機よりも政治的動機によって導かれていた。 彼は米国に遅れをとりたくなかった。
掘削技術研究所に新設された研究所は、有名な石油労働者で技術科学博士のニコライ・ティモフェエフ氏が所長を務めた。 彼は、花崗岩や片麻岩などの結晶岩の超深部掘削の可能性を正当化する任務を負っていました。 研究には 4 年かかり、1966 年に専門家は、掘削は可能であるが、必ずしも明日の技術を使用するとは限らず、既存の設備で十分であるとの評決を下しました。 主な問題は深部の熱です。 計算によると、地殻を構成する岩石に浸透するにつれて、温度は33メートルごとに1度上昇するはずです。 これは、深さ 10 km では約 300 °C、深さ 15 km ではほぼ 500 °C になることが予想されることを意味します。 穴あけ工具や器具はそのような熱に耐えられません。 深さがそれほど熱くない場所を探す必要がありました...
そのような場所が見つかりました - コラ半島の古代の結晶質の盾。 地球物理学研究所が作成した報告書によると、コラ楯状地は存在してから数十億年にわたって冷却され、深さ15kmの温度は150℃を超えないという。 そして地球物理学者は、コラ半島の下層土のおおよその断面を作成しました。 彼らによると、最初の7キロメートルは地殻の上部の花崗岩の層で、その後玄武岩層が始まります。 当時、地殻は二層構造であるという考えが一般的に受け入れられていました。 しかし、後で判明したように、物理学者も地球物理学者も間違っていたのです。 掘削場所は、ヴィルギスコッデオアイヴィンヤルヴィ湖近くのコラ半島の北端に選ばれました。 フィンランド語で「狼の山の下」を意味しますが、その場所には山も狼もありません。 設計深さ15キロメートルの井戸の掘削は1970年5月に開始された。 コラ油井 SG-3 の掘削には、根本的に新しい装置や巨大な機械を作成する必要はありませんでした。 私たちは、すでに持っていたもの、つまり吊り上げ能力 200 トンの Uralmash 4E 設備と軽合金パイプを使って作業を開始しました。 当時本当に必要とされていたのは、非標準的な技術ソリューションでした。 結局のところ、固体の結晶質の岩石をこれほど深く掘削した人は誰もおらず、そこで何が起こるかは一般的に想像されているだけでした。 しかし、経験豊富な掘削業者は、設計がどれほど詳細であっても、実際の坑井はさらに複雑であることを理解していました。 5 年後、SG-3 井戸の深さが 7 キロメートルを超えたとき、当時最も近代的な掘削リグの 1 つである新しい Uralmash 15,000 掘削リグが設置されました。 強力で信頼性が高く、自動巻上機構を備えており、最長 15 km のパイプストリングに耐えることができます。 掘削リグは、北極で吹き荒れる強風をものともせず、高さ 68 メートルの完全に覆われたタワーに変わりました。 近くにはミニ工場、科学研究所、核となる貯蔵施設が成長しました。 浅い深さまで掘削する場合は、先端にドリルが付いたパイプ紐を回転させるモーターを地表に設置します。 ドリルは、ダイヤモンドまたは硬質合金で作られた歯、つまりクラウンを備えた鉄のシリンダーです。 この王冠は岩に食い込み、細い柱、つまりコアを切り出します。 ツールを冷却し、井戸から小さな破片を取り除くために、液体粘土である掘削液がポンプでツールに注入されます。液体粘土は、血管内の血液のようにシャフトに沿って常に循環します。 しばらくして、パイプが表面に持ち上げられ、コアから解放され、クラウンが変更され、コラムが再びフェースに下げられます。 これが従来の穴あけ作業の方法です。 バレルの長さが 10 ~ 12 キロメートル、直径が 215 ミリメートルの場合はどうなるでしょうか。 パイプの紐は細い糸となって井戸の中に下げられます。 どのように管理すればよいでしょうか? 鉱山の切羽で何が起こっているかをどうやって見ることができますか? したがって、コラ油井では、小型タービンがドリルストリングの底部に設置され、圧力下でパイプを通して掘削流体が送り込まれることによって起動された。 タービンが超硬ビットを回転させてコアを切り出します。 全体の技術はよく開発されており、コントロールパネルのオペレーターはリューズの回転を見て、その速度を知り、プロセスを制御することができました。 8〜10メートルごとに、数キロメートルのパイプの柱を上に持ち上げる必要がありました。 下りと登りで合計18時間かかりました。 コラのスーパーディープでは7キロが致命傷となる。 彼女の背後では、未知の多くの事故と岩との絶え間ない闘いが始まりました。 バレルを垂直に保つ方法はありませんでした。 初めて 12 km を走行したとき、井戸は垂直から 21 度逸脱しました。 掘削工たちはすでにバレルの驚くべき湾曲を扱うことを学んでいましたが、それ以上進むことは不可能でした。 井戸は7キロ地点から掘削しなければならなかった。 硬い岩石に垂直のシャフトを作成するには、ドリルストリングの底部がバターのように地下に浸透するように、非常に硬い底部が必要です。 しかし、別の問題が発生します - 井戸が徐々に拡大し、ドリルがガラスのようにその中でぶら下がり、バレルの壁が崩壊し始め、ツールを押しつぶす可能性があります。 この問題に対する解決策は独創的であることが判明しました。振り子技術が使用されました。 ドリルを坑井内で人工的に揺動させ、強い振動を抑えた。 このため、幹は垂直になりました。
掘削装置で最も一般的な事故は、パイプストリングの破損です。 通常、彼らは再びパイプを捕捉しようとしますが、これが深いところで起こった場合、問題は修復不可能になります。 10キロメートルの井戸で道具を探すのは無駄で、そのような坑道は放棄され、少し高いところに新しい坑道が設置されました。 SG-3では配管の破損や紛失が何度も起きた。 その結果、井戸の下部は次のようになります。 ルートシステム巨大な植物。 井戸の枝分かれは掘削業者らを動揺させたが、地質学者にとっては幸いとなった。地質学者は思いがけず、25億年以上前に形成された印象的な始生代の岩石の立体写真を入手した。
1990年6月、SG-3は深さ12,262メートルに到達し、最大14キロメートルまで掘削するための井戸の準備を始めましたが、その後再び事故が発生しました-約8,550メートルでパイプのひもが切れました。 作業を継続するには、長い準備、機器のアップグレード、および新たな費用が必要でした。 1994 年に、コラ超深鉱山の掘削は中止されました。 3 年後、彼女はギネスブックに登録され、今日に至るまで卓越した記録を保持しています。 現在、この井戸は深部を研究するための実験室となっています。 SG-3は 秘密のオブジェクト最初から。 国境地帯、地区内の戦略的鉱床、そして科学の優先順位が原因です。 掘削現場を訪れた最初の外国人は、チェコスロバキア科学アカデミーの指導者の一人だった。 その後、1975 年に、コラ スーパーディープに関する記事が地質大臣アレクサンダー シドレンコの署名付きで『プラウダ』誌に掲載されました。 コラ井戸に関する科学的出版物はまだありませんでしたが、一部の情報は海外に流出しました。 世界は噂からさらに学び始めました - 最も深い井戸がソ連で掘削されていたということです。
1984年にモスクワで世界地質会議が開催されていなかったら、おそらく「ペレストロイカ」までこの井戸には秘密のベールがかかっていただろう。 彼らは科学界におけるこのような重大なイベントに向けて入念に準備を進め、地質省の新しい建物まで建設し、多くの参加者が予想されていました。 しかし、外国人の同僚は主にコーラのスーパーディープに興味を持っていました。 アメリカ人は、私たちがそれを持っているとはまったく信じていませんでした。 この時点で井戸の深さは12,066メートルに達していた。 もうオブジェクトを隠す意味はありませんでした。 モスクワでは、会議の参加者はロシアの地質学の成果の展示を鑑賞しました。スタンドの 1 つは SG-3 坑井に捧げられました。 世界中の専門家は、磨耗した超硬歯を備えた従来のドリルヘッドを見て当惑した様子でした。 そして、これが世界で最も深い井戸を掘削する方法なのでしょうか? 信じられない! 地質学者とジャーナリストからなる大規模な代表団がザポリアルヌイ村に行きました。 訪問者は、掘削装置が稼働しているところを見せられ、33 メートルのパイプ部分が取り外され、切断されました。 周囲にはモスクワのスタンドに置かれているものと全く同じドリルヘッドが山積みされていた。
科学アカデミーからの代表団は、有名な地質学者で学者のウラジミール・ベロウソフ氏を迎えました。 記者会見中、彼は聴衆から次のような質問を受けた。
- コラがよく示した最も重要なことは何ですか?
- 紳士諸君! 重要なことは、我々が大陸の地殻について何も知らないことを示したことだ」と科学者は正直に答えた。
もちろん、彼らは大陸の地殻について何かを知っていました。 大陸が 15 億年から 30 億年前の非常に古い岩石で構成されているという事実は、コーラの井戸によってさえ反駁されませんでした。 しかし、SG-3コアに基づいて編集された地質学的セクションは、科学者が以前に想像していたものとはまったく逆であることが判明しました。 最初の 7 キロメートルは、凝灰岩、玄武岩、角礫岩、砂岩、ドロマイトなどの火山岩と堆積岩で構成されていました。 より深くにはいわゆるコンラッドセクションがあり、その後岩石中の地震波の速度が急激に増加し、そこが花崗岩と玄武岩の境界であると解釈されました。 このセクションはずっと前に通過しましたが、地殻の下層の玄武岩はどこにも現れませんでした。 それどころか、花崗岩や片麻岩が現れ始めました。
コラの断面は地殻の二層モデルをうまく反駁し、地下の地震断面が異なる組成の岩石の層の境界ではないことを示した。 むしろ、それらは深さによる石の特性の変化を示しています。 高圧および高温では、岩石の性質が劇的に変化する可能性があり、その結果、花崗岩の物理的特徴は玄武岩に似たり、その逆になったりすることがあります。 しかし、深さ12キロメートルから地表に隆起した「玄武岩」はすぐに花崗岩になったが、途中で深刻な「ケーソン病」に見舞われ、核は砕け、平らなプラークに崩壊した。 井戸が奥に進むほど、科学者の手に渡る高品質のサンプルは少なくなってしまいました。 その深さには多くの驚きが含まれていました。 以前は、地表から遠ざかり、圧力が増すと、岩石はより一枚岩になり、少数の亀裂や細孔ができると考えるのが自然でした。 SG-3 は科学者たちにそうではないことを納得させました。 9キロメートルから始まると、地層は非常に多孔質で、文字通り水溶液が循環する亀裂で満たされていることが判明しました。 この事実は後に大陸の他の超深井戸によって確認されました。 深さでは予想よりもはるかに熱く、80°にも達することが判明しました。 7km地点で顔の温度は120℃、12km地点ではすでに230℃に達していました。 科学者たちは、コーラ井戸のサンプル中に金の鉱化を発見しました。 貴金属の挿入は、深さ9.5〜10.5kmの古代の岩石で発見されました。 しかし、金の濃度は鉱床を宣言するには低すぎた - 岩石 1 トンあたり平均 37.7 mg であったが、他の同様の場所で金が存在すると予想するには十分な濃度だった。 1984 年のコラ井戸のデモンストレーションは、世界社会に深い印象を与えました。 多くの国が大陸での科学掘削プロジェクトの準備を始めています。 同様のプログラムが 1980 年代後半にドイツでも承認されました。 超深井戸 KTB ハウプトボルングは 1990 年から 1994 年にかけて掘削され、計画によれば深さ 12 km に達する予定でしたが、予想外の高温のため、9.1 km までしか到達できませんでした。 掘削に関するデータが公開されているおかげで、 科学的研究、優れた技術と文書により、超深度の KTV 井戸は依然として世界で最も有名なものの 1 つです。
この井戸の掘削場所は、バイエルン州の南東部、推定年齢 3 億年と推定される古代の山脈の遺跡に選ばれました。 地質学者たちは、ここのどこかに、かつては海の岸だった2つのプレートがつながっている領域があると信じていました。 科学者たちは、時間の経過とともに山の頂上が摩耗し、古代の海洋地殻の残骸が露出したと信じています。 さらに深いところで、地表から10キロメートルのところで、地球物理学者は異常に高い電気伝導率をもつ巨大な天体を発見した。 彼らはまた、井戸の助けを借りてその性質を明らかにしたいと考えていました。 しかし主な目標は、超深度掘削の経験を積むために深さ10kmに到達することでした。 コラSG-3の材料を研究したドイツの掘削業者は、地下の作業条件をより正確に把握するために、まず深さ4kmの試験井を掘削し、機器をテストしてコアを採取することにしました。 パイロット作業の終了時には、掘削や科学機器の多くをやり直す必要があり、一部は新たに作成する必要がありました。
KTV Hauptborung の主要な超深井戸は、最初の井戸からわずか 200 メートルのところに設置されました。 この作業のために、彼らは高さ 83 メートルのタワーを建設し、800 トンの吊り上げ能力を備えた当時最も強力な掘削装置を作成しました。 多くの掘削作業が自動化されており、主にパイプストリングを下げたり上げたりする機構が自動化されています。 自動誘導垂直掘削システムにより、ほぼ垂直なシャフトを作成することが可能になりました。 理論的には、このような装置を使用すれば、深さ12キロメートルまで掘削することが可能です。 しかし、現実はいつものようにさらに複雑であることが判明し、科学者の計画は実現しませんでした。
KTV 井戸の問題は深さ 7 km から始まり、コラ超深井戸の運命の多くを繰り返しました。 まず、高温により垂直掘削システムが故障し、シャフトが歪んだと考えられています。 作業の終わりに、切羽は垂直から300メートル逸脱しました。その後、ドリルストリングの破損というより複雑な事故が始まりました。 コラと同様に、新しいシャフトを掘削する必要がありました。 井戸の幅が狭くなったことで、上部の直径は71cm、底部では16.5cmとなり、事故が絶えませんでした。 高温底部のマイナス270℃により、掘削業者は、大事な目標にほど近いところで作業を停止せざるを得なくなりました。
KTV Hauptborung の科学的成果が科学者の想像力を掻き立てたとは言えません。 深部には主に角閃岩と片麻岩、つまり古代の変成岩がありました。 海洋収束帯や海洋地殻の残骸はどこにも見つかりませんでした。 おそらく、それらは別の場所に存在するでしょう。ここには、高さ 10 km まで隆起した小さな結晶質の山塊があります。 黒鉛の堆積物は地表から1キロ離れたところで発見された。
1996 年、ドイツの予算で 3 億 3,800 万ドルを費やした KTV 井戸は、ポツダムの地質学研究センターの後援を受け、深い地下土を観察するための実験室と観光施設に変わりました。
現在、幹の長さの点でコラ井戸を上回る2つの井戸が掘削されています。 これは、OR-I(オドプトゥ油田、ロシア、サハリン) - 12,345 m、マースクオイル BD-04A(カタール) - 12,290 mです。
我が国で最も深い石油鉱床は、深さ5300メートルのグロズヌイ(チェチェン共和国)地域で発見され、カスピ海低気圧では深さ5370キロメートルからガスの産業流入が得られました。 海外では、ガスが生成される最大の深さは 7460 m (米国、テキサス州) です。
ウドムルトにも独自の「超深」井戸があります。 これはサラプル地域で 19991 年に掘削されたパラメトリック井戸で、深さは 5500 m です。
すべての超深井戸は伸縮式の設計になっており、掘削は最大の直径から始まり、次に小さな直径に進みます。 したがって、コラ井戸(ロシア)では、上部の直径が92cmから深さ12,262mの21.5cmに減少し、KTB-オーバープファルツ井戸(ドイツ)では深さ71cmから16.5cmに減少しました。超深井戸の掘削の機械速度は 1 ~ 3 m/時間です。 トリッピング操作間の 1 回のトリップで、6 ~ 10 m 深く進むことができます。ドリルストリングの平均上昇速度は 0.3 ~ 0.5 m/秒です。 一般に、超深井戸を 1 本掘削するにはまだ数年かかります。 困難な地質条件で井戸を掘削する実践、掘削とケーシングの分野での科学的発展は、 近年これにより、坑井の深さを深くし(最大 7,000 m 以上)、以下の方向に設計を改善することが可能になりました。中間柱を備えたケーシングストリングと固定トランクの断面走行 - 中間ストリングをレイアウトする際、および場合によっては最終直径を縮小する場合には、溶接された接続要素を備えたケーシングパイプと特殊なねじを備えたカップリングフリーのケーシングパイプを使用します。井戸と生産弦。
超深度掘削は、回転掘削とケーシングストリングによる掘削間隔の連続固定の技術に基づいています。 テクノロジーの特徴: *温度と静水圧が深くなるにつれて増加します。 「岩石と静水圧の差の影響による岩石の安定性の喪失」; 「ドリルストリングとケーシングの質量の増加」 「ドリルストリングの下降/上昇時間の増加と岩石の掘削能力の低下による、深くなる速度の低下。」 力の影響が表面から底部に伝達される際のエネルギー損失の増加; 「大量のコアのサンプリングとダウンホールの地球物理学的研究の実施の必要性。
超深度掘削の場合、ポンプ (2 ~ 4 個) を備えた総出力最大 18,000 kW、最大 11 MN (1,100 トン) の吊り上げ能力を備えた掘削リグで、動作圧力は 40 ~ 50 MPa です。それぞれ最大 1,600 kW の電力が生成され、使用されています。 原則として、このような設備は電源から電気的に駆動されます。 直流、主要なメカニズムの動作を無段階に調整できます。 ドリルストリングの降下と上昇は、プロセスの最大限の機械化と自動化により、主に37メートルまで伸びた「キャンドル」を使用して実行されます。 このタイプの設備は、ウラル重工業工場 (UZTM) やヴォルゴグラード掘削装置工場 (VZBT) などの国内メーカーによって製造されています。
掘削リグを深深掘削リグと超深度掘削リグに分けるかどうかは、次のような多くの要因によって決まります。
1) 設備の技術的特徴。 フックにかかる負荷、泥水ポンプの圧力と流量、メインドライブの種類と出力。 2) 質量 地上設備(結果として 技術仕様掘削リグ); 3) 設置、解体、輸送の方法。 4) 掘削装置の構築に費やした時間。 5)井戸を掘削する時期。 6) 掘削作業の組織化。
超深度掘削にはロータリー掘削またはタービン掘削方法が使用され、両方の間隔交互掘削が可能です。 それらの最初のものは西側で広く使用されており、2番目のものはロシアで使用されています。 タービン方式により、軽量(耐熱アルミニウム)合金(LBT)製ドリルビットの使用が可能になります。 配管の許容応力の基準によれば、同じ耐荷重の鋼管(SBT)を組み合わせたロータリー工法に比べ、タービン工法とLBTの組み合わせでは、掘削深さを1.5~2倍深くすることが可能です。 この利点は、コラ井戸の掘削の実際によって確認されています。掘削の際には、鋼よりも 2.4 倍軽いアルミニウム合金を使用した、約 2,000 m の LBT (底部) と SBT (上部) の複合柱が使用されました。 ますます深い視野からの石油とガスの生産の一般的な傾向は、次の図で説明できます。 わずか 20 年前、主な石油生産 (66%) は最も若い新生代の岩石から行われていました。 石油の 19% はより古い中生代の岩石から抽出され、15% は最も古い古生代の岩石から抽出されました。 現在、状況は変わりました。中生代の岩石が石油の主な供給源となり、次に古生代の岩石が続きます。
超深井戸の曲がり防止 - 重要な条件彼らの実装は成功しました。 ドリルストリングの動きやケーシングストリングの磨耗に対する抵抗力を維持するため。 許容限界彼らは、曲率の方位角を一定に保ちながら、曲率の強度が 1 km あたり 2 ~ 3 度を超えないよう、また天頂角の絶対値が 10 ~ 12 度を超えないように努めています。 トランク上部の垂直性には特に厳しい要件が課されます。 湾曲に対処するには、通常、フルサイズのセントラライザーを備えた剛体底穴アセンブリ (BHA) が使用されますが、望ましい効果が得られない場合は、振り子式 BHA が使用されます。 井戸の上部(最大3〜4 km)で大直径の立坑を掘削する場合、ジェットタービンドリルがうまく使用されます。
近い将来の超深度掘削の開発は、おそらく回転掘削技術に基づいたものになるでしょう。 深さが深くなるにつれて (10 km 以上)、ダウンホールビットドライブが回転方式に取って代わり、アルミニウムとチタンをベースとした軽金属合金で作られたドリルパイプの基本的な利点を実現する道が開かれます。 注目は耐熱ギヤードターボドリルになりそうだ。
太平洋の海底から20キロメートルの井戸を掘削する計画がある。
超深度掘削が宇宙の征服と比較されるのは当然のことです。 このようなプログラムは、人類が現在持っている最善のすべてを組み込んだ、世界規模の規模で、産業や技術の多くの分野の発展に弾みを与え、最終的には科学の新たな進歩のための土壌を準備します。 表 23 に、次の情報を示します。 世界で最も深い井戸、図 36 にその場所を示す旧ソ連領にある超深井戸。
表 23. 世界で最も深い井戸
ボアの曲率角が 80 ° 以上の傾斜坑井は水平坑井と呼ばれます (図 62)。 幹の水平部分は生産的な地形に沿って開き、ケースに入れられていないままです。 水平部分の長さは 1 スロットに相当します。
図 62. 水平井戸
幹の曲率半径に基づいて、水平坑井のプロファイルには 3 つのタイプがあります。
- 半径が大きい(300m以上)。
- 平均半径(100〜300メートル)。
- 半径が小さい (10 ~ 60 メートル)。
半径が大きい水平のものは、廃棄物が多く水平断面長1000m以上のクラスターボーリング工法で施工可能です。 この場合、標準装備と方向性穴あけ技術が使用され、最大 2 ~ 2.5 0 /10 m の曲率強度を得ることが可能になります。
中程度の半径を持つ水平坑井は、単一坑井の両方を掘削する場合と、生産坑井の生産性を回復するために使用されます。 この場合、最大強度は、水平断面の長さが 450 ~ 900 m で、貫通 10 m あたり 3 ~ 8 度になります。 平均半径に沿って掘削された井戸は、(大きな半径の井戸の長さに比べて) バレルの長さが短く、生産地層の表面上の特定の点でより正確な打撃が保証されるため、最も経済的です。薄い油層やガス層が存在する場合、これは非常に重要です。
半径が小さい水平坑井は、生産の後期段階にある油田を掘削する場合や、以前に掘削された坑井から 2 番目の幹を掘削する場合にうまく使用されます。 これを行うには、窓を切り取るか、8〜10 mのケーシングのフライスセクションを使用します。 このような条件下では、ポンプ装置は主立坑内に設置され、その設置場所以上の天頂角の値が20°を超えないことが望ましい。 このような幹の曲率の強さは、半径10〜30 mで1 mあたり1〜20、水平セクションの長さは最大90〜150 mになることがあります。
大きな半径に沿った掘削に特別な装置が必要ない場合、中半径および短半径のシャフトの掘削は、特別なドリルパイプと短縮された短いダウンホールモーターを使用することによってのみ実行できます。これにより、曲率半径が25 ~ 50 m (250 m 以上ではなく)。 水平井戸の設計は、水平断面の長さ、形状、方向を決定することから始まります。 これらのパラメータは、生産地層の不均一性の程度、その厚さ、岩相、硬度と安定性、地層の入射角、つまり、地層の入射角に依存します。 地層の地質学的特徴について。