Первый современный метод бурения нефтяных скважин, разработанный Эдвином Л. Drake 1859 года используется и по сей день, хотя возросший спрос на нефтепродукты потребовал более эффективных средств добычи нефти. С 1859 года в мире было использовано 800 миллиардов баррелей нефти, и бурение нефтяных скважин быстро превратилось в бурно развивающуюся отрасль. По данным Министерства энергетики США, новые технологии позволяют бурильщикам достигать запасов нефти, которые ранее считались недостижимыми.
Функция
Нефтяные скважины используются для откачки сырых нефтяных газов и нефти из подземных источников. Сырая нефть представляет собой очень вязкую жидкость очень темного цвета. В полутвердом состоянии сырая нефть превращается в гудрон. Геологи ищут карманы сырой нефти в подземных резервуарах. Эти резервуары могут находиться на глубине в сотни и даже тысячи футов под землей, и добраться до них можно только путем бурения под землей. Как только бурильщики достигают резервуара, изменение давления отправляет сырую нефть на поверхность Земли. Это называется «первичное производство». Этот процесс может продолжаться годами, но большая часть нефти все еще остается в пласте. Как только давление спадет, нефтяные компании должны использовать насосы для выкачивания сырой нефти на вышку.
.
Морское бурение
Морское бурение нефтяных скважин очень похоже на другие методы, используемые на суше, за исключением того, что члены экипажа часто живут на борту этих массивных буровых судов. На глубинах менее 200 футов (61 метр) используются специальные буровые установки, называемые «самоподъемными буровыми установками». Когда глубина достигает 4000 футов (1220 метров), буровые установки становятся полупогружными и прикрепляются к дну океана с помощью заполненных воздухом опор. Есть даже буровые суда, которые копают на глубине 8000 футов (2440 метров) и используют сложное навигационное оборудование. Однако морское бурение нефтяных скважин на протяжении многих лет было чумой для окружающей среды. Крупные нефтяные компании постоянно обвиняются в разливе нефти и токсичных химикатов в воде, выбросе ядовитых газов в атмосферу и угрозе дикой природе вблизи этих буровых площадок. Например, в период с 1992 по 1997 год Chevron выплатила почти 10 миллионов долларов штрафов за многочисленные нарушения Закона о чистой воде.
Роторное бурение
Сегодня наиболее распространенным методом бурения нефтяных скважин является вращательное бурение. Этот процесс можно распознать по буровой вышке для таллового масла и вращающейся платформе у основания. К отрезку трубы прикрепляется тяжелая насадка. Этот трубопровод сегментирован, и глубину бурения можно увеличить, увеличив длину трубы. Вращательное бурение также требует использования специального раствора, который смазывает буровое долото, укрепляет стороны буровой скважины и помогает извлекать скальные породы. Грязь представляет собой смесь глины, воды и химикатов.
Горизонтальное бурение
Определенные типы коллекторов лучше всего достигаются посредством горизонтального бурения. Направленное бурение, как его когда-то называли, впервые использовалось для достижения залежей нефти или природного газа, когда первичная добыча на вертикальном нефтяном месторождении началась. Путем бурения под наклоном, отклоняясь от вертикальных нефтяных скважин, бурильщики могли достичь большего запаса. Когда-то требовалось около 2000 футов, чтобы построить полную горизонтальную скважину. Теперь современные технологии улучшили этот процесс, позволив повороты на 90 градусов на глубине менее ста футов. Успешное горизонтальное бурение может прокачать в четыре раза больше нефти, чем вертикальная скважина. Кроме того, стоимость горизонтального бурения несколько ниже по отношению к производственным затратам. Одна горизонтальная скважина может выполнять работу четырех вертикальных скважин.
Ударное бурение
Ударное бурение, также называемое канатно-инструментальным бурением, - это простой метод, восходящий к самым первым сверлам, использовавшимся в 1850-х годах. Земля взламывается сверлом, прикрепленным к шкиву и тросу. Буровую коронку подтягивают к верхней части буровой вышки и многократно опускают на землю. Этот процесс разбивает горную породу на мелкие кусочки, которые можно расчистить, чтобы открыть глубокую скважину. Ударное бурение может достигать глубины более 328 футов (100 метров) и со сменными долотами может использоваться для бурения практически любой поверхности. К концу 1800-х гг. На площадках ударного бурения появились паровые машины, но позже их заменили роторные буровые установки.