Auf dem Gebiet der geotechnics , Bohrschlämme sind Bestandteil von „ Bohrens Flüssigkeiten “ (nicht zu verwechseln mit „ Zerklüftungsfluiden “ , die durch die gleichen Routen injiziert werden).
Bohrschlämme haben einige wesentliche technische Funktionen in erfolgreichen Bohrungen , insbesondere in tiefen und direktionale Bohren ;
Sie werden insbesondere beim Bohren nach Öl und Erdgas , aber auch für einfachere Brunnen eingesetzt, die beispielsweise zur Erzeugung von Trinkwasser bestimmt sind .
Diese Schlämme bestehen aus natürlichen und / oder synthetischen Schlämmen und haben eine Dichte und Zusammensetzung, die der dem Bohrer zugewiesene " Ingenieurschlamm " (Schlammingenieur) an die Bedürfnisse anpassen kann, insbesondere an den Druck und die Substrattemperatur (La Roche kann erreichen) mehrere hundert Grad Celsius in tiefen Bohrlöchern; 200-300 ° C von 5.000-6.000 m Tiefe, als Ergebnis der Erschöpfung der Ressourcen, solche Bedingungen sind immer häufiger ausgerichtet in Bohrungen bei der Erforschung und Ausbeutung sogenannte „unkonventionelle“ fossile Ressourcen ; „ unkonventionelle Öl “oder„ Gaskondensate “zum Beispiel).
Es gibt zwei Hauptkategorien von Flüssigkeiten:
Für die Bohrflüssigkeit sind jedoch Hunderte oder Tausende verschiedener Zusammensetzungen möglich, die an die Tiefe, die Art des gebohrten Gesteins, den Druck und die Temperatur beim Tiefbohren angepasst sind.
Unter den Bohrflüssigkeiten können Schlämme nach ihrer Zusammensetzung und ihren Zusatzstoffen klassifiziert werden.
Viele Chemikalien (z. B. Kaliumformiat ) werden der Aufschlämmung zugesetzt, um ihr spezifische Eigenschaften zu verleihen (in Bezug auf Gewicht und Dichte, Viskosität, Stabilität, Wärmebeständigkeit oder in Bezug auf die Penetrationsrate des Substrats, Kühl- und Schmierkapazität des Substrats) Ausrüstung oder um ihr einen bioziden Charakter zu verleihen oder das Risiko von Ablagerungen oder Korrosion von Rohren, Ventilen usw. zu begrenzen );
Während des gleichen Bohrvorgangs kann der Bediener die physikalisch-chemische Zusammensetzung der Bohrflüssigkeit variieren, um sie an den Kontext anzupassen (Druck-, Temperatur-, Tiefen-, Säure-, Widerstands- usw. Bedingungen, die beim Eindringen des Bohrmeißels in das Gestein auftreten). Die Flüssigkeit muss so ausgewählt und angepasst werden, dass eine Beschädigung der gebohrten Formation vermieden wird (damit das Bohrloch nicht zusammenbricht oder sich seine Wände nicht verschlechtern), aber auch um Korrosion zu begrenzen. Eine Bohrung wird in der Regel von einem Experten für Bohrschlamm begleitet, der die Zusammensetzung, den Druck oder das Volumen des Schlamms entsprechend den Anforderungen und „Überraschungen“ der Bohrungen (plötzliche Flüssigkeitsverluste oder allgemeiner Druckanstieg) ändert. Unternehmen wie Halliburton bieten eine Vielzahl von Flüssigkeiten und chemischen oder "natürlichen" Additiven für alle Arten von Bohrungen an. Einige dieser Additive, die im Untergrund verloren gehen oder absichtlich in Brunnen injiziert werden, werden beschuldigt, zur Verschmutzung des Untergrunds, des Grundwassers oder der Luft beigetragen zu haben, insbesondere im Fall von Schiefergas .
Eine große Anzahl von Additiven wird verwendet, insbesondere für tiefe Öl- oder Gasbohrungen.
Wasser oder Salzlösung können in Erdöl emulgiert werden , letzteres bleibt jedoch die kontinuierliche und dominante Phase.
Spezielle Pumpen, die als "Schwerschlammpumpen" bezeichnet werden, sind für die Injektion von " Schwerschlamm " erforderlich, der mit Baryt (oder Baryt, schwerem Mineral aus Bariumsulfat der Formel BaSO 4 ), Hämatit usw. angereichert ist.
Schlammzusätze sind zum Beispiel:
Dies sind Schlämme, die aus einer Mischung von Erdöl oder Diesel und Schwermineralien (z. B. Calciumchlorid ) oder Schwermineralien bestehen.
Ihre Kompressibilitätseigenschaften unterscheiden sich von denen von Diesel- und Erdöl- oder "Wasser- Diesel-Öl-basierten Schlämmen" , sie sind jedoch auch empfindlicher gegenüber Wärmeausdehnung .
Diese Schlämme werden häufig zum Tiefbohren von HT HP verwendet.
Spezielle Additive können verwendet werden, um sie an hohe Drücke und Temperaturen anzupassen.
Für den speziellen Fall des Aufbrechens von Flüssigkeiten siehe den entsprechenden Artikel;
Insbesondere haben sie folgende Funktionen:
Bohrschlamm (oder einer anderen Flüssigkeit) soll es einfacher machen , Gestein zu bohren, Schmier das Bit (das Bohrrohr, Bohrkopfes und Reibahle) und anschließendes Abkühlen.
Die Bohrspäne sind Mikro- oder Makroabfälle, die manchmal sehr abrasiv sind und Verstopfungen verursachen können. Der Schlamm hilft ihnen , an die Oberfläche zu bringen , wie sie und in den meisten Fluid Weise möglich hergestellt werden, einschließlich der in der immer häufiger bei nicht vertikal oder auch horizontal Rohre im Falle von Richtungsbohren ; Die Geschwindigkeit des Schlamms muss an die Art des gebohrten Gesteins und des Abfalls angepasst werden, der an die Oberfläche gebracht werden soll. Diese Faktoren beeinflussen die Tragfähigkeit von Schlamm (z. B. beeinflusst die Geschwindigkeit eines Flusses die Transportfähigkeit von Kieselsteinen, Kies, Sand oder feinen Sedimenten). Die Viskosität der Aufschlämmung ist ebenfalls eine wichtige Eigenschaft; Wenn es zu niedrig ist, neigen die Gesteinsfragmente dazu, sich am Boden des Brunnens abzusetzen, und wenn es zu hoch ist, zirkuliert der Schlamm schlecht.
Hochviskose und scherverdünnende Flüssigkeiten sind am effektivsten für die Reinigung des in Gestein gebohrten Lochs.
Während des Aufstiegs verbessert eine ringförmige Höchstgeschwindigkeit (im Rohr) den Transport von Bohrrückständen. Die Aufstiegsrate sollte mindestens 50% schneller sein. Die Verwendung einer Flüssigkeit, die durch schwere Zusätze dichter wird, ermöglicht es, das Loch auch bei niedrigeren Ringgeschwindigkeiten (durch Erhöhen des Auftriebs, der auf die Gesteinsfragmente wirkt) angemessen zu reinigen. Diese Art von schwerem Schlamm kann sich jedoch negativ auswirken, wenn sein Gewicht die Schwelle des Druckausgleichs mit dem umgebenden Gestein (Formationsdruck) überschreitet. Dies erklärt, warum das Gewicht des Schlamms im Allgemeinen nicht zum Zweck der Reinigung der Löcher erhöht wird, sondern im Gegenteil, um einen Brunnen zu verschließen.
Eine schlechte Zirkulation oder Aufwärtsbewegung der Bohrspäne kann zu Verengungen und Schwankungen der Dichte der Bohrlochflüssigkeit führen, was wiederum zu einem Zirkulationsverlust führen kann .
Die physikalischen (vgl. Gewicht, Dichte, Druck auf die Wände) und chemischen Eigenschaften eines Bohrschlamms müssen die Unversehrtheit der Wände des Bohrlochs aufrechterhalten, indem ein hydrostatischer Druck auf die gekreuzten Formationen aufrechterhalten wird, wobei ihre Elastizitätsgrenzen eingehalten werden ; der Druck darf daher weder zu niedrig noch zu hoch sein;
- Ein zu niedriger Druck kann zu einem Einsturz der Brunnenwände führen (z. B. in Sand oder bestimmten trockenen und sehr stark gebrochenen Schiefern).
- Übermäßiger Druck würde dazu führen, dass der Schlamm zu tief in das Substrat eindringt oder sogar die Mikrofrakturen und Poren blockiert, was die Erkundung und anschließende Ausbeutung des Reservoirgesteins ermöglicht.
Ein solches Verstopfen kann dennoch manchmal versucht werden, ein Gestein zu verstopfen, das beispielsweise eine Flüssigkeit enthält, die nicht in das Bohrloch eindringen soll (es ist jetzt bekannt, wie bestimmte Bohrflüssigkeiten durch Zugabe in „schnell abbindenden synthetischen Zement“ umgewandelt werden können (ein Katalysator, der eine Bestrahlung mit Kobalt 60 im Allgemeinen sein kann oder nicht ), aber eine Blockierung der Poren des Gesteins in dem Reservoir, das das Unternehmen nutzen möchte, muss vermieden werden. Es gibt physikalische und chemische Mittel zum „Verstopfen“, die bei Schiefergasbohrungen weit verbreitet sind , jedoch nur bis zu einem gewissen Grad wirksam sind oder bestimmte Umweltrisiken oder Korrosion oder Ablagerungen der Anlagen darstellen.
Schließlich sind die meisten Bohrschlämme so ausgelegt, dass sie " thixotrop " sind (dh sich stabilisieren und sich in ein Gel verwandeln, falls die Zirkulation des Schlamms aufhört, während Wartungsarbeiten oder wenn das Öl gewechselt wird. Material während des Bohrens).
Die Bohrflüssigkeit trägt - wenn ihre Dichte ausreicht - auch den Bohrstrang, in dem sie aufgehängt ist (siehe Konzept des Auftriebs ). Die Belastung des Derrickhakens wird somit stark reduziert, ebenso wie der Verschleiß eines Teils der Ausrüstung. Das Risiko von Vibrationen und Resonanzphänomenen des Bohrstrangs werden ebenfalls verringert (Resonanz kann die Ursache für eine erhebliche Ermüdung der Ausrüstung sein).
Es ist somit möglich, eine "Stangenschnur" und Hüllen abzusenken, deren Gewicht die Kapazität des Derricks ohne Schlamm erheblich überschreiten würde, auch auf einer Offshore-Bohrplattform.
Der Brunnen ist ein Hydrauliksystem, bei dem es sich um die Leistung des " Schlammmotors (in) " handelt, der über den Schlamm selbst die erforderliche hydraulische Energie weiterleitet:
In einer Bohranlage können die von den Tiefenmesswerkzeugen erfassten Informationen vom Schlamm über „Druckimpulse“ oder MPT (für Schlammpulstelemetrie ) an die Oberfläche übertragen werden . Die Rohsignale müssen basierend auf den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Schlamms und den Bohrlochbedingungen korrigiert oder interpretiert werden.
Mit dem Schlammingenieur untersucht der Bewerter ( "Schlammlogger" ) die Protokollierung auf der Grundlage seiner Fähigkeiten in der Lithologie und einer visuellen Untersuchung (Mineralzusammensetzung, Spuren von Kohlenwasserstoffen, die durch Fluoreszenz sichtbar gemacht werden ) sowie anhand verschiedener früherer Aufzeichnungen oder verfügbarer Daten. Es stehen zusätzliche Tools zur Verfügung.
Der permanente Kontakt der Bohrflüssigkeit (chemisch und / oder physikalisch aggressiv) mit dem Gehäuse und dem „Bohrstrang“ ( „Bohrstrang “, der den „Satz rohrförmiger Elemente, aus denen der Bohrstrang besteht;) bezeichnet“) kann verschiedene Ursachen haben Formen der Korrosion ;
Die in der Flüssigkeit gelösten Säuren und Gase (Sauerstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff ) tragen ebenfalls dazu bei, Korrosionsprobleme zu verursachen, die manchmal schwerwiegend sind.
Ein niedriger oder niedriger pH-Wert (sauer) und Salzlösung verschlimmern und beschleunigen die Korrosion. Das Bohren in einer Umgebung, die reich an H 2 S ist (häufig in der Tiefe oder in bestimmten Gasfeldern wie Lacq's Gas oder tiefen Offshore-Feldern wie beispielsweise Elgin-Franklin ), erhöht das Korrosionsrisiko.
Die Belüftung des Schlamms, die Bildung von Schaum oder jede andere Bedingung, die die Integration und das Einfangen eines Oxidationsmittels (insbesondere O 2 ) begünstigt , ist in kurzer Zeit eine Korrosionsquelle.
Diese Korrosion kann schnell sein und katastrophale Ausfälle verursachen (die " Forensic Engineering " zu antizipieren und zu vermeiden versucht).
Unfälle können für Menschen tödlich sein, selbst mit relativ neuen Geräten und Materialien.
Um diese Risiken zu begrenzen und zu antizipieren, werden Testproben verwendet, die Korrosion ausgesetzt sind, um die Art der Korrosion im Spiel und die Mittel zu ihrer Verlangsamung durch einen oder mehrere chemische Inhibitoren zu beobachten, die in der geeigneten Dosierung verwendet werden.
Der Schlamm wird von einem „Schlammmischer“ geknetet (manchmal als „Schlammmaschinengewehr“ oder Schlammpistole unter englischsprachigen Personen bezeichnet).
Die Zirkulation dieser Flüssigkeit wird durch eine "Schlammpumpe" ( "Schlammschwein" ) sichergestellt ; Ein Gerät namens "Schlammkragen" ("Massestange mit Ventil" auf Französisch) "ermöglicht die Zirkulation des Schlamms, während die Oberseite des Meißels sauber gehalten wird" , und ein "Zirkulationskreuz" ( "Schlammkreuz" ) befindet sich in " Bohrlochkopfbefestigung, ausgestattet mit seitlichen Auslässen für Schlamm “ .
Die Flüssigkeit soll in direkter Zirkulation zirkulieren, wenn sie durch den Bohrstrang zum oder "Schlammbohrer " abfällt , und in umgekehrter Zirkulation, wenn sie durch den Ringraum absinkt. Letzteres ("Reverse Circulation") hat mehrere Vorteile:
Bohrmuster mit direkter Zirkulation
Bohrmuster mit umgekehrter Zirkulation
In der Nähe des Bohrbohrturms ( "Bohrgerät" oder "Bohrgerät" ) wird der Schlamm aus Schlammtanks ( Schlammgruben ) gepumpt und in oder auf den Bohrstrang eingespritzt, wo er mit speziellen Düsen den Bohrer versprüht, den er aktiviert, schmiert, reinigt und kühlt beim Durchschneiden des Felsens. Die Einspritzdüsen ermöglichen die Steuerung des Einspritzdrucks unter Beibehaltung einer hohen Abriebfestigkeit . Der mit Schotterfragmenten beladene Schlamm (oder Sand oder pastöser Ton beim Überqueren einer Sand- oder Tonschicht) hebt diese Elemente somit aus dem Brunnen.
Schlamm kann in den Bohrrohren, außerhalb der Rohre im Bohrloch, in Schläuchen und in Gruben, im offenen oder geschlossenen Kreislauf zirkulieren.
Der Schlamm kann insbesondere in den Ringraum (" Ring ") zwischen dem Bohrstrang und der Hülle des Rohrs in das Bohrloch eingespritzt werden und entlang des Rohrs aufsteigen und dann auf der Oberfläche austreten.
Die ansteigende Bohrflüssigkeit wird analysiert und dann gereinigt oder regeneriert (in einer mechanischen Feststofftrenneinheit ( „mud cleaner“) , wo es durchlaufen kann , Entgasen , Entsanden , Ölentfernung und mehr oder weniger ausgedehnte Filtration , mittels eines Rüttelsieb oder über Neuere Technologien, einschließlich Chemikalien über spezielle Reinigungsmittel ("Schlammreinigungsmittel" (MCA). Der Prozess der Regeneration des Schlamms wird für englischsprachige Personen als "Schlammrückgewinnung" bezeichnet). Nach dieser Reinigung wird der Schlamm in seinen Tank ( Sumpf- oder Schlammtank genannt ) zurückgeführt und gelagert, während er darauf wartet, wiederverwendet zu werden oder neue chemische Zusätze oder andere Substanzen zuzusetzen.
Zur Überprüfung der Viskosität wird ein Marsh-Viskosimeter verwendet .
Die visuelle Beobachtung des zurückgewonnenen Schlamms und physikalisch-chemische Analysen des zurückgewonnenen Schlamms können den Betreiber über den Zustand des Bohrlochs, die Art der eingedrungenen Schichten (dies ist eines der Mittel zur Protokollierung ) und die vorhandenen oder wahrscheinlichen Naturflüssigkeiten informieren von einem Öl- oder Gaskondensatbehälter hergestellt werden.
Die "Tracer" werden dem Schlamm oder anderen Bohrflüssigkeiten zugesetzt, um zu überwachen, wie sie in unterirdische Reservoire eindringen. Sie ermöglichen es insbesondere, die Beziehungen zwischen mehreren Brunnen zu beobachten.
Es werden drei Arten von Tracern verwendet : Farbstoffe, radioaktive Tracer und lösliche Ionen.
Die ökologischen Auswirkungen von Schlammentladungen wurden seit den 1980er Jahren besser untersucht. Gleichzeitig entwickelt sich die Zusammensetzung des Schlamms weiter, und Offshore-Anlagen sowie die Nutzung oder Erforschung unkonventioneller Kohlenwasserstoffe werfen neue Probleme auf.
Schlamm kann direkt oder indirekt ( über das Grundwasser oder das Oberflächenmedium) möglicherweise versehentlich die Umwelt kontaminieren, insbesondere auf See:
Öltanker versuchen, tiefe Stauseen und Polargebiete zu erschließen, was viel teurer ist. Gleichzeitig sind sie mit den Schwierigkeiten und Kosten der Abfallbewirtschaftung konfrontiert, die aufgrund der Probleme des Frosts und der Instabilität des Permafrosts häufig schwieriger zu behandeln ist, insbesondere in den panarktischen und arktischen Zonen, insbesondere in der panarktischen und arktischen Zone . und Umweltsensitivität.
Offshore-BohrungenManchmal erfolgt das Bohren sowohl vor der Küste als auch in sehr kalten Gebieten.
Jüngste Studien in der Nordsee haben sich auf die Umweltauswirkungen von "Bohrschlämmen auf Ölbasis" konzentriert, indem sie sich auf Umweltdaten stützten, die aus der Überwachung von Plattformen in der Nordsee stammen. Die Forscher beobachteten, dass trotz eines sehr signifikanten Dispersionseffekts aufgrund der Meeresumwelt eine deutliche Verunreinigung der Sedimente durch den Schlamm unter bestimmten Plattformen und in der Nähe (z. B. Kohlenwasserstoffgehalt bis zu 1000-mal höher in einem Radius von 250 m um die Plattformen als im Hintergrund). Jedoch ist die Verschmutzung „gradient“ verringert schnell den „Hintergrundverschmutzungsgrad“ (regional durchschnittlicher Gehalt) bei 2000-3000 zu erreichen m vom Fuß der Plattform. Die biologischen Wirkungen scheinen bei Schlamm auf Ölbasis größer zu sein als bei Schlamm auf Wasserbasis. Die am stärksten ausgeprägten schädlichen Auswirkungen werden im Allgemeinen in einem Radius von 400 m um die Plattform herum festgestellt . Gemeinschaften von Meeresorganismen, die sich im Radius von 400 m bis 1 km wieder normalisieren (in ihrer Zusammensetzung) . Die Auswirkungen reichen von Erstickung durch Anoxie unter dem Sedimentschlamm bis hin zu Eutrophierungs- oder chemischen Ökotoxizitätseffekten .
Die Form und Ausdehnung des offensichtlich verschmutzten Gebiets variiert; Sie werden maßgeblich von den Strömungen und dem Umfang der Bohrarbeiten bestimmt. Über die Bereiche mit beobachtbaren biologischen Wirkungen hinaus werden hohe Kohlenwasserstoffgehalte festgestellt
TropenwaldDer Regenwald ist ein weiterer Sonderfall: Im ecuadorianischen Amazonas-Regenwald wurden Texaco und Chevron Corporation von 30.000 Siedlern und Ureinwohnern des Amazonas verklagt, weil sie ihren Giftmüll einfach vom Ölfeld Lago Agrio in einfachen "Beckenabfällen" ( Abfallgruben ) abgeladen hatten. , offen zum Himmel gelassen und nicht immer richtig versiegelt, im vollen Dschungel ;
Bohrlochcluster und Richtungsbohrungen sind zunehmend erforderlich, um unkonventionelle Kohlenwasserstoffe (einschließlich Schiefergas) zu fördern. Sie benötigen jedoch große Mengen öligen Schlamms, den es nicht verbrennen und in terrestrische Ökosysteme und auf See einleiten darf. Um diese Abfälle zu beseitigen, hat die Ölindustrie insbesondere Werkzeuge zum Zerkleinern von Gesteinsabfällen (feste Rückstände) entwickelt kann dann wieder in die Tiefe mit dem Schlamm injizieren. Statoil hatte also bereits getestet (Stand1 st November 1992) die Wiedereinspritzung von insgesamt 40.880 Barrel Abfallbohrflüssigkeiten und Abfallgestein "in die flachen Formationen des Gullfaks-Feldes" mittels einer verbesserten Sandpumpe.
Dieser Schlamm wurde einst in die Natur freigesetzt. Ihr oft hoher Salzgehalt und ihre toxischen oder unerwünschten Produktgehalte stellten jedoch ein Problem dar. Sie wurden für die landwirtschaftliche Anwendung getestet ( Amoco in den USA in den 1980er / 90er Jahren, förderte und testete ihre Verwendung in der Landwirtschaft unter Berufung auf eine "natürliche Verdünnungs- und Auslaugungswirkung zur Reduzierung hoher Chloridgehalte in der wässrigen Phase" ).
In den 1980er Jahren haben wir in der arktischen Zone (auf Ellef Ringnes Island) mit Unterstützung der Arctic Petroleum Operators 'Association (APOA) die Ausbreitung von Bohrschlamm in der Tundra (in einer Permafrostzone ) getestet, in der Schwermetallauswaschungen analysiert wurden könnte nach dem versehentlichen Verschütten von Schlamm in einem nahe gelegenen Bach durchgeführt werden. Mehr als die Schwermetalle schien der Salzgehalt in diesem Fall ein Problem zu sein;
Wir beobachten manchmal ein " Blasen des Schlamms " (Schlammgaskultivierung) , das dem "versehentlichen Vorhandensein von mehr oder weniger feinen Blasen im Schlamm des Gases" entspricht.
Eine plötzliche Änderung des Drucks der Bohrflüssigkeit kann die Ausrüstung beschädigen und die Sicherheit des Personals gefährden. Der Schlammdruck wird mit einem speziellen Manometer namens Schlammmessgerät und bei geschlossenen Kreisläufen mit dem Füllstand des Schlammtanks überwacht .
Jeder Flüssigkeitsverlust zeigt dem Bohrer eine Druckänderung an (in diesem Fall eine Vertiefung im gebohrten Medium).
Es zeigt im Allgemeinen das Vorhandensein natürlicher Bruchsysteme oder anderer Hohlräume im gekreuzten Gelände an.
Der induzierte Druckabfall kann große Probleme für den Bohrer darstellen und muss an der Oberfläche durch Einspritzen von zusätzlicher Flüssigkeit mit einem Druckanstieg ausgeglichen werden.
Umgekehrt ist der plötzliche Anstieg des Niveaus (" Schlammgrubengewinn ") der " Schlammgrube " der erste Hinweis oder das erste Zeichen für den Beginn der Bildung eines Ausbruchs ( Aufblasen ).
Wenn der Druck in der Schlammsäule die geologische Formation überschreitet, kann die Formation, wenn sie leicht durchlässig ist, brechen, andernfalls kann Schlammfiltrat (Schlammfiltrat) in sie eindringen, wenn sie durchlässig ist . Der Schlamm dringt spontan und leicht in niedrigporöse Substrate ein, aber eine speziell an porösere Substrate angepasste Zusammensetzung ermöglicht es, an den Wänden des Bohrlochs einen dünnen Kuchen (teilweise toniger Film mit geringer Durchlässigkeit) abzuscheiden, der die Wand des Bohrlochs abdichtet.
Andere Probleme können auftreten:
Die Verwendung von biologisch abbaubaren Produkten ( Zellulose , Papier usw.) kann dann die Vermehrung von Bakterien ermöglichen , die im Allgemeinen in der Nähe von Trinkwasserbohrlöchern vermieden werden sollen oder wenn die Gefahr der Bildung von schuppenden Biofilmen besteht , weshalb die Flüssigkeiten von Bohrlöchern kann auch Biozide enthalten . In trockenen Schiefern (sehr wasserempfindlich, wodurch sie anschwellen können) kann eine Salzlösung ( normalerweise Calciumchlorid ) emulgiert werden , um die Aktivität des Wassers zu hemmen und osmotische Kräfte zu erzeugen , die die Adsorption von Wasser durch Schiefer begrenzen .
Ein plötzlicher Druckanstieg kann das Vorhandensein eines Stopfens im Schlammaufwärtskreislauf widerspiegeln oder bedeuten, dass der Bohrer gerade die versiegelte Decke einer unter Druck stehenden geologischen Schicht durchbohrt hat.
Der Bohrer muss versuchen, ein Druckgleichgewicht wiederherzustellen und zu kontrollieren, da sonst das Material durch eine Explosion aufgrund eines starken Überdrucks ( Ausblasen oder Ausblasen für englischsprachige Personen) abgebaut oder sogar buchstäblich (einschließlich Gehäuse) aus dem Bohrloch ausgeworfen werden kann. . Bei Vorhandensein von Erdgas , Erdgaskondensat oder Öl kann es dann zu einem Brand von Derrick , Bohrinsel oder Plattform kommen, was schwerwiegende Folgen für das Personal und die Umwelt haben kann.
Einige mathematische und computergestützte Modelle sowie ein besseres Verständnis der gebohrten Substrate ermöglichen eine bessere Vorhersage des Verhaltens von Schlamm, wenn Druck und Temperatur zunehmen oder abnehmen.
Es wird somit weniger schwierig, die Injektion von Schlamm und die Einführung bestimmter Additive zu planen (wobei insbesondere die Porosität des Substrats, seine Zusammensetzung und seine mögliche Fragmentierung berücksichtigt werden müssen und ein Kreislaufverlust vermieden werden muss).
Die Modellierung wird auch verwendet, um das Bohren und die Fertigstellung des Bohrlochs besser zu steuern.
Es ermöglicht auch oder bei Bedarf das „Töten eines Brunnens“ (im Falle von Undichtigkeiten oder versehentlichem Kontrollverlust, z. B. nach einem Druckanstieg, der die Ausrüstung verschlechtert hat, oder nach deren Verstopfung durch Ablagerungen ).
Das Modell sollte es auch ermöglichen, das Verhalten des Bohrlochs (Wände und Umgebung) oder die Wechselwirkungen zwischen nahe gelegenen Bohrlöchern im selben Reservoir besser zu analysieren.
Mit Mineralien angereicherte Schlämme (Schlämme auf Mineralölbasis) , die als weniger giftig gelten als solche, die Wasser, Erdöl und Diesel kombinieren, wurden entwickelt oder befinden sich in der Entwicklung.
Zwei spezialisierte Berufe haben sich entwickelt:
Nicht zu verwechseln mit dem Schlammlogger , dem Servicepersonal, das für die Überwachung des im Schlamm vorhandenen Gases oder Öls, seiner chemischen Qualität und für die Entnahme von Proben aus dem Bohrmaterial zur Protokollierung verantwortlich ist .
Der Gülleingenieur ist die Person, die auf einem Ölfeld von einem Dienstleistungsunternehmen geschickt wird, um die Art und den Druck der Bohrflüssigkeit oder eines Fertigstellungsflüssigkeitssystems auf einer Ölbohrung und / oder einem Gas zu bestimmen . Er ist in der Regel ein Mitarbeiter des Unternehmens, das die Chemikalien und Zusatzstoffe zum Schlamm verkauft, und ist speziell in der Verwendung dieser Produkte geschult. Es gibt auch unabhängige Schlammingenieure. Sein Arbeitsplan wurde verlängert (oft mit langen aufeinanderfolgenden Stunden), was durch eine Pause zwischen den Anwesenheitszeiten auf Baustellen ausgeglichen wurde. Er tendiert dazu, regelmäßig zu werden, mit einem relativ einvernehmlichen Muster in der Welt von 28 Arbeitstagen (21 in Europa), gefolgt von 28 Tage der Ruhe (21 in Europa). Bei Offshore-Bohrungen werden neue Technologien mit höheren täglichen Kosten eingesetzt. Wir versuchen daher, die Brunnen dort schneller zu bohren. Unter diesen Bedingungen ist es wirtschaftlich sinnvoll, zwei Schlammingenieure zu haben, um Ausfallzeiten zu vermeiden, die häufig mit Bohrflüssigkeitsproblemen verbunden sind. Die Anwesenheit von zwei Ingenieuren reduziert auch die Kosten für die Versicherung von Ölunternehmen für Umweltschäden, die reduziert werden, wenn der Betrieb bestenfalls durchgeführt wird. In diesem Fall ist einer der Ingenieure tagsüber im Schichtdienst und der andere arbeitet nachts . Bohrflüssigkeit macht etwa 10% (aber diese Rate kann erheblich variieren) der Gesamtkosten für das Bohren eines Bohrlochs aus, was hohe Gehälter für qualifizierte Schlammingenieure rechtfertigt, was zu erheblichen Einsparungen für die Ölgesellschaft führen kann.
Dies ist der Name, der einem aufstrebenden Beruf seit den 2000er Jahren (genauer gesagt 2002) nach dem Erscheinen genauerer Umweltvorschriften für synthetischen Schlamm in den Vereinigten Staaten (insbesondere für den Golf von Mexiko in den 1990er Jahren und in jüngerer Zeit für) häufig gegeben wird Die Erforschung von Schiefergas wurde stark kritisiert für die Verschmutzung durch Bohr- oder Bruchflüssigkeiten von Tausenden von Bohrlöchern in den USA , insbesondere durch den Film Gasland . In ähnlicher Weise konnten Offshore-Anlagen früher die Überreste von synthetischem Schlamm und giftigen Abfällen auf See ohne besondere Analysen oder Kontrollen entfernen, da die Toxizität für Meeresorganismen vermeintlich gering und die Verdünnung schnell sein sollte (bevor wir feststellen, dass einige nicht biologisch abbaubare Giftstoffe durch die Nahrungskette ).
Bereits in den neunziger Jahren hatten zahlreiche Studien die Probleme der Abfallbewirtschaftung (insbesondere chemischer Abfälle und Schlämme auf der Basis von synthetischen Ölen oder Diesel) hervorgehoben. Die ersten Onshore-Behandlungslösungen sahen zunächst die Entwicklung der Offshore-Gesetzgebung in Norwegen vor getestet von Norsk Hydro (NH) auf einer Plattform des Oseberg-Ölfeldes in der Nordsee und der Umwelt- oder sozio-ökologischen Auswirkungen von Ölbohrungen und Gastankern. Gleichzeitig entwickelten sich Offshore-Anlagen mit immer tieferen Bohrlöchern, in denen Temperatur und Druck sowie Wechselwirkungen mit umweltschädlicheren Flüssigkeiten (Desorption aus Reservoirs, die von Natur aus reich an Quecksilber, Blei, Zink, Arsen, H2S usw. sind) die Reaktivität von Schlamm und Schlamm verändern können Kohlenwasserstoffe
Neue Vorschriften begrenzen die Einleitungen ins Meer oder in die Natur (insbesondere für synthetische Öle).
In der Nordsee ist es beispielsweise jetzt verboten, ohne Genehmigung und über bestimmte Schwellenwerte hinaus Bohrschlamm ins Meer einzuleiten. Es ist verboten, synthetische Öle oder mit OBM / SBM-Chemikalien kontaminierte Schlamm- oder Bohrspäne zu entfernen. Im Vereinigten Königreich müssen Bohrplattformen den Health and Safety Executive (HSE) auch so schnell benachrichtigen, wie die Einleitung erheblich oder umweltschädlich ist. Die größten Freisetzungen werden auf einer jetzt öffentlich zugänglichen Website veröffentlicht, auf der etwa eine kleine Ölpest pro Woche in der Nordsee und zahlreiche unbeabsichtigte Freisetzungen von Chemikalien, insbesondere auf Tiefbohrplattformen, hervorgehoben wurden (2011 waren Shell und Total dabei) die Führung für die Anzahl der Unfälle).
Ein neuer monatlicher ToxizitätstestIn Europa muß kontaminierter Schlamm an Land versandt , über Sprünge oder auf Plattformen wiederaufbereitet und wiederverwertet.
Ein neuer monatlicher Toxizitätstest wird nun durchgeführt, um die Ökotoxizität von Schlamm und Sedimenten zu messen . Es verwendet als Bioindikator ein estuarine Amphipoden , die eine ist wohlbekannte Labortier , leicht nach hinten unter kontrollierten Bedingungen ( Leptocheirus plumulosus ) allgemein seit den 1990er Jahren zu Studie in standardisierter Form Sedimente , die Toxizität von verschmutztem estuarine verwendet. Der Umgebung dieser Art (in Aquarien) werden unterschiedliche Bohrschlammraten zugesetzt, um ihre Auswirkungen auf L. plumulosus zu beobachten und zu messen . Wenn wir nicht nur die Mortalität von Erwachsenen, sondern auch die von Jungen sowie die Hemmung ihres Wachstums beobachten, können subletale Toxizitäten gemessen werden. Diese Art hat auch den Vorteil, dass sie gegenüber verschiedenen repräsentativen Giftstoffen empfindlich ist, während sie gegenüber dem Salzgehalt der Umwelt nahezu unempfindlich ist. Der Test war jedoch aus folgenden Gründen umstritten:
Für relativ geringe Tiefen gibt es jetzt Schallbohrer, deren rotierender Bohrstrang und vor allem "Kernbohrer" ihre Perforationsleistung von einem Wellengenerator (bei hoher Frequenz ) beziehen .
In einem ausreichend weichen Gestein können diese Bohrer, falls gewünscht, den Boden und das Gestein nur mit Schallfrequenzen ohne Injektion von Flüssigkeit (weder Wasser, weder Luft noch Schlamm) durchdringen. Sie werden typischerweise zum Bohren und Probieren von Abraum- und Weichgesteinsformationen verwendet. Sie ermöglichen es, Kerne, die sich über 100% (oder fast 100% des Bohrlochs) nicht oder nur geringfügig verändert haben, ohne Abstoßung und ohne Verwendung von Flüssigkeiten aus dem Untergrund zu entfernen. Sie ermöglichen es auch, das Bohrloch im Verlauf zu verschließen (daher ohne das Risiko einer Umweltverschmutzung).
Funktionsprinzip: Es wird die Resonanzenergie verwendet, die in einem Gerät erzeugt wird, das als „ Schallkopf “ bezeichnet wird (das zwei Gewichte in gegenläufiger Animation enthält). Es wird über das Bohrrohr zum Bohrkopf geleitet (und nicht zum Bohrstrang und zum Derryck-LKW dank eines im Kopf selbst installierten pneumatischen Isolationssystems).