Sisältö
- Mikä on suuntaporaus?
- Miksi porata kaivoja, jotka eivät ole vertikaalisia?
- Kiviyksiköt, jotka hyötyvät eniten vaakaporauksesta
- Vaakasuora poraus ja hydraulinen murtuminen levyissä
- Porausmenetelmät
- Uusi vuokrasopimus ja Royalty-filosofia
Suuntaporaus kaupungin alla: Suuntaporaa voidaan käyttää sellaisten kohteiden saavuttamiseen, joita ei voida porata pystysuoran kaivon avulla. Esimerkiksi, ei voi olla mahdollista saada porauslupaa kaivoon, joka sijaitsee asutulla alueella tai puistossa. Kaivo voidaan kuitenkin porata aivan asutun alueen tai puiston ulkopuolelle ja ohjata sen jälkeen suuntaan osuakseen kohteeseen.
Mikä on suuntaporaus?
Suurin osa vedestä, öljystä, maakaasusta, informaatiosta tai muista maanalaisista kohteista porattuja kaivoja on pystysuoria kaivoja - porattu suoraan maahan. Poraus muustakin kuin pystysuoraan kulmaan voi kuitenkin saada tietoa, osua kohteisiin ja stimuloida säiliöitä tavoilla, joita ei voida saavuttaa pystysuoran kaivon avulla. Näissä tapauksissa kyky ohjata kaivoa tarkasti pystysuunnasta poikkeaviin suuntiin ja kulmiin on arvokas kyky.
Kun suuntaporaus yhdistetään hydrauliseen murtumiseen, joistakin kallioyksiköistä, jotka eivät olleet tuottavia pystysuorassa porattaessa, voi tulla fantastisia öljyn tai maakaasun tuottajia. Esimerkkejä ovat Appalakkien vesistöalueen Marcellus-liuske ja Pohjois-Dakotan Bakken-muodostuminen.
Pienennä jalanjälki: Yhden poraustyynyn avulla voidaan porata useita kaivoja. Tämä vähentää poraustoimintojen jalanjälkeä. Vuonna 2010 Texasin yliopisto Arlingtonissa porsi 22 kaivoa yhdelle alustalle. Nämä kaivot tyhjentävät maakaasua noin 1100 hehtaarista kampuksen alla. Kaivojen odotetaan tuottavan 25 vuoden käyttöiän aikana yhteensä 110 miljardia kuutiometriä maakaasua. Vaihtoehto olisi porata monia kaivoja, joista jokaiselta vaaditaan porausalusta, lampi, pääsy tie ja keräyslinja.
Miksi porata kaivoja, jotka eivät ole vertikaalisia?
Suuntaista ja vaakasuoraa porausta on käytetty saavuttamaan kohteet vierekkäisten maiden alla, vähentämään kaasukentän kehityksen jalanjälkeä, kasvattamaan kaivoksen "palkkavyöhykkeen" pituutta, tarkoituksella katkaisemaan murtumat, rakentamaan helpotuskaivot ja asentamaan apulaitopalvelut maahan, jolle louhinta on mahdotonta tai erittäin kallista.
Alla on luettelo kuudesta syystä ei-pystysuorien kaivojen poraamiseen. Niitä kuvaa graafisesti tämän sivun kuusi piirrosta.
A) Osuta kohteisiin, joihin pystysuuntaisella porauksella ei päästä.
Joskus säiliö sijaitsee kaupungin tai puiston alla, missä poraus on mahdotonta tai kielletty. Tätä säiliötä saatetaan vielä käyttää, jos porauslevy sijaitsee kaupungin tai puiston reunalla ja kaivo on porattu kulmaan, joka leikkaa säiliön.
B) Tyhjennä leveä alue yhdestä poraustyynystä.
Tätä menetelmää on käytetty vähentämään porausvaiheen pinta-alajälkeä. Vuonna 2010 Texasin yliopistossa Arlingtonissa esiteltiin uutisia 22 kaivon poraamisesta yhdelle porausalustalle, joka tyhjentää maakaasua 1100 hehtaarista kampuksen alla. Kaivojen odotetaan tuottavan 25 vuoden elinkaaren aikana yhteensä 110 miljardia kuutiometriä kaasua. Tämä menetelmä vähensi merkittävästi maakaasun kehityksen jalanjälkeä kampuksen alueella.
Maksimoi palkka-alue: Jos pystysuora kaivo porataan 50 metrin paksuisen säiliökallion läpi, niin maakaasu tai öljy voi valua kaivoon "maksupiirin" 50 lineaarisen jalan läpi. Kuitenkin, jos kaivo käännetään vaakatasoon (tai sama kaltevuus kuin kallioyksiköllä) ja porataan kyseisessä kallioyksikössä, silloin tunkeutumisetäisyys palkkavyöhykkeellä voi olla paljon suurempi. Joillakin vaakasuorissa kaivoissa on yli mailin palkkavyöhyke.
Murtunut säiliö: Joidenkin säiliöiden huokoset ovat suurimman osan murtumista. Menestyneiden kaivojen on läpäistävä murtumia, jotta maakaasuvirta pääsee kaivoon. Monilla maantieteellisillä alueilla on hallitseva murtumasuunta, jota pitkin suurin osa murtumista on kohdistettu. Jos kaivo porataan kohtisuorassa näiden murtumien tasoon nähden, murtumien enimmäismäärä tunkeutuu.
C) Suurenna "pay-alueen" pituutta kohdekalliyksikössä.
Jos kallioyksikkö on viisikymmentä jalkaa paksu, sen läpi poratussa pystysuorassa kaivossa olisi viidenkymmenen jalkan pituinen palkkavyöhyke. Jos kaivo kuitenkin käännetään ja porataan vaakasuorassa kallioyksikön läpi viiden tuhannen jalan ajan, kyseisessä yksittäisessä kaivossa on viiden tuhannen jalan pituinen palkkavyöhyke - tämä johtaa yleensä kaivon tuottavuuden merkittävään kasvuun. Yhdistettynä hydrauliseen murtumiseen vaakasuora poraus voi muuttaa tuottamattomat liuskat fantastisiksi säiliökiviiksi.
D) Paranna murtuneen säiliön kaivojen tuottavuutta.
Tämä tehdään poraamalla suuntaan, joka katkaisee suurimman määrän murtumia. Poraussuunta on normaalisti suorassa kulmassa vallitsevaan murtosuuntaan nähden. Graniittikallion geotermiset kentät saavat yleensä melkein kaiken vedenvaihtonsa murtumista. Poraaminen suorassa kulmassa hallitsevaan murtosuuntaan johtaa kaivon läpi suurimman määrän murtumia.
E) Sulje tai vapauta paine "valvonnan ulkopuolella" kaivossa.
Jos kaivo ei ole hallinnassa, voidaan porata "helpotuskaivo" sen leikkaamiseksi. Risteävää kaivoa voidaan käyttää alkuperäisen kaivon sulkemiseen tai paineen vähentämiseen valvonnan ulkopuolella olevassa kaivossa.
F) Asenna maanalaiset laitokset, jos louhinta ei ole mahdollista.
Vaakasuoraa porausta on käytetty asentamaan kaasu- ja sähköjohtoja, joiden on ylitettävä joki, ylitettävä tie tai kuljettava kaupungin alla.
Helpotus: Jos kaivossa on ongelma ja se alkaa valua pois valvonnasta, se on suljettava syvyydessä tai paine on vapautettava. Tässä tilanteessa "porakaivo" voidaan porata läheisestä kohdasta. Korjauskaivo on suunnattu porauskaivo, joka leikkaa ongelman reiän hyvin tyhjentääksesi osan paineesta tai tukkia kaivon pumppaamalla sementtiä reikään.
Kiviyksiköt, jotka hyötyvät eniten vaakaporauksesta
Pystysuorat kaivot voivat tehokkaasti tyhjentää kiviyksiköitä, joilla on erittäin korkea läpäisevyys. Näissä kallioyksiköissä nesteet voivat virtaa nopeasti ja tehokkaasti kaivoon pitkiä matkoja.
Kuitenkin siellä, missä läpäisevyys on erittäin alhainen, nesteet liikkuvat hyvin hitaasti kallion läpi eivätkä kulje pitkiä matkoja kaivoreiän saavuttamiseksi. Vaakasuora poraus voi lisätä alhaisen läpäisevyyden omaavien kivien tuottavuutta tuomalla kairan poraus paljon lähemmäksi nesteen lähdettä.
Hyötylinja: Hyödyllisyyspalvelut, kuten sähköä, vettä tai maakaasua toimittavat linjat, asennetaan joskus suunnatulla porauksella. Tätä menetelmää käytetään, kun niiden on ylitettävä tie, jolla louhinta häiritsisi liikennettä, ylitettävä joki, jossa louhinta on mahdotonta, tai poikittain yhteisö, jossa pinta-asennus louhinnan avulla olisi erittäin kallista ja häiritsevää.
Vaakasuora poraus ja hydraulinen murtuminen levyissä
Ehkä tärkein rooli, joka vaakasuoralla porauksella on ollut, on maakaasun liuskepelaamisen kehittäminen. Nämä vähän läpäisevät kiviyksiköt sisältävät huomattavia määriä kaasua ja niitä on läsnä erittäin suurten osien Pohjois-Amerikassa.
Esimerkkejä ovat Texasin Barnett-liuske, Arkansasin Fayetteville-liuske, Louisianan ja Texasin Haynesville-liuske ja Appalakkien altaan Marcellus-liuske. Näissä kallioyksiköissä haasteena ei ole "löytää" säiliö; haasteena on kaasun talteenotto erittäin pienistä huokostiloista heikosti läpäisevässä kallioyksikössä.
Orgaanisesti rikkaan liuskekiven kaivojen tuottavuuden stimuloimiseksi yritykset poraavat vaakatasossa kallioyksikön läpi ja käyttävät sitten hydraulista murtumista tuottamaan keinotekoisen läpäisevyyden, jonka potkurihiekka avaa. Yhdessä tehty, vaakasuora poraus ja hydraulinen murtuminen voivat tehdä tuottavaa kaivoa, jossa pystysuora kaivo olisi tuottanut vain pienen määrän kaasua.
Porausmenetelmät
Useimmat vaakasuorat kaivot alkavat pinnalta pystysuuntaisina kaivoina. Poraus etenee, kunnes poranterä on muutama sata jalkaa tavoitekalliyksikön yläpuolella. Tässä vaiheessa putki vedetään kaivosta ja poraterän ja porausputken väliin kiinnitetään hydraulimoottori.
Hydraulimoottoria saa porauslietevirta poraputken alapuolella. Se voi kiertää poranterää kiertämättä poraputken koko pituutta terän ja pinnan välillä. Tämän avulla terä voi porata polun, joka poikkeaa porausputken suunnasta.
Kun moottori on asennettu, terä ja putki lasketaan takaisin alas kaivoon, ja terä poraa polun, joka ohjaa kairan porausta pystysuoraan vaakasuoraan muutaman sadan metrin etäisyydellä. Kun kaivo on ohjattu oikeaan kulmaan, poraus jatkuu suoraan eteenpäin ja kaivo seuraa tavoitekalliota. Kaivon pitäminen ohuessa kallioyksikössä vaatii huolellista navigointia. Kairanreikien avulla määritetään poran suunta ja suunta. Tätä tietoa käytetään poranterän ohjaamiseen.
Vaakaporaus on kallista. Yhdistettynä hydrauliseen murtumiseen kaivo voi maksaa jopa kolme kertaa enemmän kuin jalkaa kohti kuin pystysuoran kaivon poraus. Lisäkustannukset korvataan yleensä lisäämällä tuotantoa kaivosta. Nämä menetelmät voivat moninkertaistaa maakaasun tai öljyn saannon kaivosta. Monet kannattavat kaivot olisivat epäonnistumisia ilman näitä menetelmiä.
Uusi vuokrasopimus ja Royalty-filosofia
Tuotettaessa kaasua pystysuorasta kaivosta kaasu tuotetaan yhden kiinteistöpaikan alle. Useimmissa valtioissa on jo kauan voimassa olevat mineraalioikeussäännöt, jotka sääntelevät pystysuorista kaivoista tuotetun kaasun omistamista. Kaikkia maanomistajia jakaa kaasu usein tontissa tai sädeetäisyydellä tuotantolähteestä.
Vaakasuorat kaivot tuovat uuden muuttujan: yksi kaivo voi tunkeutua ja tuottaa kaasua useilta eri omistajilta peräisin olevilta lohkoilta. Kuinka tämän kaasun rojaltit voidaan jakaa oikeudenmukaisesti? Tähän kysymykseen vastataan yleensä ennen poraamista yhdistämällä hallituksen säännöt ja yksityiset rojaltisopimukset. Miten rojaltit jaetaan ja miten "hold-out" -omistajia kohdellaan, voi olla monimutkaisempaa kuin pystysuoran kaivon kanssa.