الحفر واستكمال الآبار

UBD

الحفر تحت التوازن: فن الحفر بضغط أقل

الحفر تحت التوازن (UBD) هي تقنية حفر تتضمن عمداً الحفاظ على ضغط أقل في قاع بئر الحفر مقارنة بضغط التكوين. وهذا على عكس الحفر التقليدي، الذي عادة ما يحافظ على ضغط أعلى لمنع سوائل التكوين من التدفق إلى البئر.

لماذا استخدام UBD؟

يوفر UBD العديد من المزايا على الحفر التقليدي:

  • تقليل تلف التكوين: من خلال الحفاظ على ضغط أقل، يقلل UBD من تدفق طين الحفر إلى التكوين، مما يقلل من مخاطر إتلاف الخزان وتأثير الإنتاج.
  • تحسين استقرار بئر الحفر: في التكوينات المعرضة لعدم الاستقرار، يساعد UBD في الحفاظ على استقرار بئر الحفر من خلال منع ضغط التكوين المفرط من التأثير على جدران البئر.
  • تحسين تحفيز الخزان: يمكن أن يؤدي الضغط المنخفض الذي يخلقه UBD إلى تسهيل تدفق سوائل الخزان إلى بئر الحفر، مما قد يعزز الإنتاج.
  • تقليل وقت الحفر: يمكن أن يؤدي UBD في بعض الأحيان إلى سرعات حفر أسرع بسبب انخفاض قوى الاحتكاك وتقليل حجم طين الحفر.

الاحتفاظ بـ UBD:

الاحتفاظ هو ممارسة شائعة في الحفر تحت التوازن، ويشير إلى الحفاظ على فرق ضغط معين بين بئر الحفر والتكوين. يتم حساب هذا الفرق بعناية لضمان عمليات الحفر الآمنة والكفاءة مع تحسين فوائد UBD.

كيف يعمل الاحتفاظ:

يتم تحقيق الاحتفاظ من خلال مجموعة من التقنيات، بما في ذلك:

  • تحكم كثافة طين الحفر: من خلال ضبط كثافة طين الحفر، يمكن تنظيم الضغط في قاع بئر الحفر.
  • معدلات تدفق محكومة: إدارة معدل تدفق طين الحفر تؤثر أيضًا على الضغط في قاع بئر الحفر.
  • حقن الغاز: يمكن أن يؤدي حقن الغاز في طين الحفر إلى تقليل كثافته وخلق ضغط أقل في بئر الحفر.
  • استخدام معدات الحفر تحت التوازن: غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى معدات متخصصة لـ UBD، بما في ذلك مضخات الطين عالية السعة وأنظمة حقن الغاز.

تحديات UBD:

على الرغم من تقديم العديد من الفوائد، يواجه UBD أيضًا تحديات:

  • زيادة مخاطر الصدمة: يؤدي الحفاظ على ضغط أقل في بئر الحفر إلى زيادة مخاطر تدفق سوائل التكوين إلى البئر، مما قد يؤدي إلى صدمة.
  • التعقيد والتكلفة: تتطلب عمليات UBD معدات متخصصة وخبرة، مما يؤدي إلى زيادة التعقيد والتكلفة مقارنة بالحفر التقليدي.
  • الاهتمامات البيئية: يمكن أن تؤدي تقنيات حقن الغاز إلى إطلاق غازات الدفيئة، مما يتطلب مراقبة وإدارة دقيقة.

الاستنتاج:

الحفر تحت التوازن (UBD) هي تقنية قوية لها إمكانية تحسين عمليات الحفر بشكل كبير، خاصة في التكوينات الصعبة. من خلال استخدام مبدأ "الاحتفاظ" وإدارة فرق الضغط بعناية، يمكن أن يؤدي UBD إلى تحسين استقرار بئر الحفر وتقليل تلف التكوين وتحسين تحفيز الخزان. ومع ذلك، من الضروري موازنة الفوائد مقابل التحديات وتنفيذ بروتوكولات سلامة قوية لضمان ممارسات الحفر الناجحة والمسؤولة بيئيًا.


Test Your Knowledge

UBD Quiz: The Art of Drilling Underbalanced

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary difference between conventional drilling and underbalanced drilling (UBD)? a) Conventional drilling uses a higher pressure at the bottom of the wellbore, while UBD uses a lower pressure. b) Conventional drilling is faster than UBD. c) UBD is only used in deepwater drilling. d) Conventional drilling requires specialized equipment.

Answer

a) Conventional drilling uses a higher pressure at the bottom of the wellbore, while UBD uses a lower pressure.

2. Which of the following is NOT an advantage of UBD? a) Reduced formation damage. b) Improved wellbore stability. c) Increased risk of kick. d) Enhanced reservoir stimulation.

Answer

c) Increased risk of kick.

3. What does "Hold" refer to in underbalanced drilling? a) Maintaining a constant pressure differential between the wellbore and the formation. b) Using a specialized drilling fluid. c) Stopping drilling operations to prevent a kick. d) The amount of time a well is drilled before it needs to be shut down.

Answer

a) Maintaining a constant pressure differential between the wellbore and the formation.

4. How can the pressure at the bottom of the wellbore be regulated in UBD? a) Adjusting the drilling fluid density. b) Injecting gas into the drilling fluid. c) Using specialized drilling equipment. d) All of the above.

Answer

d) All of the above.

5. Which of the following is a challenge associated with UBD? a) Reduced drilling time. b) Environmental concerns related to gas injection. c) Increased wellbore stability. d) Lower drilling costs.

Answer

b) Environmental concerns related to gas injection.

UBD Exercise: Analyzing a Drilling Scenario

Scenario:

You are an engineer on a drilling rig using underbalanced drilling techniques. The current well is in a formation known to be prone to instability. The pressure differential being maintained is 50 psi. You notice that the wellbore is exhibiting signs of instability, with small cracks appearing on the wellbore walls.

Task:

  1. Identify 2 possible reasons for the wellbore instability, considering the use of UBD.
  2. Propose 2 adjustments you could make to the drilling parameters to address the wellbore instability, taking into account the risks and benefits of each adjustment.
  3. Explain the rationale behind your proposed adjustments, considering the possible impact on wellbore stability, formation damage, and the risk of a kick.

Exercise Correction

**Possible reasons for wellbore instability:**

  • **Insufficient pressure differential:** The 50 psi pressure differential may not be enough to fully counteract the formation pressure, leading to instability.
  • **Fluctuations in the pressure differential:** Even small fluctuations in the pressure differential can contribute to wellbore instability, especially in a formation prone to it.

**Proposed adjustments:**

  • **Increase the pressure differential:** Increasing the pressure differential by adjusting the drilling fluid density or flow rate could improve wellbore stability by providing a stronger counter-pressure to the formation. However, increasing the pressure differential could also increase the risk of formation damage and a kick.
  • **Reduce the drilling rate:** Slowing down the drilling rate can reduce the stress on the wellbore walls, promoting stability. However, this could also increase the overall drilling time and cost.

**Rationale:**

The rationale behind these adjustments is to find a balance between wellbore stability and the risks associated with UBD. Increasing the pressure differential can improve stability but increases the risk of a kick. Reducing the drilling rate reduces stress but can increase drilling time. The best course of action would depend on the specific formation conditions and the overall drilling objectives. It's important to carefully monitor the wellbore's response to any adjustments and make further adjustments as needed.


Books

  • "Underbalanced Drilling: Principles and Applications" by H.J.R. Weijers - A comprehensive guide covering the fundamentals, techniques, and practical aspects of UBD.
  • "Drilling Engineering: Principles and Practices" by M.B. Dusseault - A general drilling engineering book that includes a chapter on underbalanced drilling.
  • "Well Control: A Practical Guide to Safe and Efficient Drilling" by S.P. Williamson - Focuses on well control, with sections dedicated to UBD and its implications for wellbore stability and kick management.

Articles

  • "Underbalanced Drilling: A Review of its Applications and Challenges" by S.M. Raza, A.K. Siddiqui, and S.K. Qureshi - A recent review article that explores the current state of UBD technology.
  • "Underbalanced Drilling Techniques for Improved Wellbore Stability and Reservoir Performance" by J.L. Caraballo - Discusses specific UBD techniques and their impact on wellbore stability and reservoir productivity.
  • "Environmental Impact of Underbalanced Drilling" by M.J. Smith - Examines the environmental implications of UBD, including gas emissions and potential for spills.

Online Resources

  • Society of Petroleum Engineers (SPE): Browse their website for a wide range of publications, technical papers, and conference proceedings related to underbalanced drilling.
  • *Schlumberger: * Their website offers technical resources, case studies, and industry insights into UBD techniques and applications.
  • *Halliburton: * Similarly, Halliburton provides technical documentation, training materials, and insights into their UBD services and technologies.

Search Tips

  • Use specific keywords: "Underbalanced drilling", "UBD", "Hold", "Drilling fluid density", "Gas injection", "Kick management"
  • Combine keywords: "Underbalanced drilling + wellbore stability", "UBD + reservoir stimulation"
  • Use quotation marks: "Underbalanced drilling techniques" - This will search for the exact phrase.
  • Add specific regions or formations: "Underbalanced drilling + shale gas"

Techniques

مصطلحات مشابهة
الجيولوجيا والاستكشاف
  • Subduction الاندساس: حيث تصطدم الصفائح و…
الأكثر مشاهدة
Categories

Comments


No Comments
POST COMMENT
captcha
إلى