Hoe Olieboringen Werken

{h1}

Boren van olie een complex proces waarbij het boren en pompen van olie uit ondergrondse bronnen plaatsvindt. Meer informatie over olieboringen en het boren van olie.

Alleen al in 2008 produceerden de Verenigde Staten naar schatting 4,9 miljoen vaten ruwe olie per dag en importeerden 9,8 miljoen vaten per dag uit andere landen [bron: U.S. Energy Information Administration]. Deze olie wordt geraffineerd tot benzine, kerosine, stookolie en andere producten. Om het verbruik bij te houden, moeten oliemaatschappijen voortdurend op zoek naar nieuwe bronnen van aardolie en de productie van bestaande putten verbeteren.

Hoe gaat een bedrijf naar olie zoeken en het uit de grond pompen? Misschien zag je beelden van zwarte ruwe olie uit de grond gutsen, of zag je een oliebron in films en tv-programma's als 'Giant', 'Oklahoma Crude', 'Armageddon' en 'Beverly Hillbillies'. Maar de moderne olieproductie is heel anders dan de manier waarop het in de films wordt geportretteerd.

In dit artikel zullen we onderzoeken hoe moderne olie-exploratie en -boringen werken. We zullen bespreken hoe olie wordt gevormd, gevonden en gewonnen uit de grond.

Olie is een fossiele brandstof die in veel landen over de hele wereld wordt aangetroffen. Op de volgende pagina zullen we bespreken hoe olie wordt gevormd en hoe geologen het vinden.

Olie vormen

Olie komt van de overblijfselen van kleine planten en dieren (plankton) die stierven in oude zeeën tussen 10 miljoen en 600 miljoen jaar geleden. Nadat de organismen stierven, zonk zij in het zand en de modder op de bodem van de zee.

In de loop der jaren zijn de organismen in de sedimentaire lagen vervallen. In deze lagen was er weinig of geen zuurstof aanwezig. Dus micro-organismen braken de overblijfselen in koolstofrijke verbindingen die organische lagen vormden. Het organische materiaal vermengd met de sedimenten, waarbij fijnkorrelige leisteen of brongesteente wordt gevormd. Terwijl nieuwe sedimentaire lagen werden afgezet, oefenden ze intense druk uit op het gesteente. De hitte en druk destilleerden het organische materiaal tot ruwe olie en aardgas. De olie stroomde van het gesteente en verzamelde zich in dikkere, meer poreuze kalksteen of zandsteen, reservoirrots genaamd. Bewegingen in de aarde brachten de olie en het aardgas in het reservoir in evenwicht tussen de lagen van ondoordringbare rotsen of de rots van de kap, zoals graniet of marmer.

Deze bewegingen van de Aarde omvatten:

Folding - Horizontale bewegingen drukken naar binnen en verplaatsen de gesteentelagen omhoog in een vouw of anticline.

vastgelopen - De lagen van de rots barsten, en de ene kant verschuift naar boven of naar beneden.

Knijpen - Een laag ondoordringbaar gesteente wordt omhoog gedrukt in het reservoirgesteente.

Olie lokaliseren

Zoeken naar olie over water met behulp van seismologie

Zoeken naar olie over water met behulp van seismologie

Of het nu rechtstreeks door een oliebedrijf wordt aangewend of onder contract van een particulier bedrijf, geologen zijn degenen die verantwoordelijk zijn voor het vinden van olie. Het is hun taak om de juiste omstandigheden te vinden voor een olieval - de juiste bronsteen, reservoirrots en beknelling. Vele jaren geleden interpreteerden geologen oppervlaktekenmerken, oppervlaktesteen en grondsoorten, en misschien enkele kleine kernmonsters verkregen door ondiep boren. Moderne olie-geologen onderzoeken ook de oppervlakte-rotsen en het terrein, met de hulp van satellietbeelden. Ze gebruiken echter ook verschillende andere methoden om olie te vinden. Ze kunnen gevoelige zwaartekrachtmeters gebruiken om kleine veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde te meten die vloeiende olie kunnen aangeven, evenals gevoelige magnetometers om kleine veranderingen in het magnetisch veld van de aarde te meten die worden veroorzaakt door stromende olie. Ze kunnen de geur van koolwaterstoffen detecteren met behulp van gevoelige elektronische neuzen sniffers. Ten slotte, en meestal, gebruiken ze seismologie, maken ze schokgolven die door verborgen lagen van rotsen gaan en de golven interpreteren die naar het oppervlak worden gereflecteerd.

In seismische onderzoeken wordt een schokgolf gecreëerd door het volgende:

  • Persluchtgeweer - schiet luchtpulsen in het water (voor exploratie over water)
  • Thumper vrachtwagen - slams zware platen in de grond (voor exploratie over land)
  • explosieven - ontploft na in de grond geboord te zijn (voor exploratie over land) of overboord gegooid (voor exploratie over water)

De schokgolven bewegen onder het aardoppervlak en worden gereflecteerd door de verschillende rotslagen. De reflecties bewegen met verschillende snelheden afhankelijk van het type of de dichtheid van gesteentelagen waardoor ze moeten passeren. Gevoelige microfoons of trillingsdetectoren detecteren de reflecties van de schokgolven - hydrofoons over water, seismometers over land. Seismologen interpreteren de metingen voor tekenen van olie- en gasvallen.

Zodra geologen een aanstaande oliestaking vinden, markeren ze de locatie met behulp van GPS-coördinaten op het land of met markeringsboeien op water.

Olie boren Voorbereiding

Zodra de site is geselecteerd, onderzoeken wetenschappers het gebied om de grenzen te bepalen en voeren ze indien nodig milieueffectstudies uit. Het oliebedrijf kan lease-overeenkomsten, titels en toegangsrechten nodig hebben voordat het land wordt geboord. Voor offshore-locaties moet de wettelijke jurisdictie worden bepaald.

Nadat de juridische problemen zijn opgelost, gaat de bemanning over het voorbereiden van het land:

  1. Het land moet worden leeggemaakt en geëgaliseerd en er mogen toegangswegen worden aangelegd.
  2. Omdat water wordt gebruikt bij het boren, moet er een bron van water in de buurt zijn. Als er geen natuurlijke bron is, boort de bemanning een waterput.
  3. De bemanning graaft een reservekuil, die wordt gebruikt om tijdens het boorproces rotsafval en boorsuspensie af te voeren en die wordt bekleed met plastic om het milieu te beschermen.Als de locatie een ecologisch kwetsbaar gebied is, zoals een moeras of wildernis, dan moeten de stekken en modder op een andere locatie worden afgevoerd - met vrachtwagens worden weggezet in plaats van in een put te worden geplaatst.

Als het land eenmaal is voorbereid, graaft de bemanning verschillende gaten om plaats te maken voor het tuig en het hoofdgat. Een rechthoekige put genaamd akelder is gegraven rond de locatie van het eigenlijke boorgat. De kelder biedt een werkruimte rond het gat voor de arbeiders en booraccessoires. De bemanning begint dan met het boren van het hoofdgat, vaak met een kleine boorwagen in plaats van het hoofdopstel. Het eerste deel van het gat is groter en ondieper dan het hoofdgedeelte en is bekleed met een geleiderpijp met grote diameter. De bemanning graaft extra gaten naar de zijkant om tijdelijk apparatuur op te slaan - wanneer deze gaten klaar zijn, kan de uitrusting van de boorinstallatie worden ingebracht en ingesteld.

Afhankelijk van de afgelegen plek van de boorlocatie en de toegang daartoe, kan het nodig zijn om uitrusting per vrachtwagen, helikopter of binnenschip binnen te brengen. Sommige booreilanden zijn gebouwd op schepen of binnenschepen voor werkzaamheden aan het binnenwater, waar geen fundering aanwezig is om een ​​booreiland te ondersteunen (zoals in moerassen of meren).

In het volgende gedeelte bekijken we de belangrijkste systemen van een booreiland.

Booreilandsystemen

Anatomie van een booreiland

Anatomie van een booreiland

Zodra de apparatuur op de locatie staat, stelt de bemanning het tuig op. Dit zijn de belangrijkste systemen van een landbooreiland:

Energie systeem

  • grote dieselmotoren - verbranden van dieselolie om de hoofdkrachtbron te leveren
  • elektrische generatoren - aangedreven door de dieselmotoren om elektriciteit te leveren

Mechanisch systeem - aangedreven door elektromotoren

  • hijssysteem - gebruikt voor het heffen van zware lasten; bestaat uit een mechanische lier (rotarykraansysteem) met een grote stalen kabelspoel, een blok-en-pakken katrol en een ontvangende opslaghaspel voor de kabel
  • draaischijf - een deel van het boorapparaat

Draaiende uitrusting - gebruikt voor roterend boren

  • draaien - grote handgreep die het gewicht van de boorkolom vasthoudt; laat de snaar roteren en maakt een drukdichte afdichting op het gat
  • kelly - vier- of zeshoekige pijp die rotatiebeweging overbrengt naar de draaitafel en boorkolom
  • draaitafel of draaitafel - rijdt de roterende beweging met behulp van elektrische motoren
  • boorstring - bestaat uit boorpijp (verbonden delen van ongeveer 30 voet (10 meter) enboor kragen (grotere diameter, zwaardere buis die rond de boorpijp past en gewicht op de boor plaatst)
  • boor (s) - einde van de boormachine die de rots werkelijk snijdt; is er in vele vormen en materialen (wolfraamcarbide staal, diamant) die zijn gespecialiseerd voor verschillende boortaken en rotsformaties

omhulsel - betonnen pijp met een grote diameter die het boorgat bekleedt, voorkomt dat het gat bezwijkt en boorspoeling laat circuleren

Hoe olieboringen werken: wordt

Moddercirculatie in het gat

Circulatiesysteem - pompen boorsuspensie (mengsel van water, klei, verzwaringsmateriaal en chemicaliën, gebruikt om rotsafval van de boor naar het oppervlak te tillen) onder druk door de kelly, draaitafel, boorpijpen en boorkragen

  • pomp - zuigt modder uit de slikputten en pompt deze naar het boorapparaat
  • buizen en slangen - verbindt de pomp met boorapparatuur
  • modder-retourleiding - geeft modder uit het gat terug
  • schalieschudbeker - schudder / zeef die rotsafval van de modder scheidt
  • schalieglijbaan - transporteert stekken naar de reservekuil
  • reserve pit - verzamelt rotssnippers gescheiden van de modder
  • modderputten - waar boorspoeling wordt gemengd en gerecycleerd
  • modder-menghopper - waar nieuwe modder wordt gemengd en vervolgens naar de modderputten wordt gestuurd

Boortoren - steunstructuur die het boorapparaat vasthoudt; hoog genoeg om nieuwe secties boorpijp toe te voegen aan het boorapparaat terwijl het boren vordert

Blowout-preventer - hogedrukkleppen (onder het landplatform of op de zeebodem) die de hogedrukboorleidingen verzegelen en indien nodig de druk ontlasten om een ​​uitbarsting te voorkomen (ongecontroleerde gutsen van gas of olie naar het oppervlak, vaak in verband met vuur)

Het olieboorproces

Rotary workers trip drill pipe.

Rotary workers trip drill pipe.

De bemanning zet het tuig op en start de boorwerkzaamheden. Ten eerste boort het team vanaf het startgat een boorgat naar beneden tot een vooraf ingestelde diepte, ergens boven waar ze denken dat de olieafscheider zich bevindt. Er zijn vijf basisstappen voor het boren van de oppervlakte-opening:

  1. Plaats de boor, kraag en boorpijp in het gat.
  2. Bevestig de hoed en draaitafel en begin met boren.
  3. Naarmate het boren vordert, circuleer je de modder door de buis en uit het bit om het gesteente uit het gat te drijven.
  4. Voeg nieuwe secties (verbindingen) van boorpijpen toe naarmate het gat dieper wordt.
  5. Verwijder de boorpijp, kraag en beitel (trip out) wanneer de vooraf ingestelde diepte (ergens tussen een paar honderd en een paar duizend voet) is bereikt.

Zodra ze de vooraf ingestelde diepte hebben bereikt, moeten ze de behuizing rennen en cementeren - plaats buisdelen in het gat om te voorkomen dat deze in zichzelf inklapt. De behuizing pijp heeft spacers rond de buitenkant om het gecentreerd in het gat te houden.

Het omhulselpersoneel plaatst de verbuizingspijp in het gat. De cementbemanning pompt cement langs de mantelbuis met behulp van een bodemplug, een cementslurrie, een bovenste plug en boorspoeling. De druk van de boormodder zorgt ervoor dat de cementslurrie door de behuizing beweegt en de ruimte tussen de buitenkant van de behuizing en het gat opvult. Ten slotte laat men het cement uitharden en test het vervolgens op eigenschappen zoals hardheid, uitlijning en een goede afdichting.

In het volgende gedeelte zullen we uitvinden wat er gebeurt zodra de boor de uiteindelijke diepte bereikt.

Nieuwe boortechnologieën

De U.S.Ministerie van Energie en de olie-industrie werken aan nieuwe manieren om olie te boren, inclusief horizontale boortechnieken, om olie te bereiken in ecologisch gevoelige gebieden en om lasers te gebruiken om oliebronnen te boren.

Testen op olie

Het boren gaat in fasen verder: de bemanning boort, rent en cementeert nieuwe omhulsels en boort vervolgens opnieuw. Wanneer de rotssnippers uit de modder het oliezand van de reservoirrots blootleggen, heeft de bemanning mogelijk de uiteindelijke diepte van de put bereikt. Op dit punt verwijderen bemanningsleden het boorapparaat uit het gat en voeren verschillende tests uit om deze bevinding te bevestigen:

  • Goed loggen - het laten zakken van elektrische en gassensoren in het gat om daar metingen aan de rotsformaties te verrichten
  • Boorstam testen - een apparaat in het gat laten zakken om de druk te meten, die zal onthullen of reservoirrots is bereikt
  • Kernmonsters - het nemen van monsters van gesteente om te zoeken naar kenmerken van reservoirgesteente

Zodra ze de einddiepte hebben bereikt, voltooit de bemanning de put om olie op gecontroleerde wijze de behuizing in te laten stromen. Ten eerste verlagen ze a perforeerpistool in de put tot de productiediepte. Het pistool heeft explosieve ladingen om gaten in de behuizing te creëren waardoor olie kan stromen. Nadat de behuizing geperforeerd is, lopen ze een buis met een kleine diameter (buis) in het gat als een kanaal voor olie en gas om omhoog te stromen door de put. Een apparaat genaamd a packer loopt langs de buitenkant van de slang. Wanneer de packer op productieniveau is ingesteld, wordt deze uitgebreid om een ​​afdichting rond de buitenkant van de slang te vormen. Ten slotte verbinden ze een multi-klepstructuur genaamd akerstboom naar de top van de slang en cement het naar de top van de behuizing. De kerstboom stelt hen in staat de oliestroom vanuit de put te regelen.

Nadat de put is voltooid, moet de bemanning de stroom olie in de put starten. Voor kalksteenreservoirgesteente wordt zuur door de put en uit de perforaties gepompt. Het zuur lost kanalen in de kalksteen op die olie in de put leiden. Voor zandsteenreservoirgesteente, een speciaal gemengde vloeistof die bevatpropmiddelen (zand, walnootschalen, aluminiumpellets) wordt in de put en uit de perforaties gepompt. De druk van deze vloeistof maakt kleine breuken in de zandsteen waardoor olie in de put kan stromen, terwijl de stutmiddelen deze breuken openhouden. Zodra de olie stroomt, wordt het boorplatform verwijderd van de locatie en wordt productie-apparatuur opgesteld om de olie uit de put te extraheren.

Uitbarstingen en branden

In de films zie je olie gutsen (een uitbarsting) en misschien zelfs een vuurtje, wanneer boorders de uiteindelijke diepte bereiken. Dit zijn eigenlijk gevaarlijke omstandigheden en worden (hopelijk) voorkomen door de eruptieafsluiter en de druk van de boorsuspensie. In de meeste putten moet de oliestroom worden gestart door de put aan te zuren of te breken.

Olie extraheren

Nadat het tuig is verwijderd, plaatst de bemanning een pomp op de putkop.

In het pompsysteem drijft een elektromotor een versnellingsbak aan die een hendel verplaatst. De hendel duwt en trekt een polijststaaf op en neer. De polijststaaf is bevestigd aan een zuigerstang, die aan een pomp is bevestigd. Dit systeem dwingt de pomp op en neer, waardoor een aanzuiging ontstaat die olie door de put opzuigt.

In sommige gevallen kan de olie te zwaar zijn om te vloeien. In deze gevallen boort de bemanning een tweede gat in het reservoir en injecteert stoom onder druk. De warmte van de stoom verdunt de olie in het reservoir en de druk helpt hem omhoog in de put te duwen. Dit proces wordt genoemdverbeterd oliewinning.

Onlangs heeft een ander type olieboring het nieuws gebracht: offshore olieboringen. Lees er meer over in de volgende sectie.

Offshore olieboringen

Niet alle olie is toegankelijk op het land of in ondiepe wateren. Je kunt een aantal olie-afzettingen vinden die diep onder de oceaanbodem zijn begraven. Het bereiken van deze olievoorraden is gevaarlijk, maar als het goed wordt gedaan, kan het ook lonend zijn. Als het echter misgaat, kunnen de resultaten dodelijk zijn voor zowel oliearbeiders als de omgeving.

Met behulp van geluidsapparatuur bepalen oliemaatschappijen de boorlocaties die het meest waarschijnlijk olie produceren. Vervolgens gebruiken ze een mobiele offshore booreenheid (MODU) om de eerste put te graven. Sommige eenheden worden omgezet in productieplatforms, wat betekent dat ze overschakelen van het boren naar olie tot het opvangen van olie als het eenmaal is gevonden. Meestal zal het oliebedrijf de MODU vervangen door een meer permanent olieproductieplatform om olie op te vangen.

Er zijn vier hoofdtypen MODU's:

  • EEN onderdompelbare MODU bestaat meestal uit een boot die rust op de zeebodem op een diepte van ongeveer 30 tot 35 voet (9,1 tot 10,7 meter). Op het dek van het schip zijn stalen palen die boven de waterlijn uitsteken. Een boorplatform rust op de top van de stalen palen. Deze boorinstallaties worden meestal gebruikt in gebieden met kalm water.
  • EEN jackup is een rig die bovenop een zwevende boot zit. Een schip sleept het schip naar de boorlocatie. Eenmaal geplaatst, kan de jack-up benen uitstrekken naar de zeebodem. De poten zijn zodanig geladen dat ze niet door de vloer dringen. Zodra elke poot is vastgezet, blijft de jackup de poten vastgrijpen zodat het platform boven het waterniveau uitkomt. Dit beschermt de booreiland tegen getijdenbewegingen en golven. Jackups kunnen werken in dieptes tot 525 voet (160 meter).
  • Boor schepen zijn schepen met een boorplatform op het bovendek. De boor werkt door een gat in de romp. Boorschepen kunnen naar de boorlocatie sturen en vervolgens een combinatie van ankers en propellers gebruiken om te corrigeren voor drift terwijl de boormachine olie boort. Ze kunnen werken in diep water.
  • semisubmersibles drijven op het oppervlak van de oceaan bovenop enorme, ondergedompelde pontons.Sommige hebben voortstuwingssystemen, waarmee ze op eigen kracht naar boorlocaties kunnen navigeren terwijl anderen een tweede schip nodig hebben om ze naar de juiste locatie te slepen. De meesten gebruiken verschillende ankers - tot een dozijn - die helpen de oriëntatie van de structuur te behouden. Computers regelen de spanning op elke ankerketting om te corrigeren voor drift. Sommige kunnen van boorplatforms tot productieplatformen worden geconverteerd, waardoor er minder behoefte is aan een tweede boorplatform dat in de plaats komt zodra er olie is gevonden.

De taak van de MODU is om naar de bodem van de oceaan te boren om olie-aanslag te vinden. Het deel van de boor dat zich uitstrekt onder het dek en door het water wordt de riser. Met de stijgbuis kunnen boorvloeistoffen bewegen tussen de vloer en het boorplatform. Ingenieurs verlagen a boorstring - een reeks buizen die zijn ontworpen om naar beneden te borrelen naar de olietoevoer - door de stijgleiding.

Op de zeebodem is het blow-out preventer (BOP). De eruptieafsluiter heeft een paar hydraulisch aangedreven klemmen die de pijp af kunnen sluiten die naar boven leidt in het geval van een klapband. Terwijl het boorplatform boort, moeten ingenieurs meer buizen aan de boorkolom toevoegen. Elk stuk pijp is ongeveer 30 voet lang (9,1 meter).

Om stabiliteit aan de put te geven, gebruiken de ingenieurs metalen omhulsels, net als bij boorinstallaties op het land. Deze omhulsels helpen voorkomen dat de put op zichzelf instort. Elke behuizing is bekleed met cementmuren. Darmen worden smaller naarmate de put dieper wordt. Oliemaatschappijen gebruiken steeds kleinere boorbits naarmate de diepte van de put toeneemt. Bij elk annulus - de plek waar een smallere behuizing samenkomt met een bredere - ingenieurs gebruiken een O-ring van de voeringhanger om de twee secties aan elkaar te verzegelen.

Wanneer de MODU olie raakt, moeten de ingenieurs de put afsluiten om deze voor te bereiden op een productieplatform. De ingenieurs zullen een paar pluggen gebruiken om de putboring af te sluiten. De onderste plug zit in de buurt van de olietoevoer. Boorsuspensie of zeewater zorgt voor de druk om de plug op zijn plaats te houden terwijl de ingenieurs een topplug plaatsen om de olie goed te sluiten. Dan is de put klaar voor een productie-installatie om het over te nemen. Offshore-productieplatforms werken op een vergelijkbare manier als boorplatformen op het land.

Met al deze olie-boortechnologie in gebruik en nieuwe methoden in ontwikkeling, blijft de vraag: zullen we genoeg olie hebben om aan onze behoeften te voldoen? Volgens de huidige schattingen hebben we genoeg olie voor de komende 63 tot 95 jaar, op basis van huidige en toekomstige vondsten en huidige eisen.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over olieboringen en aanverwante onderwerpen, waaronder olieraffinage.

-Gerelateerde artikelen

  • Oil Shale Quiz
  • Hoe olieraffinage werkt-
  • Hoe gasprijzen werken
  • Hoe benzine werkt
  • Hoe aardbevingen werken
  • Hoe vulkanen werken
  • Wat is de strategische petroleumreserve?
  • Wat is het verschil tussen benzine, kerosine, diesel, enz.?
  • Hoeveel benzine verbruikt de Verenigde Staten in één jaar?
  • Chevron: A Petroleum Prospecting Primer
  • Oil & Gas in California - handleiding voor zelfstudie in stripboeken
  • Olie en gas online
  • Amerikaanse Petroleum Instituut
  • California Department of Conservation: Division of Oil, Gas, and Geothermal Resources

Video Supplement: Boren, hoe gaat dat in zijn werk?.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com