STABILIREA ARHITECTURII SONDEI

Considerații generale

În esență, arhitectura unei sonde prprezintă programul de construcție pentru realizarea sondei respective.

Elementele componente ale arhitecturii unei sonde sunt:- numărul coloanelor de tubare și adîncimile de introducere;- tipurile coloanelor: întregi, pierdute (linere), pierdute și întregite, de acelasi diametru pe

toată lungimea sau telescopat;- diametrele coloanelor și ale sapelor de foraj;- componența garniturii de foraj;- componența coloanelor: tipurile de burlane, materialele și grosimile de perete pentru

burlanele fiecărei coloane;- intervalele și metodele de cimentare, inclusiv calculul referitor la efectuarea cimentării;- fluidele de foraj: tipuri și caracteristici fizice.În stabilirea arhitecturii unei sonde se consideră date obținute de la forajul unor sonde

reper, cu condiții asemănătoare legate de factorii specifici: geologici, tehnici, tehnologici etc.

Factorii care determinã construcția unei sonde

La stabilirea programului de construcţie al unei sonde se urmăresc mai multe obiective și anume:- atingerea adâncimii proiectate şi realizarea programului de investigare preconizat, dacă

sonda este de cercetare geologică;- exploatarea sondei în condiţii optime şi sigure, cu mijloace de extracţie disponibile, o

lungă perioadă de timp (circa 20 ani), dacă sonda este productivă;- posibilitatea utilizării mijloacelor tehnice şi tehnologiei de foraj, precum a celor de

investigare disponibile;- prevenirea sau diminuarea dificultăţilor de foraj;- evitarea unor accidente tehnice, umane sau ecologice;- protecţia zăcămintelor de hidrocarburi interceptate;- protejarea mediului inconjurător, inclusiv a apelor freatice utilizabile;- posibilitatea continuării forajului, în anumite cazuri, sub zona productivă;- executarea sondei într-un timp cat mai scurt și cu cheltuieli materiale şi financiare

minime.Pentru atingerea acestor obiective sunt luaţi în consideraţie următorii factori:- geologici;- tehnici;- tehnologici;- economici.

1. STABILIREA DIAMETRELOR COLOANELOR DE TUBARE și ALE SAPELOR DE FORAJ

Coloana de suprafaţă (ancoraj) (0-732m):- împiedică pătrunderea gazelor provenite de la adâncimi mari în straturile permeabile şi

cu presiune mică de la suprafaţă;

- constituie suportul (ancorajul) instalaţiei de prevenire a erupţiilor;- protejează sursele subterane de apă potabilă, împiedicând contaminarea lor cu noroi, apă

sărată, petrol sau alte substanţe chimice;- prin sistemul de suspendare din capul de sondă, transmite rocilor din jur sarcinile axiale

din coloanele următoare, greutatea tubingului şi a echipamentului de suprafaţă.- asigură stabilitatea găurii de sondă în dreptul formaţiunilor slab consolidate (nisipuri,

pietrişuri);Coloana de suprafaţă se cimentează pe toată lungimea pentru a îndeplinii toate funcţiile

enumerate mai sus.

Coloana intermediară (0-2546m):

Se tubează una sau mai multe coloane intermediare, dacă între şiul coloanei de suprafaţă şi adâncimea de tubare a coloanei de exploatare sunt traversate formaţiuni care îngreunează sau chiar împiedică forajul. Sunt numite uneori coloane de protecţie, pentru prospecţiuni geologice, folosite pentru a nu se surpa pereţii.

Se introduc pentru a izola straturi în care se pierde noroiul de foraj, straturi cu presiune ridicată, masive de sare, roci argiloase instabile, roci marnoase dificile, evitându-se anumite dificultăţi la continuarea forajului sub aceste zone.

Coloanele intermediare se tubează şi din motive de siguranţă, când intervalul deschis este prea mare, când coloana precedentă este uzată, sau din motive economice.

Coloana de exploatare (0-3655m):

Se tubează până la baza ultimului orizont productiv sau presupus productiv şi face posibilă extracţia petrolului sau a gazelor, prin interiorul tubingului, în condiţii de siguranţă. Tubingul poate fi extras, reparat sau înlocuit ori de câte ori este nevoie şi permite să se efectueze diferite operaţii în interiorul coloanei de exploatare (înlocuiri de fluide, cimentări, stimulări, curăţări de nisip etc.). Coloana constituie un canal sigur de exploatare a zăcământului intâlnit.

Coloana de exploatare izolează şi unele formaţiuni instabile(marne ce se umflă, sare ce curge, etc.), sau în care se produc pierderi de circulaţie, rămase deschise sub şiul coloanei precedente. Se cimentează în zona stratelor purtătoare de fluid. În cazul sondelor de cercetare sau prospecţiuni geologice, ea poate lipsi.

Sunt urmărite două condiţii pentru alcătuirea succesiunii sape-coloane:1. În exteriorul coloanelor de burlane să existe un joc suficient de mare pentru

introducerea lor fără dificultăţi şi pentru realizarea unei cimentări eficiente in spaţiul inelar (fig.2). Mărimea acestui joc este determinată de rigiditatea burlanelor, tipul îmbinării, prezenţa unor dispozitive cum ar fi centrori şi scarificatori, lungimea şi rectilinitatea intervalului deschis sub şiul coloanei precedente, existenţa unor zone ce pot prezenta dificultăţi la tubare (strângeri ori surpări ale pereţilor găurii de sonda, pierderi de circulaţie), viteza de introducere.

2. Sapa destinată săpării următorului tronson de sondă să treacă de şiul coloanei precedente (fig.3)

Dacă se impune jocul radial jr în dreptul mufelor, diametrul sapei va fi (conform fig.2):

Ds Dm 2 jr

Jocurile uzuale variază conform Tabelului 1. Ele cresc cu diametrul coloanelor și cu lungimea intervalului deschis.

Semnificaţiile notaţiilor din fig. 2, de mai sus, sunt următoarele:

Dm - diametrul peste mufă;

D - diametrul exterior al coloanei;

Ds - diametrul sapei;

js - jocul radial.

Raţia de tubare se definește ca:

Rjr

Ds

=

Ds Dm

2 Ds

Ea variează în limite mai restrânse conform Tabelului 2. Dacă se impune raţia R, se determină diametrul sapei Ds.

Conform fig. 3 de mai sus avem următoarele relaţii:

Di 1t 1

a 1Fig. 3 Jocul radial aFig. 2 Jocul radial

jr