9. PROJEKTIRANJE IZGRADNJE BUŠOTINE

Sva teorijska razmatranja i pristupi projektiranju izrade bušotine polaze od traženja realnih kompromisa u cilju zadovoljavanja geoloških i drugih, općih uvjeta koji su prisutni u kanalu bušotine. U takvim razmatranjima, projektiranje izrade bušotine mora da obuhvati optimalna tehničko-tehnološka rješenja uz istovremenu maksimalnu sigurnost, minimalnu cijenu koštanja bušotine i svrsishodnost kanala bušotine. Posebno treba istaći da sigurnost zaposlenog osoblja, a zatim bušotine, predstavljaju prioritetne zadaće kod projektiranja izrade bušotine.

Važan pokazatelj kod projektiranja izrade bušotine je i cijena koštanja izrade bušotine. Dostizanje konačne dubine bušotine ne mora značiti i njen uspješan završetak, tj. svrsishodnost kanala

bušotine iz slijedećih razloga: – promjeri i geometrija kanala bušotine mogu biti u takvom stanju da onemoguće K-mjerenja ili

ugradnju odgovarajuće opreme u bušotinu i– produktivne zone mogu biti oštećene, tj. tako zagađene da onemoguće proizvodnju fluida iz

produktivnih naslaga.Također, neophodno je naglasiti da samo dubina bušotine nije i nužni uvjet za ocjenu uspješnosti njene

izrade, tj. projektiranje. Bušotine između 3.000 - 4.000 m mogu biti znatno tehnički složenije za projektiranje i izradu u odnosu na one dublje (6.000-7.000 m), jer se i na tim dubinama javljaju slojni (porni) tlakovi znatno veći od hidrostatičkih i temperature iznad 180 oC, te korozivni i otrovni plinovi, CO2 i H2S. Izrada relativno plitkih kosousmjerenih i vodoravnih bušotina, također je tehnički zahtjevna kod njihovog projektiranja.

Projektiranja izrade bušotine je vezano za poznavanje slijedećih stvarnih podataka:– pornih (slojnih) tlakova i temperature,– tlaka frakturiranja (loma) naslaga stijena,– zalijeganja propusnih stijena u kojima se gube radni fluidi (isplake, cementne kaše, voda), – područja u kojima se pojavljuju agresivni (kiseli) plinoviCO2 i H2S i td.–

Navedeni podaci potrebni su za određivanje optimalne konstrukcije bušotine, primjenu odgovarajuće tehnologije, te pravilan izbor opreme koja omogućava sigurno izvođenje radova. Na taj način se opasnost od dotoka slojnih fluida u kanal bušotine, zaglave tj. prihvata alata i gubitka isplake svode na najmanju mjeru. U tablici 9-1 je dan pokaz osnovnih podataka za izradu projekta bušotine.

Elementi koje mora da obuhvati projektiranje izrade bušotine i koji se posebno analiziraju i tehno-ekonomski optimaliziraju su:

1. geološko-tehnička osnova,2. priprema lokacije radilišta,3. konstrukcija bušotine,4. izbor ispirnog fluida-isplake za bušenje,5. izbor postupka cementacije zaštitnih cijevi,6. izbor sigurnosne opreme (BOP) i ispitivanje ušća bušotine,7. izbor alata za bušenje,8. optimalizaciju pokazatelja bušenja,9. izbor tipa bušaćeg postrojenja,10. ekonomski pokazatelji izrade bušotine i11. mjere zaštite.

Tablica 9-1: Pokaz osnovnih podataka za izradu projekta bušotine

SEIZMIKA-GEOLOGIJA RAZRADA LEŽIŠTA EKONOMIJASTRUKTURA SLOJEVANAGIB SLOJEVALITOLOŠKI PROFILIGRADIJENTI TLAKA

GRADIJENTI TLAKA I TEMPERATURAPROPUSNOST SLOJEVASASTAV PLINOVA I TEKUĆINA

CIJENA BUŠOTINECIJENA POJEDINIH FAZA

CILJ BUŠOTINE ISTRAŽNE RAZRADNEPROJEKT ISTRAŽNE BUŠOTINE PROJEKT EKSPLOATACIJSKE BUŠOTINE

9.1. GEOLOŠKO-TEHNIČKA OSNOVA

Geološka svojstva stijena u kojima se predviđa bušenje bušotine je podloga na kojoj se radi tehnički projekt izrade bušotine. Geološko-tehnička osnova treba u sebi da ugradi slijedeće elemente:

1. Analiza razvoja istraživanja ili razrade ležišta. Pokazivanje ovih obilježja vrši se putem:– obrazloženja za izradu bušotine koje obuhvata i rezultate istraživanja ili ispitivanja susjednih

bušotina,

– položaj bušotine, tj. koordinate na ustima bušotine (ako je bušotina planirana kao okomita) i na dnu bušotine (ako je bušotina usmjerena),

– prognozne, okomite dubine bušotine,

– prognoznog litološkog stupca definiranog okomitim geološkim profilima, strukturnim kartama i seizmičkim profilima,

– prognozne čvrstoće stijene u odnosu na njihovu bušivost;

– predviđanja pojava tekućih i plinovitih fluida, njihovog sastava, kao i zona sa mogućim prisustvom agresivnih fluida, CO2 i H2S,

– predviđanja maksimalnih temperatura ili temperaturnog gradijenta u kanalu bušotine,

– posebnih napomena koje se odnose na moguću tehničko-tehnološku problematiku tijekom izvođenja radova, kao što su: nestabilne zone sklone obrušavanju, gubicima isplake, zone pod velikim nagibom slojeva i drugo.

2. Analiza pornih (slojnih) tlakova dulj kanala bušotine,3. Predviđanje tlaka frakturiranja (loma) formacija dulj kanala bušotine,4. Posebni tehnički zahvati pri izradi bušotine koji obuhvaćaju:

– definiranje tipa trajektorije bušotine, okomite ili usmjerene bušotine,

– definiranje promjera eksploatacijske kolone zaštitnih cijevi,

– definiranje načina osvajanja, ispitivanja i proizvodnje bušotine i

– način uzorkovanja i ispitivanja tijekom bušenja (dijelovi slojeva za uzimanje jezgra, dijelovi i način testiranja “DST”, intervali K-mjerenja ( K- karotažna ), kao i program K-mjerenja i drugo).

9.1.1. ANALIZA PORNIH (SLOJNIH) TLAKOVA U KANALU BUŠOTINE

Poznavanje realnih vrijednosti pornog tlaka naslaga stijena dulj kanala bušotine predstavlja jedan od glavnih pokazatelja koji utječu na učinkovitost i uspješnost ukupnih radnji na izradi bušotine. Ako porni tlakovi u fazi projektiranja bušotine nisu pravilno procijenjeni, odnosno u tijeku izrade bušotine dođe do

znatnih odstupanja, to može prouzrokovati tehničke probleme kao što su: gubitak optoka, dotjecaj slojnog fluida u kanal bušotine, zaglava bušaćeg alata, nestabilnost kanala bušotine i drugo.

Uspješnost izrade naftnih, plinskih i geotermalnih bušotina i bušotina za dobivanje krutih mineralnih sirovina ovisi od spoznaje veličine pornih tlakova. Na dovoljno istraženim lokalitetima vrijednosti pornih tlakova su poznate, što umnogome olakšava i osigurava tehnički ispravno projektiranje bušotine. Na tipičnim istražnim lokalitetima te vrijednosti se procjenjuju i proračunavaju na osnovu geofizičkih podataka, geoloških prospekcijskih radova, korekcije susjednih bolje istražnih lokaliteta i važećih proračuna u kojima se koristi suvremena geološka praksa.

Kretanje pornih tlakova naslaga stijena dulj kanala bušotine pokazuje se u obliku gradijenata. Gradijent tlaka je definiran kao promjena tlaka po metru dubine. Generalno dana jedinica za gradijent tlaka je bar po metru (bar/m). Gradijent pornog tlaka predstavlja odnos pornog tlaka i dubine i odnosi se na stalni propusni sloj. U praktičnoj primjeni na projektiranju izrade bušotine gradijent pornog tlaka izražava se kao ekvivalent gustoće isplake slijedećom jednadžbom:

pp

Gp = ————— (9-1) 0,0981 ּ Hb

Apsolutne vrijednosti gradijenta pornog tlaka duž kanala bušotine mogu znatno i promjenljivo varirati, a rijetko se događa da su funkcionalno ovisne jedino od promatrane dubine zalijeganja naslaga stijena. Upravo te promjene vrijednosti gradijenata duž kanala bušotine kompliciraju postupak projektiranja izrade bušotine.

Porni tlak je u suštini tlak fluida koji se nalazi u pornom prostoru matriksa stijena, a tipični fluidi su: nafta, plin i slojna voda. U naslagama stijena porni tlakovi, prema svojoj veličini, mogu biti:

– normalni porni tlakovi,– smanjeni porni tlakovi i– povišeni porni tlakovi.

Normalni porni tlak

Normalni porni tlak u nekom sedimentacijskom ležištu ekvivalentan je hidrostatičkom tlaku stupca prirodnog fluida u tom ležištu.

Smanjeni porni tlak

Pod smanjenim pornim tlakom, podrazumijeva se tlak manji od hidrostatičkog tlaka stupca porne vode. Zone sa smanjenim pornim tlakom nastaju kao posljedica iscrpljivanja slojnih fluida iz ležišta, specifičnih prirodnih uvjeta i dugogodišnjih erozivnih ciklusa, tj. stvaranja viška volumena pornog prostora u odnosu na fluid.

Povišeni porni tlak

Pod povišenim pornim tlakom podrazumijeva se tlak veći od hidrostatičkog tlaka stupca porne vode. Osnovni uvjet za postojanje zona sa povišenim pornim tlakom je prisustvo nepropusnih stijenskih barijera koje stvaraju zamke, čime se ne omogućava slobodno protjecanje fluida u porama stijena.

Porastom dubine povećava se dubina sedimentacijskih stijena, a time i geostatički tlak, tj. tlak pokrovnih stijena. Na taj način povećava se čvrstoća matriksa, jer se povećava površina dodira zrna u matriksu, pri čemu se smanjuje poroznost uz istiskivanje fluida iz pornog prostora. Relacija navedenih odnosa pokazana slijedećom jednadžbom: ps = Mp + pp (9-2)

Matematički, okomiti geostatički tlak za sedimente prosječne gustoće, može se izraziti slijedećom jednadžbom:

z

ps = ∫ g ּ ρb ּ dHz (9-3) 0

Volumenska masa na određenoj dubini u funkciji je gustoće matriksa, gustoće fluida u porama i poroznosti, a izražena je jednadžbom:

ρb = ρm ּ (1- ) + ρfl ּ (9-4)

Ako u tijeku normalnog kompakcijskog procesa, koji prati smanjenje poroznosti i istiskivanje fluida iz pornog prostora, dođe do stvaranja nepropusnih stijenskih barijera, one mogu utjecati na stvaranje zona sa povišenim pornim tlakovima. Nepropusne stijenske barijere spriječiti će povećanje čvrstine matriksa stijena, tj. smanjenje poroznosti i istiskivanja fluida iz pornog prostora, tako da će dio ukupnog geostatičkog tlaka primiti fluid u porama stijene, što će rezultirati stvaranjem zona sa povišenim pornim tlakom.

Pod uvjetom da u procesu sedimentacije postoje nepropusne barijere, uzroci stvaranja zona sa povišenim pornim tlakom uvjetovani su djelovanjem više pokazatelja kao što su: litološki, mineraloški, tektonska aktivnost i stupanj sedimentacije.

U tablici 9-2 pokazani su uzroci stvaranja zona sa povišenim pornim tlakom, po Fertlu.

Tablica 9-2: Uzroci stvaranja zona sa povišenim pornim tlakom ( po Fertlu )

Piejzometarska razina fluida (arteški vodeni sustav)

Strukturni oblik spremnika

Pretakanje u plići spremnik-stijene

Brzina sedimentacije i depozicijska sredina

Paleotlak

Tektonska aktivnost

– Rasjedi

– Laporoviti nabori

– Solni nabori

– Pješčarske brane

– Zemljotresi

Osmotski fenomen

Dijagenetski fenomen

– Dijageneza glinovitih sedimenata

Masivni slojevi soli

Termodinamički i biokemijski uzroci

Otkrivanja zona sa povišenim pornim tlakom

Teorija o kompakciji stijenske mase, zasnovana na činjenici da naslage sa povišenim pornim tlakom imaju manju kompakciju i veću poroznost nego slične naslage iste dubine normalnog pornog tlaka, praktično se koriste za otkrivanje i kvantitativno definiranje zona sa povišenim pornim tlakom. Primjenjuje se više metoda, ali svaka od njih temeljena je na praćenju, tj. mjerenju pojedinih pokazatelja koji su ovisni od promjena poroznosti formacija sa dubinom.

Osnovni postupak kod primjene svih metoda je prethodno određivanje normalnog trenda kompakcije, a odstupanje od ovog trenda u odnosu na dubinu koristi se za otkrivanje i definiranje zone sa povišenim pornim tlakom. Prelaz od trenda normalne kompakcije, odnosno između zone sa normalnim pornim tlakom i zone sa povišenim pornim tlakom nije oštar, već se između njih rasprostire prelazna “tranzitna zona”. Otkrivanje i definiranje “tranzitne zone” je od izuzetne važnosti za korekciju gustine isplake i siguran ulazak u zonu sa povišenim pornim tlakom. Za otkrivanje i kvantitativno definiranje zona sa povišenim pornim tlakom, uglavnom se rabe slijedeće tehnike:

– analiza regionalne seizmike,– praćenje podataka za vrijeme bušenja i– analiza karotažnih dijagrama sa bušotina

Analiza regionalne seizmike

U područjima gdje nisu obavljena istražna bušenja, prisustvo zona sa povišenim pornim tlakom može se predvidjeti na osnovu rezultata seizmičkih mjerenja. Brzina prostiranja seizmičkih talasa sa pojedinih dijelova seizmičkih profila recipročna je razmaku vremena pređenog puta. Analizom brzine rasprostiranja, odnosno intervala vremena pređenog puta seizmičkih talasa pokazanih po dubini, otkriva se prisustvo zona sa povišenim pornim tlakom.

Tehnika otkrivanja zona sa povišenim pornim tlakom zasniva se na činjenici da se tijekom normalne kompakcije stijenske mase smanjuje poroznost, čime se i vrijeme putovanja seizmičkih talasa smanjuje.

Povećanje poroznosti u zoni sa povišenim pornim tlakom dovodi do smanjenja brzine prostiranja seizmičkih talasa i do povećanja vremena putovanja. Ova metoda uspješno se primjenjuje u laporovitim stijenama sa dijelovima pješčara, gdje magnituda odstupanja ''sintetiziranog seizmičkog talasa'' od normalnog trenda konstatiranog u laporovitim stijenama ukazuje na zone povišenog pornog tlaka u intervalima slojeva pješčara.

Praćenje podataka za vrijeme bušenja

Bušenjem kroz sedimente, u ovisnosti od geoloških pokazatelja stijenske mase, performansi režima bušenja i tipa dlijeta, dobivaju se indikacije koje ukazuju na promjenu pornog tlaka. Praćenje i registriranje pokazatelja bušenja na bušaćem postrojenju pruža osnovne podatke za otkrivanje i kvantitativno definiranje pornog tlaka tijekom izrade kanala bušotine. Pokazatelji bušenja na osnovu kojih se može uočiti ulazak u zonu sa povišenim pornim tlakom mogu se grupirati prema vremenu potrebnom za njihovo otkrivanje u dvije osnovne skupine:

– pokazatelji koji se odmah uočavaju i– pokazatelji za koje je potrebno izvjesno vrijeme da bi se uočili.–

Navedene skupine pokazatelja na osnovu kojih se može uočiti ulazak u zonu povišenog pornog tlaka pokazane su u tablici 9-3. Iako gustoća lapora, oblik, veličina i količina nabušenih čestica, plin u isplaci, temperatura protjecanja i kloridi u isplaci predstavljaju veoma dobre indikatore povišenog pornog tlaka, loša im je strana što se mogu dobiti tek više sati nakon obavljenog bušenja. Ovo se ne odnosi na mehaničku brzinu bušenja, koja daje odmah indikativne podatke. Tijekom bušenja mehanička brzina se uobičajeno mijenja sa promjenom naslage. Pod uvjetom da se buši kroz istu naslagu, mehanička brzina opada sa porastom dubine dajući gotovo linearnu ovisnost.

Neposredno iznad tranzitne zone, u sedimentima koji imaju ekstremno nisku propusnost i praktično predstavljaju zonu zaptivanja oko dijela sa povišenim pornim tlakom, mehanička brzina se smanjuje. Daljim bušenjem, tj. ulaskom u tranzitnu zonu dolazi do povećanja mehaničke brzine bušenja i njenog znatnog porasta u zoni povišenog pornog tlaka. Empirijski model “rotary” bušenja pokazuje se mnogobrojnim matematičkim jednadžbama, od jednostavnih, do krajnje kompleksnih. Sve jednadžbe bušenja imaju zajednički cilj da definiraju utjecaj promjenljivih parametara na mehaničku brzinu bušenja. Još 50-tih godina prošlog stoljeća uvedeno je da mehanička brzina bušenja ovisi od diferencijalnog tlaka isplake, tj. da isti povećava otpornost naslage na bušenje mehanizmom zadržavanja nabušenih čestica na dnu bušotine, čime se smanjuje učinkovitost dlijeta. Međutim, ova relacija nije bila potpuno jasna dok Jordan i Shirley nisu razvili teoriju “d-eksponenata”.

Tablica 9-3: Pokazatelji bušenja na osnovu kojih se može uočiti ulazak u zonu sa povišenim pornim tlakom

Odmah uočeni Uočeni nakon izvjesnog vremenapokazateljibušenja

značajke kod pokazateljibušenja

obilježja kod

normalnog Pp povišenog Pp povišenog Pp normalnog Pp

mehaničkabrzina bušenja

opada raste gustoća lapora raste opada

obrušavanje bušotine

raste oblik čestica oštre, izduljene

torzija na dlijetu

raste veličina čestica

povećava se

protjecaj isplake na izlivnoj cijevi

raste količinanabušenih čestica

povećava se

volumen u isplačnim spremnicima

raste raste

U cilju definiranja matematičkog modela procesa bušenja, Bingham je koristio sljedeću jednadžbu: Fd d1

Vm = Kf ּ n [ ——————— ] (9-5) 3,937 ּ 10-2 ּ Dd

Pri pokušaju da normalizira učinak promjene opterećenja na dlijeto, brzine okretaja i promjera dlijeta na mehaničku brzinu bušenja, Jordan i Shirlej su našli korelaciju između vrijednosti “d” i diferencijalnog tlaka, tako da su jednadžbu riješili po “ d-eksponentu”:

Vm

1,26 – log —— ndexp = —————————————— (9-6) Fd

1,58 – log ———————— 3,937 ּ 10-2 ּ Dd

Jednadžaba “d-eksponenta” može se primijeniti za otkrivanje tranzitne zone, tj. prijelaza sa normalnog na povišeni porni tlak pod uvjetom da se gustina fluida za bušenje održava na konstantnoj vrijednosti. Dokazano je da ukoliko se “dexp” proračunava u dijelovima lapora, i njegova vrijednost nanese u odnosu sa dubinom na dijagram, rezultantni grafik će imati opći trend prave linije pod uvjetom da su naslage pod normalnim pornim tlakom.

U tim formacijama vrijednost “dexp”ima tendenciju porasta sa dubinom. Ulaskom u formacije sa povišenim pornim tlakom dolazi do odstupanja od normalnog trenda, tj. do smanjenja “dexp”, sto je pokazano na slici 9-1.

Slika 9-1: Tipična “dexp” kriva

Rehm i McClendon su 1971.godine unijeli korekciju koja se ogleda u tome da se eliminira učinak promjene gustoće isplake uvođenjem modificiranog “dmod eksponenta” jednadžbom:

ρn

dmod = dexp [ —— ] (9-7) ρis

“dexp” i modificirani d-eksponent (dmod) primjenjuju se pri kvantitativnom definiranju povišenog pornog tlaka, tako što se njihove vrijednosti očitavaju na dubini interesiranja sa ekstrapolirane linije normalnog trenda sa grafika modificiranog “dmod” eksponenta. Porni tlak povezan je sa odstupanjem od linije normalnog trenda relacijom (dexp/dmod) i izračunava se slijedećom jednadžbom:

dexpn 1,2

pp = ps – (ps – ppn ) [ ——— ] (9-8) dmod

Pored praćenja “d-eksponenta” tijekom bušenja često se primjenjuje i metoda “Sigma-log-AGIP”. “Sigma-log” je metoda koja definira odnos između pokazatelja čvrstoće stijena i gradijenta pornih tlakova naslage. To je grafički pokaz pokazatelja čvrstoće stijene prema dubini, a daje trenutne informacije o zonama pornih tlakova, rasjedima i diskordinacijama. “Sigma-log” se zasniva na teoriji da se čvrstoća stijena povećava sa dubinom i da negativno odstupanje od linije normalnog trenda čvrstoće upućuje na povećanje poroznosti, tj. na povišeni porni tlak u stijenama.

Analiza karotažnih dijagrama sa bušotina

Nakon dostizanja planirane dubine bušotine izvode se K-mjerenja. Na osnovu karotažnog dijagrama koji se dobiva i interpretacije rezultata K-mjerenja, mogu se otkriti i kvantitativno definirati zone sa povišenim pornim tlakom. Ovi karotažni dijagrami prvenstveno koriste tehniku zasnovanu na električnoj provodljivosti, intervalu vremena putovanja zvučnih talasa i gustoći stijena. Promjena kompakcije stijenske mase izražena je povećanjem poroznosti koja je u korelaciji sa ponašanjem slijedećih parametara na K-dijagramu:

– smanjenje specifičnog otpora (R),– povećanje specifične provodljivosti (C),– smanjenje pokazatelja naslaga (F),– povećanje vremena putovanja zvučnih valova (t),– smanjenje volumenske mase ili gustoće naslage (Pb),

– povećanje indeksa neutron-vodika ( Hn),– opadanje saliniteta vode (NaCl),– povećanje geotermskog gradijenta i td.

Slika 9-2: Shematski pokaz različitih karotažnih dijagrama ulaska u zonu povećanih pornih tlakova ( po “Fertl” i “Timko” )

U slučaju da se navedeni pokazatelji daju u ovisnosti od dubine bušotine, naslaga povećanim porozitetom uočiće se na osnovu anomalija pokazanih na slici 9-2. Anomalija pri odstupanju od normalnih trendova koristi se za otkrivanje zona sa povišenim pornim tlakom.

Najčešći karotažni dijagrami koji se primjenjuju za otkrivanje i kvantitativno definiranje pornog tlaka su: karotaž specifičnog otpora (R), zvučni karotaž i karotaž volumenske mase (ρb).

9.1.2. TLAKOVI FRAKTURIRANJA (LOMA) FORMACIJA

Ulaskom u zonu sa povišenim pornim tlakom gustoća isplake za bušenje mora se povećati, tako da ukupni tlak stupca isplake bude veći od pornog tlaka u nabušenoj formaciji. Time se sprječava dotok fluida iz sloja u kanal bušotine. Međutim, tlak od stupca isplake mora biti ispod tlaka koji može da izazove frakture, tj. lom plićih, relativno slabijih stijena neposredno ispod pete ugrađenih zaštitnih cijevi. Poznavanje tlaka pri kojem dolazi do frakturiranja (loma) sedimenata “pfr” na svim dubinama u bušotini je jedan od osnovnih elemenata za planiranje racionalne konstrukcije bušotine sa stajališta ugradnje zaštitnih cijevi.

Hidrauličko frakturiranje je kompleksan fenomen, dešava se kad tlak stupca isplake dostigne i za malo pređe porni tlak, kako bi isplaka penetrirala u porni prostor matriksa. Daljnji porast tlaka stupca isplake izaziva sabijanje matriksa. Sabijanje matriksa je najveće u smjeru minimalnog naprezanja.

Kada tlak isplake veći od vrijednosti minimalnog naprezanja matriksa i pornog tlaka, dolazi do frakture (loma) matriksa i frakture se šire okomito na najmanje glavno naprezanje. Da bi se spriječila fraktura naslage uslijed djelovanja tlaka stupca isplake, kod konstrukcije zaštitnih cijevi u bušotini mora biti zadovoljen uvjet:

Pis σmin + pp (9-9)

9.1.2.1. IZRAČUNAVANJE TLAKA FRAKTURIRANJA

Tehnika za kvantitativno definiranje tlaka frakturiranja slojeva uključuje dvije metode:– metodu predviđanja i– potvrdnu metodu.Konstrukcija zaštitnih cijevi u bušotini ovisi od tlakova frakturiranja koji su kvantitativno definirani

metodom predviđanja. Nakon ugradnje i cementacije zaštitnih cijevi predviđeni tlak frakturiranja, ispod pete kolone zaštitnih cijevi, mora biti provjeren primjenom potvrdne metode i to prije nastavka bušenja.

Metoda predviđanja

Za kvantitativno definiranje tlaka frakturiranja metodom predviđanja, koriste se empirijske jednadžbe i korelacije. Kako je tlak frakturiranja uvijek veći od pornog tlaka, prije primjene tih empirijskih jednadžbi neophodno je prethodno kvantitativno definirati porni tlak.

Uobičajene jednadžbe i korelacije koje se primjenjuju za kvantitativno definiranje tlaka frakturiranja uključuju:

– Hubber i Willis jednadžbu– Metthews i Kelly korelaciju– Ben Eaton korelaciju

Jednadžba Hubber i Willis:

Hubert i Willis postavili su fundamentalne postavke koji su još u primjeni, kao što je: Minimalni tlak u bušotini neophodan za stvaranje frakture, pokazan je kao potrebni tlak za savlađivanje minimalnog glavnog naprezanja matriksa, i dat je jednadžbom: pf = σmin + pp (9-10)

Na osnovu laboratorijskih oglednih analiza Hubbert i Willis su zaključili da u regionima neporemećenih sedimenata nastalih normalnom kompakcijom, vodoravno naprezanje matriksa predstavlja minimalno naprezanje. Također su došli do saznanja da minimalno naprezanje matriksa u plitkim sedimentima približno iznosi jednu trećinu od okomitog naprezanja matriksa koje je rezultat djelovanja geostatičkog tlaka, prema jednadžbi:

1 σmin = σh = —— σv (9-11) 3

Definiranjem okomitog naprezanja matriksa (σv ), jednadžbom: σv = ps – pp (9-12)

dobiva se gradijent frakturiranja Hubbert-Willisovom jednadžbom izražen: Gs + 2 ּ Gp Gt = —————— (9-13) 3

Korelacija Matthews i Kelly

Iskustvom stečenim tijekom bušenja ustanovljeno je da tlak frakturiranja raste sa dubinom. Porast tlaka frakturiranja sa dubinom registriran je u formacijama sa normalnim pornim tlakom, tako da jednadžba 9.13. nije primjenjiva za dublje sedimente. Matthews i Kelly zamijenili su usvojenu postavku, danu od autora Hubbert i Willis, da minimalno naprezanje matriksa iznosi jednu trećinu od okomitog naprezanja, slijedećim izrazom:

σmin = σh = k ּ σv σmin = k ( ps – pp ) (9-14)

gdje je “k” koeficijent naprezanja matriksa definiran iskustveno za određene lokalitet.

Nakon određivanja koeficijenta naprezanja matriksa (k) iz korelacijskih krivih, gradijent tlaka frakturiranja dobiva se jednadžbom: Gt = k ( Gs – Gp ) + Gp (bar/m) (9-15)

Korelacija Ben Eatona

“ Ben Eaton” korelacija podrazumijeva da je odnos između vodoravnog i okomitog naprezanja matriksa dat jednadžbom:

μ Gt = ———— σv (9-16) 1 – μ Autor smatra da su Poassonov odnos i gradijent geostatičkog tlaka promjenljivi sa dubinom. Vrijednosti za Poassonov odnos () i gradijente geostatičkog tlaka (Gs), potrebne za kvantitativno definiranje gradijenta tlaka frakturiranja, određuje se za pojedine lokalitete.

Konačni oblik jednadžbe za gradijent tlaka frakturiranja po “Ben Eatonu” korelaciji glasi:

μGt = ———— (Gs – Gp ) + Gp (bar/m) (9-17) 1 – μ Mora se naznačiti da je od svih metoda predviđanja najviše u upotrebi “Ben Eaton” korelacija koja daje i približno najtočnije rezultate.

9.2. PRAKTIČAN PRIMJER RADNJI PRI PROJEKTIRANJU BUŠOTINE

Investitor, odnosno stručni predstavnici vlasnika bušotina sastavljaju projektni zadatak koji predstavlja prvi osnovni korak pri projektiranju bušotine. Nakon izrade projekta, njegove revizije te izdavanja odobrenje za izvođenje radova, može se pristupiti bušenju bušotine. Projekt bušotina predstavlja skup jasno predstavljenih stručnih odgovora na pitanja postavljena projektnim zadatkom. Projektantski tim analizira više djelotvornih i tehnički izvodljivih varijanti a odlučuje se za najprihvatljiviju.

U daljnjem tekstu je dan projektni zadatak i program izgradnje za bušenje istražno-eksploatacijske bušotine B-77 na ležištu kamene soli Tetima. 9.2.1. PROJEKTNI ZADATAK

OPĆI PODACI

1. Predmet zadatka: - Izrada Dopunskog rudarskog projekta bušenja i opremanja bušotine B-77.

2. Obilježja objekta: - U prvoj fazi istražna obilježja, a nakon izrade i opremanja, proizvodni

kapacitet za dobivanje slane vode kontroliranim otapanjem solnih naslaga "metodom" bliskih stopa cijevi. Proizvodni kapacitet 50 m3/h slanice industrijske koncentracije.

3. Lokacija objekta: - Ležište kamene soli Tetima na Majevici. Koordinate: Y = 6 561 017,380 X = 4 937 769,550 Z = 431,000

4. Investitor: D.D. Rudnik soli Tušanj Tuzla 75 000 Tuzla, Hasana Brkića 104

5. Lica za vezu: Ispred Investitora Ispred Izvođača

Uvodno obrazloženje

Iako je u istraživanju solnog ležišta Tetima proveden princip multidisciplinarnosti u istraživanju (primijenjeno je više različitih i međusobno neovisnih metoda), ipak je glavna uloga pripala dubokom bušenju, na osnovu čega je utvrđen prostorni položaj solnog tijela i definirana njegova kvaliteta. Gustoća istražnih radova podešavana je očekivanoj kategorizaciji ležišta glede skupine (i podskupine) i kategorije zaliha koje su dokazivane, te su postignuta rastojanja bušotina na terenu od 190 m do 450 m omogućavala svrstavanje zaliha soli u B i C1 kategoriju ( dakle bez zaliha A kategorije). Tada je zauzeto stajalište da će se A kategorija zaliha osigurati naknadno budući da će ležište biti eksploatirano metodama kontroliranog otapanja bušotinama sa površine terena, pri čemu će međusobno rastojanje bušotina (pravilne mreže istostraničnih trokutova) biti 110 ili 120 metara; a u ovisnosti da li se iste nalaze na istočnom ili zapadnom dijelu ležišta. Ova rastojanja u potpunosti zadovoljavaju kriterije Pravilnika o klasifikaciji i kategorizaciji zaliha ležišta natrijevih soli, gdje su za ležišta druge skupine, prve podskupine, propisana rastojanja za A kategoriju od 150 metara (ne uzimajući u obzir dozvoljenu pogrešku od 15 % rastojanja). Iz prednjeg proizlazi logičan zaključak da se svaka eksploatacijska bušotina, u fazi izrade, mora tretirati kao istražni objekt preko koga se moraju prikupiti svi podaci relevantni za projektiranje buduće eksploatacijske bušotine – komore. To se prije svega odnosi na: litološki sastav nabušenog masiva, sa točnom pozicijom krovine i podine (i pripadajućim im kutovima zalijeganja), precizno registriranje pojava podzemnih voda (sa njihovim razinama i obilježjima), stanje neposredne krovine tj. breča i td.

Kriteriji koje eksploatacijska bušotina mora da zadovolji

Istražno eksploatacijska bušotina B-77 predstavlja šestu (promatrano po slijedu izrade) bušotinu koja se buši na ležištu kamene soli Tetima i locirana je, kao i prethodne, u istočnom reviru na kome se bušotine izvode u mreži istostraničnih trokuta stranice 110 m. Bušotina ima zadatak da (u fazi bušenja, što predstavlja njenu prvu etapu) realizira odgovarajuće istražne zadatke iz Programa druge faze dopunskih istraživanja ležišta kamene soli Tetima (čija se odgovarajuća poglavlja trebaju, u potrebnom obujmu, prenijeti u Dopunski projekt). Nakon završenog bušenja i odgovarajućih ispitivanja i istraživanja bušotinu pocijeviti, montirati bušotinsku glavu i priključiti je na instalacije za dovod tehnološke vode i izolanta kao i odvod slane vode.Istražno eksploatacijska bušotina B-77 predstavlja osnovni dio buduće proizvodne komore i ona mora, prije svega, ispuniti slijedeće uvjete:

– otvoriti solni sloj po projektiranoj visini komore,– osigurati trajnu stabilnost i izolaciju (zaptivenost) proizvodnog kanala bušotine odnosno,

eksploatacijske komore od površinskih i podzemnih voda,– osigurati promjer za smještaj eksploatacijskih kolona i uređaja za kontrolu razvoja

komore,– prikupiti istražne pokazatelje u fazi izrade bušotine (geološke, hidrogeološke,

geomehaničke i td.).

U naprijed navedenom tehničkom projektu bušenja i opremanja istražno eksploatacijskih bušotina razrađene su, na ravnopravnoj razini, dva načina izrade bušotina i to:

– izrada okomitih bušotina "rotary" tehnologijom i – izrada usmjerenih bušotina uz uporabu turbinske bušilice.

Bušotina B-77 treba će se izgraditi kao okomita "rotary" tehnologijom, a samo veće devijacije kanala bušotine korigirati pomoću turbinske bušilice.

U bušotini B-77, odnosno budućoj eksploatacijskoj komori, biće primijenjena tehnologija dobivanja soli kontroliranim otapanjem uz očekivani proizvodni kapacitet od 50 m3/h slanice industrijske koncentracije.

Konstrukcija pocjevljenja bušotine Iz točke 1. proizlazi da bušotinu B-77 treba izbušiti i opremiti za primjenu metode bliskih stopa cijevi. Konstrukcija bušotine za ovu metodu i zadani kapacitet sastoji se iz slijedećih nizova cijevi:

- UVODNA KOLONA (cementirana do površine)………… 508 mm(20")- ZAŠTITNA KOLONA-OSNOVNA PRIRUBNIČKA (cementirana do površine)

………………………………………………….. 339,7 mm (13 3/8")

- TEHNIČKA KOLONA (cementirana do površine)…….... 244,4 mm (9 5/8")- PRVA SLOBODNO VISEĆA KOLONA……………….... 177,8 mm (7")- DRUGA SLOBODNO VISEĆA KOLONA……………..... 114,3 mm ( 4 1/2

" )

Karakteristike navedenih cijevi, proizašle iz odgovarajućih proračuna, koristeći API standarde, navedene su u narednoj tablici:

PROMJER CIJEVIDEBLJINA

STIJENKE

KVALITETA

MATERIJALA

NOMINALNA

MASA CIJEVI

UNUTRAŠNJI

PROMJER CIJEVI

VRSTA

NAVOJA

VRSTA SPOJNICE

(mm) (") (mm) Po API kg/m(mm) OZNAKA

VANJSKI

PROMJER

(mm)

508,0 20 5,00 Spiralno varena- - - - -

339,7 13 3/8 9,65 J-55 80,78 320,43 Okrugli API K 365,12

244,4 9 5/8 10,03 J-55 59,54 224,42 Okrugli API K 269,90

177,8 7 8,05 J-55 34,27 161,70 Buttres API K 194,46

114,3 4 1/2 7,37 J-55 19,64 99,60 Buttres API D 127,00

K- KRATKA; D – DUGA

Budući da je istražnim bušenjem utvrđeno visoko prisustvo plina H2S u slojnim vodama i soli (u koncentracijama od 40-800 PPM) što može vrlo negativno djelovati na vijek trajanja čelika visoke čvrstoće, sugerira se upotreba čelika, za cijevi, manje čvrstoće (npr. H-40 ili J-55, tvrdoće ispod 14 RC) jer su oni manje podložni djelovanju plina H2S (u praksi je potvrđeno da su čelici ispod 22 RC otporniji na djelovanje H2S). S obzirom na ograničene profile radnih platoa preporučuje se izbor cijevi ranga II (duljine od 7,62 do 10,36 m) radi lakše manipulacije (uglavnom za cijevi 7" i 4 1/2

").

Tehnologija izrade bušotine Bušotinu B-77 treba izvesti kao okomitu, "rotary" tehnologijom i to u četiri etape.

ETAPA A

Ugradnja uvodne kolone cijevi 508,00 mm, do dubine od 20 m, izvodi se metodom bušenja "na suho" u cilju zaštite stabilnosti temelja bušaćeg postrojenja. Kolona služi za osiguranje optoka preko vibratora u etapi bušenja zaštitne kolone. Nastavak bušenja ove okomite bušotine izvodi se modernom tehnologijom rotacijskog bušenja uz stalnu kontrolu okomitosti bušotine.

ETAPA B

Bušenje za uvodnu kolonu 339,70 mm ( 13 3/8") izvodi se dlijetima 444,50 mm (

17 1/2") do dubine 186,00 m (22 m ispod vodonosnog horizonta). Kolonom 13 3/8

" moraju se prekriti podzemne vode arteškog obilježja, koje se nalaze na prelazu iz tortona u sarmat, i iste cementacijom izolirati od kanala bušotine. Okomitost kanala bušotine održavati "visak" stabilizacijom. Opterećenje na dlijeto može biti samo do 50 % mase teških šipki. Kapacitet ispiranja i tlak isplake moraju odgovarati promjeru i dubini kanala bušotine. Kontrolu devijacije kanala bušotine vršiti inklinometrom svakih 18-36 m bušenja. U slučaju porasta kuta nagiba bušotine primijeniti "visak" stabilizaciju, a samo u slučaju da ni to ne daje rezultate, korekciju nagiba izvršiti turbinom. Maksimalna devijacija ne smije prekoračiti 1 % dubine kanala bušotine (na dubini mjerenja).

ETAPA C

Tehnička kolona 9 5/8" treba da bude stabilizirana oko 20 m u solno tijelo, odnosno na

dubinu od 453 m (po sadašnjoj prognozi). Bušenje za ugradnju tehničke kolone 244,47 mm ( 9 5/8

") izvoditi dlijetima 311,20 mm ( 12 1/4" ) do odgovarajuće dubine (400 m). Od dubine 400

m bušotinu bušiti sa jezgrovanjem. Uporabiti jezgreni aparat ( 8 1/2" × 6 3/4

" ) sa promjerom jezgra 101,60 mm ( 4 " ), a uz poseban režim bušenja. Poslije završenog bušenja bušotine, do dubine oko 22 m u solno tijelo, kanal bušotine proširiti na 311,2 mm ( 12 1/4

" ),pomoću dlijeta 12 1/4

" ,sa " pilotom" 8 1/2". Kanal bušotine održavati u dozvoljenim granicama devijacije (do 1

%) na jedan od slijedećih načina: "visak" stabilizacijom, uporabom turbinske bušilice sa kosim prelazom, izmjenom režima bušenja – smanjenjem opterećenja na dlijeto, ili pak drugim mjerama. Do dubine 400 m bušenje izvoditi uz korištenje bentonitske isplake iste kao u etapi B. Od početka jezgrovanja koristiti slanu vodu ( NaCl oko 315 kg/m3 ) sa dodacima bentonita, CMC i drugih neophodnih aditiva, gustine 1250 kg/m3. Za potrebe zaštite breča, solnog tijela i njegove podine od nepoželjnog djelovanja isplake, predvidjeti i razraditi i druge tipove olakšanih isplaka (pjenušavci i drugo). U svakom slučaju nužno je pratiti količine isplake radi utvrđivanja eventualnih gubitaka. Kroz breče, solno tijelo i dio podine bušiti sa isplakama što niže gustoće i najmanjim odnosno nužnim tlakovima ispiranja. U tijeku izrade kanala bušotine potrebno je predvidjeti da se u slučaju dotjecanja vode ili gubitka isplake, prethodnim cementacijama zabrtve šupljine odnosno veze kanala bušotine sa okolnim masivom, posebno brečama, neposredno iznad solnog tijela. Bušenje kanala bušotine u soli ispod kolone ( 9 5/8

") može se nastaviti 9 dana nakon izvršene cementacije. Za ovo vrijeme ne smiju se vršiti nikakva ispitivanja.

ETAPA D

Kanal bušotine kroz ležište soli (i dio podine) izvesti stabiliziranim jezgro aparatom (promjer stabilizera 8 1/2

" ) nominalnog promjera 6 3/4" sa krunama 8 1/2

" (najbolje se koristiti vidija krunama u cilju izbjegavanja devijacije) i promjerom jezgra 4 ". Za ovaj dio bušotine tip i reološka svojstva isplake mogle bi biti: zasićena slana isplaka sa dodacima bentonita, CMC NaCl, NaOH gustoće 1250 - 1300 kg/m3 (u slučaju potrebe i niža).

Imajući u vidu okomitost, bušenje voditi sa "visak" stabilizacijom pri minimalnom opterećenju na krunu (1-2 tone zbog toga što kamena sol ima vrlo malu tvrdoću na trenje) i pri određenom malom broju obrtaja. Bušenje završiti oko 10 m ispod podine ležišta. Kanal bušotine u podinskim stijenama, sa oko 5 m kanala bušotine u soli, zapuniti – likvidirati pomoću cementne kaše čija svojstva odgovaraju cementnoj kaši korištenoj za cementaciju kolone Ø 9 5/8

".

Cementacija bušotine i ispitivanje zaptivenosti

Polazeći od dosadašnjih negativnih iskustava već realiziranih pet istražno eksploatacijskih bušotina na Tetimi, ovaj dio se u Dopunskom rudarskom projektu mora posebno obraditi, vodeći računa o slijedećem:

- sve cijevi, a posebno navojne spojeve, detaljno pregledati prije ugradnje, a na cijevima predvidjeti uporabu centralizera i skrečera,

- sve cijevi se moraju pri ugradnji dotezati prema API standardu, a izvođač mora izvršiti izbor kvalitetne masti za podmazivanje (jer je poznato da osim dobrog momenta dotezanja i od toga dosta ovisi zaptivenost kolone),

- propisati obavezu ispiranja bušotine slanicom prije cementacije kolone 9 5/8";

- pri cementaciji kolone 13 3/8" (koja mora kako je naprijed navedeno prekriti

artešku izdan koja se nalazi između tortona i sarmata), izabrati sulfatno otporne cemente i odrediti vrijeme (3 dana) nakon koga se pristupa ispitivanju zaptivenosti ove kolone i ispitne tlakove (i za kolonu cijevi i za ispitivanje zaptivenosti cementacijskog plašta);

- gustoća cementnih kaša, za cementiranje kolone 9 5/8" podesiti prema stvarnim

uvjetima u masivu, izbjegavajući da se prevelikom gustoćom cementnih kaša i neadekvatnim tlakovima potiskivanja ne frakturiraju breče ili masiv u drugim oslabljenim zonama. U tom cilju razraditi primjenu olakšanih cementnih kaša za gornji dio bušotine ("vršni"). Za donji dio cementacije ("repni") predvidjeti cementnu kašu koja odgovara uvjetima cementacije bušotina za skladištenje nafte,

- predložiti način ispitivanja zaptivenosti svih kolona uz napomenu da se to ne smije izvoditi agregatom na bušaćem postrojenju, već ručnom crpkom na bušotini koja je zapunjena slanom vodom,

- predvidjeti da se ispitivanja zaptivenosti navojnih spojeva kolone Ø 13 3/8" vrši

nakon bušenja cementnog čepa do 1 m ispod posljednjeg navojnog spoja (koji povezuje dvije cijevi),

- predložiti kriterije kod kojih se može smatrati da je unutrašnja zaptivenost kolone (navojnih spojeva) zadovoljavajuća,

- ispitni tlak na glavi bušotine ne bi trebao da bude veći za više od 10 % od nužno potrebnog tlaka koji će vladati u bušotini u toku eksploatacije i koji je potreban da se zatvori optočni krug tehnoloških medija (tehnološke i slane vode) na potezu: crpna postaja, razdjelno sabirna postaja, bušotina B-77, ponovno sabirno razdjelna postaja i spremnici slanice na industrijskom krugu,

- nakon ugradnje kolone 9 5/8" u bušotinu, ispitivanja zaptivenosti bušotine,

odnosno njezinog cementnog plašta prema okolnom masivu, ne smije se vršiti prije 21 dan (od dana završene cementacije) i to nakon bušenja cementnog čepa za 1m ispod stope kolone cijevi, a pri zapunjenoj bušotini slanom vodom;

- ispitni tlak za cementni plašt (nakon cementacije kolone Ø 9 5/8") mora biti

minimalno potreban. To znači da ispitni tlak na glavi bušotine može biti uvećan za 10 % od nužno potrebnog tlaka za zatvaranje optočnog kruga tehnoloških medija (tehnološke i slane vode) na potezu: crpna postaja, razdjelno sabirna postaja, bušotina B-77, ponovno sabirno razdjelna postaja i spremnici slanice na industrijskom krugu;

- glede gubitka isplake u bušotini, tijekom bušenja, a što može imati negativan utjecaj na kasnije cementacije, bitno je predvidjeti da se tip i reološke osobine mogu podešavati prema aktualnom stanju masiva. To znači da se u slučaju manjih gubitaka predvidi uporabu olakšanih isplaka uz dodatke punila (celofanski listići, obasil, repini rezanci i sl.), a u težim slučajevima predvidjeti polaganje cementnih čepova uz dodatke punila i ubrzivača vezivanja;

- dio kanala bušotine, koji je probušio podinu radi definiranja određenih istražnih pokazatelja, nakon ispiranja zasićenom slanicom, likvidirati postavljanjem kvalitetnog cementnog čepa i

- poslije likvidacije donjeg dijela kanala bušotine (minimalno nakon 3 dana) izvršiti ispitivanje cijele bušotine sa tlakom 10 % većim od maksimalnog tlaka predviđenog u tijeku otapanja.

Okvirni plan ispitivanja i istraživanja na bušotini B-77 Ispitivanja i istraživanja u tijeku bušenja:

a) Geofizički karotaž

Kompleksna karotažna mjerenja obavit će se u tri etape u otvorenom kanalu bušotine, prije ugradnje kolona Ø 13 3/8

", Ø 9 5/8" i po završetku bušenja. Mjerenja će obuhvatiti:

- prirodnu radioaktivnost ( γ );- neutron (η - γ );- temperaturu;- promjer bušotine;- devijaciju bušotine i- akustični karotaž (samo za cementaciju kolone Ø 9 5/8

" ). Nakon ugradnje i cementacije kolona izvršiti CBL snimanja ili druga alternativna mjerenja (Ra izotop uz kontinuirano mjerenje temperatura) budući da je, zbog velikog promjera kolone uspješnost kvantitativne interpretacije CBL-a na donjoj granici.

b) Hidrogeološka ispitivanja

U zoni 100-200 m očekuje se gubitak isplake ili priliv podzemnih voda. Po potrebi nadzorni organ će odrediti koja ispitivanja da se izvrše. Na kontaktu masivni lapor-breča, kao i u neposrednoj podini soli i laporima, eventualne pojave podzemnih voda treba ispitati DST metodom.

c) Jezgrovanje

Kontinuirano jezgrovanje počinje od 400 m do završetka bušotine. Ostala ispitivanja vršiti prema nalogu nadzornog organa.

9.3.PROGRAM IZGRADNJE BUŠOTINE B-77

9.3.1. CILJ IZRADE PROGRAMA

Obveza izrade ''Programa izgradnje bušotine B-77 na ležištu soli Tetima'' proistječe iz Ugovora za izgradnju bušotine B-77 zaključenog između D.D. Rudnik soli ''Tušanj'' kao investitora i ''CROSCO'', Naftni servisi d.o.o. –Zagreb kao izvođača.Program je izgrađen na temelju rješenja danih u:

1. "TEHNIČKOM PROJEKTU BUŠENJA I OPREMANJA EKSPLOATACIONIH BUŠOTINA ZA EKSPLOATACIJU LEŽIŠTA KAMENE SOLI TETIMA SA POVRŠINE TERENA", izrađenom 1988. godine od strane "GEOTEHNIKA-ZAGREB OOUR-a za specijalne građevinske i hidrološke radove"

2. ''DOPUNSKOM RUDARSKOM PROJEKTU BUŠENJA I OPREMANJA ISTRAŽNO EKSPLOATACIONE BUŠOTINE B-77 NA LEŽIŠTU KAMENE SOLI TETIMA'', izrađenom u kolovozu 2003. godine od strane D.D. Rudnik soli Tušanj Tuzla

U ''Programu'' su ugrađeni rezultati i iskustva dobivena tijekom izrade prvih 5 eksploatacijskih bušotina u istočnom dijelu ležišta Tetima, te dani granični uvjeti pojedinih tehnoloških pokazatelja u odnosu na etape izgradnje bušotine B- 77. Bušotina odgovara namjeni ako se uz traženu okomitost postigne i zaptivenost sustava. Isto tako, da bi se osigurala projektirana eksploatacijska dob bušotine potrebno je da se cementacija obložnih kolona cijevi izvede od pete kolone cijevi pa sve do površine terena.Preporuča se Investitoru da se u tijeku izgradnje kanala bušotine 12 ½'' i 8 ½'' laboratorijskim pokusima utvrde deformacijska svojstva neposredne krovine solnog tijela, solnog tijela i podine.Nakon dobivanja stvarnih podataka mogu se točno utvrditi frakturni tlak, ispitni tlak i radni tlak za bušotinu B- 77.Likvidaciji podinskog dijela bušotine izvesti samo u slučaju da su deformacijska svojstva podine nepovoljnija nego deformacijski pokazatelji solnog masiva.

Bušotine za proizvodnju slane vode kontroliranim otapanjem solnih naslaga po svojoj se konstrukciji, u suštini, ne razlikuju od sličnih za dobivanje nafte, plina vode i dr.Zbog svojevrsnosti procesa otapanja solnih naslaga u podzemnim komorama, eksploatacijske bušotine treba da ispune slijedeće uvjete:

- definiranje eksploatacijske visine sloja,- dobivanje potrebnih hidrogeoloških podataka,- dobivanje geomehaničkih, kemijskih i fizičkih svojstava soli,- osiguranje sigurne izolacije okna od površine,- određenu okomitost bušotine,- definiranje promjene temperature masiva po dubini i- potreban vijek eksploatacije.

Suvremene metode eksploatacije ležišta soli kontroliranim otapanjem kroz bušotine obuhvaća uporabu dviju pokretnih kolona cijevi (središnja i vanjska), dok se postupci eksploatacije s jednom pokretnom kolonom cijevi rabe samo izuzetno. Promjeri, razmještaj i ugradnja pokretnih kolona cijevi trebaju osigurati povratni optok tekućine (uz mogućnost promjene smjera optoka), a prstenasti prostor iza vanjske pokretne kolone mogućnost ubacivanja i izvlačenja izolanta. U praksi se susreću različiti promjeri kolona cijevi, izabrani na temelju najpovoljnije brzine (oko 1 m/s) strujanja tekućine za očekivani kapacitet, ali promjer obložne kolone ne prelazi 0,34 m. Obložna kolona cijevi se ugrađuje i zaptiva od razine projektiranog stropa komore (dubina krovine solnog tijela plus visina stropne police) do površine terena.Brtvljenje prstenastog prostora između obložne kolone cijevi i kanala bušotine izvodi se postupkom utiskivanja cementne kaše. Pri tome je bitno da se ispunjavanje ovog prostora izvede do površine terena a suprotan postupak, obično dovodi do gubljenja zabrtvljenosti u normalnoj proizvodnji. Cementna kaša treba da ispuni uvjete dobre penetracije, dobre adhezije sa kolonom cijevi i okolnim masivom, te postojanosti cementnog kamena otpornog na agresivna svojstva nadsolnih voda i slane vode. Određivanje čistoće vode, postojanosti i vodopropusnosti cementnog kamena ispituje se u laboratoriju

Konstrukciju bušotine određuje očekivana produktivnost komore, na temelju koje se određuje promjer okna i razmještaj obložnih i pokretnih kolona cijevi (slika 9-3).

Slika 9-3: Osnovni modeli eksploatacijskih bušotinaa- klasičan postupak, b-pričuvni postupak

1- eksploatacijska glava, 2- uvodna kolona cijevi, 3-obložna kolona cijevi, 4- vanjska pokretna kolona cijevi,

5- središnja pokretna kolona cijevi

Namjena eksploatacijskih bušotina

Bušotine odgovaraju svojoj namjeni ako se uz traženu okomitost kanala osigura i zabrtvljenost cjelokupnog hidrauličkog sustava. Pored navedenog, izradom eksploatacijskih bušotina po različitim postupcima, dobiju se podaci za definiranje eksploatacijskih pokazatelja.Eksploatacijska visina sloja određuje se na osnovi detaljnog geološkog profila bušotine izrađenoga na osnovu dobivene jezgre po cijeloj visini solnog tijela. Geološki profil svake bušotine treba da ima:

- kutove zalijeganja slojeva soli, podine i krovine solnog tijela i laporastih proslojaka unutar solnog tijela,

- teksturu i strukturu solnog tijela,- položaj i debljinu laporastih proslojaka unutar solnog tijela,- odnos soli i laporastih proslojaka u solnom tijelu,- eventualne diskontinuitete u solnom tijelu i- temeljne značajke krovinskih naslaga (do površine) i neposredne podine solnog tijela.

Polazeći od činjenice da ležišta kamene soli uvijek prate pojave vode, nužno je da se geofizičkim i hidrogeološkim ispitivanjima za svaku bušotinu, utvrde sve zone priliva ili gubitka tekućine, prazni prostori, kemijski sastav vode itd. Podaci služe za izbor cementne kaše i razradu postupka cementacije obložne kolone cijevi. Kemijska i fizička svojstva solnog tijela utvrđuju se različitim ispitivanjima uzoraka jezgra soli po cijeloj visini solnog tijela.Fizička svojstva:

- volumena masa- specifična masa- vlažnost- poroznost i pokazatelj pora- brzina prostiranja elastičnih talasa

Kemijska svojstva soli koje se utvrđuju su:- srednji sadržaj soli u solnom tijelu- sadržaj ostalih topljivih primjesa- sadržaj netopljivih primjesa- prognozni sastav slane vode- koncentracija zasićenja slane vode u ovisnosti o temperaturi- ovisnost gustoće i koncentracije slane vode.

Mehanička svojstva soli dobiju se utvrđivanjem ovih pokazatelja:- otpornosti na jednoosni tlak- otpornosti na zatezanje- otpornosti na savijanje- mehaničke otpornosti i veličina složenog naponskog stanja- reoloških svojstava- kohezije i kuta unutrašnjeg trenja i dr.

Deformacijska svojstva:- modul elastičnosti- modul deformacije- Poassonov pokazatelj

Kod utvrđivanja tehnoloških pokazatelja neizostavno se utvrdi veličina radnog tlaka u komori (metodom predviđanja ili pokusima).Osim utvrđivanja navedenih pokazatelja u fazi izgradnje bušotine treba registrirati sve pojave izdvajanja plinova te utvrditi temperaturni gradijent.Najviše srednje odstupanje kanala bušotine od projektiranog smjera dopušta se do 1% uz mjesni otklon do 3o. Veća iskrivljenja kanala bušotine otežavaju, ponekad i sprečavaju, ugradnju i izgradnju pokretnih kolona cijevi, spuštanje uređaja za nadzor i znatno utječu na razvoj komore, i u pojedinim poprečnim presjecima, tako i po cijeloj visini komore.

9.3.2. OSNOVNI POKAZATELJI BUŠENJA BUŠOTINA NA LEŽIŠTU KAMENE SOLI TETIMA

Analizom pokazatelja bušenja prvih pet bušotina na ležištu soli “Tetima” (usmjerene i okomite) (tablica 9-1) utvrđeno je da:

- vrijeme izrade bušotina je oko 30 dana. Više vremena je utrošeno na sanaciju gubitaka optoka (na T-97 oko 30 dana) ili radi zastoja zbog kvarova na postrojenjima i čekanja na cementaciju ili EK mjerenja;

- djelotvornost bušenja je veća kod usmjerenog bušenja, jer se može primijeniti pogodniji režim (rezultati T-97);

- u svim okomitim bušotinama primijenjen je sustav tzv. turbo-usmjerenog bušenja radi dovođenja kanala bušotine na odstupanje manje od 1% od okomite dubine. Nove sisaljke GARDNER DENWER, 367 103 W, pokazale su dobre rezultate;

- primjena optimalnih tipova dlijeta pridonosi većim učincima bušenja. U bušotinama T-92 i T-87 primijenjena su neodgovarajuća dlijeta, što je smanjilo brzinu turbo-bušenja. Optimalni tip dlijeta je S-3 (CODE-1-3-6), a mogla bi se primijeniti i ona jeftinija (CODE-111);

- broj mjernih točaka za praćenje odstupanja od okomice, jednak je kod okomitih i usmjerenih bušotina, tj. utrošak vremena je isti;

- uzimanje jezgara izvođeno je uređajem “CH” 0,171-0,102 m, krunama od 0,216 m s dijamantima 4 zrna po karatu s jednom ili dvije sekcije. Dobiveno je 90 do 100% jezgre soli bez zaklinjavanja. Za učinkovitije uzimanje jezgara treba primijeniti krunu “PDC”, kojom bi se postizale 3 do 4 puta veće brzine.

- dubina ugradnje kolone promjera 0,34 m znatno utječe na utrošak cijevi, pa je u T-97 ova kolona ugrađena do 78 m dubine i ušteđeno je oko 6 · 103 kg cijevi.

Tablica 9-1: Pokazatelji rezultata bušenja prvih pet solnih bušotina (usmjerene i okomite) na ležištu soli ''Tetima'' -istočni revir

9.3.3. OSNOVNI PODACI BUŠOTINE B-77

Bušotina B-77 izvodi se kao šesta u istočnom dijelu ležišta soli Tetima. Koordinate izabrane lokacije za bušotinu B-77 su :

- y = 6 561 017,380- x = 4 937 769,550- z = 431,000

Zemljište iznad ležišta je brdovito, šumovito, slabo naseljeno, topografski veoma složeno sa velikim padinama, uz postojanje mnogih plitkih klizišta. Ovakvi površinski uvjeti stvaraju velike poteškoće kod izgradnje radnih platoa za bušenje i pristupnih putova, u transportu bušaćeg postrojenja na lokaciju bušenja, u transportu cijevi za pocjevljenje bušotine i svih materijala koji su neophodni u toku izgradnje bušotina.

Prognozni geološki profil bušotine B-77

Bušotina B-77 locirana je u istočnom reviru ležišta Tetima na kojem je prethodno izbušeno 5 istražno eksploatacijskih bušotina: B-78, B-86, B-87, B-92 i B-97. Na temelju podataka iz ovih bušotina, a također i podataka iz istražne bušotine TD-11 izrađen je prognozni geološki profil bušotine B-77 (slika 9-4), u kojem su izdvojeni slijedeći karakteristični slojevi:

- 0-87 m pješčar i lapor u izmjeni. Pješčar kompaktan, lapor laminirani (panon);- 87-164 m lapor i pješčar u izmjeni. Lapor tamno-siv kompaktan, pješčar;- 164-322 m lapor tamno-siv i kompaktan, sa rijetkim proslojcima pješčara i

vapnenca (gornji torton);- 322-418 m lapor tamno- siv i smeđ, masivan i kompaktan (donji torton);

4

- 418-433 m breča od trakastog lapora i pelita sa vezivom od sivog lapora (potencijalni vodonosni horizont sa mogućnostima postojanja dodira);

- 433-595 m sol kamena siva i bijela, sitno do krupna zrna sa uklopcima i proslojcima trakastog ispucanog lapora 1 mm – 1 cm veličine. U podini trakasti anhridit do 10 cm (budigal i helvet);

- 595 m lapor trakast siv i sivo-smeđ (djelomično vodonosni – zaostale vode), tektonsko poremećen.

Proslojci unutar kamene soli djelomično su tektonski poremećeni i pod različitim nagibima koji dosežu i do 70o .

Slika 9-4: Prognozni geološki profil bušotine B- 77

6

9.3.4. OSNOVNA SVOJSTVA FRAKTURIRANIH LEŽIŠTA

Izučavanje frakturiranih ležišta zahtijeva uspostavu korelacijskog odnosa između mehanizma frakturiranja i geoloških posljedica koje nastaju.Rezultat treba da bude određivanje pouzdane teorije procesa frakturiranja i točnih dijagnoza osobina fraktura u frakturiranom ležištu.Suvremene metode projektiranja eksploatacije ležišta pomoću bušotina podrazumijevaju dobivanje svih podataka o stijenama i fluidima u ležištu. Navedeni podaci se ekstrapoliraju na cijelo ležište.Kod postupka utvrđivanja geometrijskih i tehnoloških pokazatelja kod bušotinske eksploatacije mineralnih sirovina (BEMS) u osnovne podatke, između ostalih, spadaju :

o frakturni tlak (pf),o tlak utiskivanja (pu),o ispitni tlak (pi) io radni tlak (pr).

Fraktura

Ovisno od stajališta dane su različite definicije. Na primjer, gledano sa geomehaničkog stajališta, fraktura je površina na kojoj je nastupio gubitak kohezije.Lomljenjem materijala dolazi do gubitka kohezije, a tada je fraktura posljedica lomljenja.Frakture mogu biti :

o prirodne io izazvane

PRIRODNE FAKTURE najčešće su posljedica tektonike nastale nabiranjem ili rasjedanjem.Frakturiranje ponekad može biti izazvano različitim brzinama dijageneze i litifikacije.Frakture mogu nastati kao posljedica promjene volumena stijene (gubitak vode iz šejla, promjena temperature eruptivnih stijena).IZAZVANE FRAKTURE nastaju kao posljedica djelovanja na jezgro mehaničkih naprezanja, a u ležištu, odnosno bušotini ili komori, uslijed povišenog tlaka tekućine, ponekad i plina.Stupanj frakturiranja se definira utvrđivanjem slijedećih pokazatelja :

o otvorenošću,o veličinom,o distribucijom io usmjerenošću fraktura.

Naravno, ovi pokazatelji ovise od naprezanja, tipa stijene (lako lomljive ili elastične), strukturnih uvjeta, geostatskog tlaka (dubine zalijeganja), litologije, debljine sloja i dr.Frakture kod kojih se definira relativno pomjeranje nazivamo rasjedi, dok se frakture u kojima nema pomjeranja definiraju kao pukotine.Međutim, frakture se mogu definirati kao diskontinuitet koji razdvaja stijenu u blokove dulj pukotina, prslina, dulj kojih nema pomjeranja usporednim ravnima diskontinuiteta.Uopćeno se može prihvatiti postavka da se sve pukotine u stijeni mogu zvati frakturama.Geološka sredina određuje sve pokazatelje u procesu frakturiranja.Najlakše se frakturiranju ležišta sa lomljivim kolektor stijenama male poroznosti. U ovom slučaju frakture su velike i veoma rasprostranjene.Kod manje lomljivih stijena i koje imaju visoku integralnu poroznost, frakture su obično ograničenog prostiranja i male otvorenosti.

Na slici 9-5 je dan primjer sedimentnog solnog ležišta sa frakturiranim slojem u podini.

Slika 9-5: Shema solnog ležišta (B), sa nefraktuiranim (A) i frakturiranim (C) slojevima

Granični uvjeti frakturiranja

Pokazalo se da su kratkotrajni triaksijalni pokusi kompresije u laboratorijskim uvjetima, kod određivanja svojstava stijena, nesigurni. Stoga se u zadnje vrijeme koristi granica elastičnosti, odnosno koristi se činjenica da na krivoj napon – deformacija postoji granični napon preko kojeg linearni odnos napon – deformacija više ne važi.Ova granica, koja se predstavlja jasnom nelinearnošću na krivoj napon – deformacija, počinje prije frakturiranja, kao rezultat procesa stvaranja mikropukotina u stijeni.Kada se narisa razlika 1 - 3 u ovisnosti od geostatskog tlaka, kako je dano na krivoj (slika 9-6), dobiva se kriva frakturiranja stijene.Kriva je predstavljena u pojednostavljenom obliku pomoću dvije prave crte, gdje promjena nagiba odgovara prijelazu između zone lomljenja i elastičnosti.Minimalni napon, potreban za stvaranje frakture, izražava se odnosom između glavnog napona 1, modula elastičnosti E, moćnosti H i zavoja R :

1

gdje:

ima značajke pseudo krivine.

Kritična vrijednost pseudo krivine za vapnence, pri kojoj dolazi do frakturiranja kreće se u području 10 -4 .Na temelju ovih empirijskih granica može se očekivati pojava frakturiranja u svakom momentu kada je ispunjen odnos :

10 - 4

8

Slika 9-6: Diferencijalni napon u ovisnosti od geostatskog tlaka (za krečnjake)

Frakturiranje stijena je složena pojava i kod izrade bušotina ili u bušotinskoj eksploataciji se dešava kada je tlak isplake ili tekućine (pulpe) jednak ili veći od minimalnog tlaka matriksa.Pri ovom tlaku tekućina penetrira u porni prostor matriksa. Daljnji porast tlaka izaziva sabijanje matriksa. Sabijanje matriksa je najveće u smjeru minimalnog naprezanja.Kada tlak tekućine pređe vrijednost minimalnog naprezanja matriksa i pornog tlaka, dolazi do frakture matriksa i fraktura se širi normalno na najmanje glavno naprezanje.Da bi se spriječila fraktura, tlak tekućine (pt) treba da bude:

pt v + pp

Vodoravno naprezanje matriksa ovisi od okomitog naprezanja (o) i ako se problem pojednostavi može se dobiti na temelju izraza:

Postoji više metoda predviđanja frakturnog tlaka, kao : Hubbert – Willis -ova jednadžba Matthews – Kelly -eva korelacija Ben Eaton -ova korelacija

Po Hubbert – Willis -ovoj jednadžbi, tlak frakturiranja (pf) iznosi:

Mathews i Kelly su utvrdili da tlak frakturiranja ne zadovoljava uvijek relaciju da je:

pf = min + pp ,

već da min ovisi i od dubine zalijeganja sloja, odnosno:

Za slojeve do dubine 1 200 m F 0,3 – 0,5.Ben – Eaton-ova korelacija u konačnom obliku glasi:

Tlak frakturiranja, frakturni gradijent i tlak utiskivanja

Tlak frakturiranja je tlak na kome dolazi do gubitka kohezije stijene (loma).Kod pojave loma stijene tekućina (isplaka, pulpa) se utiskuje u stijenu (kolektor).Frakturni gradijent se izražava:

kg/m3, gustoća stupca tekućine bar/m, porast tlaka sa dubinom bar za H, vrijednost frakturnog tlaka na danoj dubini H

Vrijednost frakturnog gradijenta (fg) ovisi o dubini i tipu sedimenata, i približno iznosi:

fg = 0,136 – 0,180 bar/m (dubina 1- 500 m)

Za dublje, normalno konsolidirane slojeve (lapori, gline, soli, anhidrit i dr.) :

fg = 0,226 bar/m

Kod određivanja radnog tlaka mora se zadovoljiti odnos :

pr < pi < pf

Frakturni tlak se određuje: metodama previđanja laboratorijskim pokusima ispitivanjima tlakom – LOT postupak (''Leak – off test'')

Ispitni tlak treba da je manji ili najviše jednak frakturnom tlaku.Ispitivanja tlakom se ograničavaju vremenski (30 minuta) i veličinom koja je manja od 80 % unutrašnje granice naprezanja najslabijih dijelova obložne kolone cijevi.Ispitivanja u otvorenom kanalu bušotine izvode se tlakom koji je manji od frakturnog tlaka.Ispitivanja zaptivenosti podzemnih komora su znatno kompleksnija i temelje se na mjerenjima tlaka, odnosa ulazne i izlazne količine tekućine ili plina i vizualnom promatranju. Mora se uključiti i utjecaj konvergencije, divergencije, temperature, promjene volumena i dr.

Radni tlak treba da bude manji od ispitnog tlaka za vrijednost pokazatelja sigurnosti, i to u granicama oko 20 %.Ispitivanje postojanja prirodnih faktura izvodi se tijekom izgradnje bušotina, i to za:

o krovinske sedimente (slojeve),o eksploatacijski sloj io podinski sloj.

Ispitivanja se izvode na temelju snimanja dobivenog jezgra iz bušotine i ekstrapoliraju na cijelo ležište.Kod postojanja prirodnih faktura utvrđuje se njihova otvorenost, veličina, distribucija i usmjerenost.

Frakturni i radni tlak za ležište soli ''Tetima''

U projektnoj dokumentaciji eksploatacije ležišta kamene soli ''Tetima'' nije utvrđen frakturni, odnosno radni tlak.

Fizičko – mehanička svojstva krovnih naslaga i soli rađena su u laboratorijima, na uzorcima iz istražnih i istražno – eksploatacijskih bušotina (tablica 9-2).

Tablica 9-2: Fizičko-mehanička svojstva krovnih naslaga i soli

Bušotina

Visoka krovina Neposredna krovina

LAPOR

Neposredna krovina

BREČA Sol

min max sr min max sr min max sr min max sr

TD - 21 0,14 0,27 0,205 0,436 0,44 0,438

TD – 22 0,16 0,17 0,165 0,22 0,26 0,24 0,44 0,442 0,441

B – 86 0,305 0,44 0,381 0,41 0,44 0,43 0,33 0,40 0,35

B – 92 0,31 0,32 0,314 0,41 0,44 0,415 0,33 0,39 0,34

B - 97 0,36 0,40 0,37

Deformacijska svojstva (modul elastičnosti, modul deformacije i Poassonov pokazatelj) rađena su za bušotine B-87, B-92 i B-97, i to za solno tijelo i neposrednu krovinu (breča i lapor).Ispitivanja deformacijskih svojstava za podinu nisu rađena, dok su za visoku krovinu rađena samo kod istražne bušotine TD-22 (tablica 9-2).Frakturni tlak dobivamo iz jednadžbe:

U ovisnosti od konstrukcije i geološkog profila bušotine frakturne tlakove, odnosno frakturne gradijente utvrditi ćemo posebno za visoku krovinu (do dubine 160m- vodonosni horizont) i za solno tijelo na dubini pete kolone cijevi 9 5/8'' (453m).

Kanal 17 ½'' ÷ vodonosni sloj H = 160 m

11

Zamjenom vrijednosti dobivamo

pf = 22,10 bara ili fg = 0,138 bar/m

Na dubini ugradnje pete kolone 9 5/8'' – H = 453 m, pp = 0, pa frakturni tlak ima vrijednost vodoravnog naprezanja matriksa, odnosno:

Zamjenom vrijednosti dobivamo:

Frakturni gradijenti fg imaju vrijednosti:fg min = 0,12 bar/mfg max = 0,16 bar/mfg sr = 0,14 bar/m

Frakturni tlak i frakturni gradijent za bušotinu B-77 računati su za vrijednosti Poassonovog pokazatelja za bušotinu B-86 (tablica 9-2), čija je lokacija neposredno do lokacije bušotine B-77..

Gradijent cementne kaše gustoće 1 400 kg/m3 i uz optočne otpore oko 10 bara (kolona 9 5/8'') i oko 5 bara (kolona 13 3/8''):

f ck = 0,159 bar/m (9 5/8'')f ck = 0,164 bar/m (13 3/8'')

Gradijent cementne kaše za cementaciju kolone 13 3/8'' je:

f ck = 0,159 bar/m > fg = 0,138 bar/m

Gradijent cementne kaše za cementaciju kolone 9 5/8'' je:

fg min = 0,12 bar/m < f ck = 0,159 bar/m < fg max = 0,160 bar/mGradijent isplake za gustoću od 1 200 kg/m3 je:

f is = 0,118 bar/m

Ove vrijednosti gradijenta isplake i kada tlak u tlačnom vodu ne prelazi vrijednosti optočnih otpora tijekom izrade kanala bušotine neće prouzročiti frakturiranje slojeva. Eventualni djelomični ili potpuni gubitak optoka može biti posljedica nailaska kanala bušotine na porozne ili karstificirane sredine.

Optočni otpori pri bušenju

Bušenje dlijetima

12

Kanal 17 ½'' (445 mm) ÷ Q = 2 600 l/min, H = 186 m

Otpori: - kroz bušaće šipke (5'') 2,33 bara- kroz teške šipke (30 m) 3,65 bara- kroz mlaznice dlijeta 34,00 bara- kroz tlačni vod 5,00 bara- anularni otpori 1,00 bar

U K U P N O 45,98 bara

Kanal 12 ¼'' (311 mm) ÷ Q = 2 400 l/min, H = 453 m

Otpori: - kroz bušaće šipke (5'') 8,6 bara- kroz teške šipke (55 m) 5,0 bara- kroz mlaznice dlijeta 35,0 bara- kroz tlačni vod 4,0 bara- anularni otpori 3,0 bar

U K U P N O 55,6 bara

Kanal 8 ½'' (216 mm) ÷ Q = 1 500 l/min, H = 605 m

Otpori: - kroz bušaće šipke (5'') 5,0 bara- kroz teške šipke (55 m) 7,5 bara- kroz mlaznice dlijeta 45,0 bara- kroz tlačni vod 3,0 bara- anularni otpori 4,5 bar

U K U P N O 65,0 bara

Turbo bušenje

Optočni otpori kod turbo bušenja su veći nego kod izrade kanala dlijetima. To je posljedica većih otpora u turbo bušilici nego u mlaznicama dlijeta.Optočni otpori turbo bušilice iznose:

17 ½'' (445 mm); Q = 2 600 l/min; 7 ½'' x 75 ............. 45 bara

Ukupni otpori ovise o dubini bušotine i treba da budu do 55 bara.

12 ¼'' (311 mm); Q = 2 400 l/min; 7 ½'' x 70 .............. 38 bara

Ukupni otpori ovise o dubini kanala bušotine i kreću se do 58 bara

8 ½'' (216 mm); Q = 1 500 l/min; 6 ½'' x 60 ................ 47 bara

13

Ukupni otpori ovise o dubini bušotine i kreću se do 62 bara.

Napomena: Ukupna vrijednost optočnih otpora daje veličinu tlaka u tlačnom vodu isplačne crpke.

9.3.5. KONSTRUKCIJA BUŠOTINE I NJENO POCJEVLJENJE

14

Slika 9-7: Konstrukcija bušotine B-77Konstrukcija bušotine 20'' x13 3/8'' x 9 5/8'' x 7'' x 4½'' obuhvaća ugradnju 3 obložne kolone cijevi i dvije slobodno viseće eksploatacijske kolone cijevi (slika 9-7).

15

Uvodna cijev 508 mm (20 ''), ugrađuje se do dubine 20 m i betonira do površine. Obložna kolona cijevi I 340 mm (13 3/8'') ima za cilj prekrivanje plićih nestabilnih stijena i vodonosnih horizonata.Obložna kolona cijevi II 245 mm (9 5/8) treba osigurati zaptivenost kanala bušotine i spriječiti bilo kakvo međuslojno komuniciranje plinovitih i tekućih fluida. Ova kolona se ugrađuje 20 metara u krovinu slojnog masiva i cementira se do površine.Slobodnoviseće eksploatacijske kolone 178 mm (7'') i 114 mm (4 ½'') trebaju da osiguraju nesmetani optok tehnološke i slane vode, a prstenasti prostor iza vanjske pokretne kolone cijevi mogućnost manipuliranja ubacivanja i izvlačenja izolanta.

Tablica 9-3: Pokazatelji cijevi – API standard

PROMJER

CIJEVI

DEBLJINA

STIJENKE

KVALITETA

MATERIJALA

NOMINALNA

MASA CIJEVI

UNUTARNJI

PROMJER

CIJEVIVRSTA

NAVOJA

VRSTA SPOJNICE

(mm) (") (mm) Po API kg/m(mm) OZNAKA

VANJSKI

PROMJER

(mm)

508,0 20 5,00 Spiralno varena- - - - -

339,7

13 3/8 9,65 J-55 80,78 320,43

Okrugli

API K 365,12

244,4

9 5/8 10,03 J-55 59,54 224,42

Okrugli

API K 269,90

177,8 7 8,05 J-55 34,27 161,70

Buttres

API K 194,46

114,3

4 1/2 7,37 J-55 19,64 99,60

Buttres

API D 127,00

9.3.6.TEHNOLOGIJA BUŠENJA

9.3.6.1. TEHNOLOGIJA BUŠENJA KANALA BUŠOTINE ZA UVODNU

KOLONU

Kanal bušotine za uvodnu kolonu 800 - 1000 mm izvodi se metodom bušenja ''na suho'', kako bi se izbjeglo kvašenje podloge temelja bušaćeg postrojenja. Ova kolona osigurava protjecaj isplake preko vibratora kod bušenja za obložnu kolonu cijevi I.Nakon izrade kanala, uvodna kolona se u bušotinu postavlja okomito i cementira do površine.

9.3.6.2.TEHNOLOGIJA BUŠENJA KANALA BUŠOTINE 17 ½'' (444,5

mm)

Izrada kanala bušotine za obložnu kolonu cijevi I 340 mm (13 3/8'') izvodi se dlijetima 17 ½'' (444,5 mm), do dubine 186,0 m (10 m ispod vodonosnog sloja).Sastav alata:

- dlijeto, žrvanjsko 17 ½'';- stabilizator 17 ½'';- nemagnetska teška šipka 8 3/4'' (5 ½ '' IF);- stabilizator 17 ½'' ;- teške šipke 8 3/4'' (5 ½ '' IF);- teške šipke 7'', 2 kom. (4 ½'' IF);- bušaće šipke 5'';

Ukupna masa krutog alata u isplaci gustoće 1 200 kg/m3 iznosi približno 11 t, i sa 90 % tog alata izvodi se opterećenje na dlijeto.Režim bušenja:

- opterećenje na dlijeto 1 – 9 t;- broj okretaja dlijeta 80 – 120 min-1

- kapacitet sisaljke 2 600 l/min;- tlak u tlačnom vodu do 45,98 bara;

Program isplake:

Za izradu 9 %-tne bentonitske suspenzije potrebno je 500 kg bentonita, 50 kg kaustične sode i 50 kg pinosoli.Potreba reološka svojstva isplake su:

- gustoća 1 111 – 1 200 kg/m3;- viskozitet po Marshu: 45 – 60 s;- plastična viskoznost 12 – 30 mPa s;- granica tečenja: B – 15 Pa;- postotak pijeska prije ugradnje kolone: ispod 2 %.

Napomena: Posebnu pozornost posvetiti prilikom manevriranja alatom, kako ne bi došlo do klipovanja.

Upute za rad:

Prije početka radova na izradi isplake potrebno je isplačni laboratorij na lokaciji snabdjeti sa svim uzorcima aditiva, koji su predviđeni za izradu bušotine.Isto tako u isplačnom laboratoriju se moraju nalaziti svi instrumenti i oprema, koji su predviđeni API standardima 13 RB-1, kako bi se mogla svakodnevno raditi analiza isplake i pilot testovi.Prije nego se pristupi izradi isplake, treba izmjeriti količinu Ca i NaCl u vodi namijenjenoj za izradu isplake.Ukoliko voda sadrži više od 120 mg/l Ca, potrebno ju je obraditi kalciniranom sodom.

16

Isplaku je potrebno izraditi 24 sata prije početka radova na bušenju, kako bi se postiglo optimalno bubrenje bentonita. Da bi se spriječilo zagađenje površinskih voda za bušenje je potrebno koristiti bentonitnu suspenziju bez štetnih kemijskih dodataka.Reološka svojstva isplake održavati po programu za isplaku, a po potrebi podesiti ih prema stvarnoj situaciji u kanalu bušotine. Potrebne količine isplačnog materijala i aditiva osigurati na bušotini u sukladno sa potrebama i programom za isplaku.

Potrebna oprema za čišćenje nabušenih čestica:

Radi što boljeg čišćenja isplake od nabušenih čestica neophodna je uporaba odgovarajućih sita na vibratoru što ovisi o reološkim svojstvima isplake. Za bušenje ovog kanala bušotine predviđena su sita na vibratoru od 20 – 80 mesha.Osim toga, u svrhu što boljeg čišćenja isplake, koristiti će se : desander i desilter.Čišćenje isplake od nabrušenog materijala potrebno je obavljati stalno .

Kontrola okomitosti kanala bušotine

Kontrolu okomitosti kanala bušotine treba pratiti ili vršiti snimanjem fotoinklinometrom svakih 18 m kanala bušotine. Neophodno je pratiti i kut i smjer kanala bušotine.Ukoliko bi kut narastao na 3o, treba pristupiti korekciji okomitosti kanala bušotine uporabom turbinskih bušilica.

Karotažna mjerenja kanala bušotine

Mjerenja treba izvesti u otvorenom kanalu bušotine, i to:

- DIFL

- GR

- ML/CAL

Priprema i ugradnja kolone 13 3/8''

Značajke kolone su:- promjer 339,7 mm (13 3/8'');- debljina stjenke 9,65 mm;- kvaliteta materijala J-55;- nominalna masa cijevi 80,78 kg/m;- unutarnji promjer cijevi 320,43 mm;- navoj okrugli API;- spojnica K ;- vanjski promjer spojnice 365,12 mm;- tlak gnječenja 78 bara- dozvoljeni unutarnji tlak 192 bara

Kolonu zaštitnih cijevi treba opremiti ugradnjom cementacijske pete, protupovratnog ventila i centralizera koji se ugrađuju na polovini cijevi ugradnjom zaustavnih prstenova.Na prvoj cijevi ugraditi dva centralizera, od čega prvi postaviti na 1 – 1,5 m od pete, a drugi na ¾ duljine od pete i dalje na sredini svake druge cijevi do površine terena.

Zahtjevi za cementaciju:

Prije ugradnje kolone zaštitnih cijevi bušotinu optokom očistiti od čestica nabrušenog materijala i glinenog obloga, a nakon ugradnje kolone zaštitnih cijevi isplaku pripremiti za uvjete kvalitetne cementacije.Kolonu zaštitnih cijevi ugrađivati prema programu i tehničkim uputstvima za ugradnju zaštitnih cijevi. Kolonu nadopunjavati kod svake ugrađene cijevi, a kod svake pete ugrađene cijevi kolonu nadopuniti do vrha.Pratiti istisninu ugrađene kolone i bilježiti podatak kod svakih 5 ugrađenih kolona.Zabilježiti masu svakih 5 ugrađenih kolona i rezultate upisati u program ugradnje kolone. Nakon ugradnje kolone zaštitnih cijevi i cementacije, a prije početka vezivanja cementa, potrebno je obaviti centriranje ugrađene kolone zaštitnih cijevi unutar bušaćeg stola.

Operativno izvedbeni program cementacije kolone zaštitnih cijevi promjera 339,7 mm (13 3/8")

1. Podaci o bušotini: Hb = 174 m Ddl = 444,5 mm (17 1/2")Prethodna kolona: Hk= 23 m Dk = 508 mm ( 20” )

2. Podaci o dubini ugradnje i opremanje kolone: Hk do 174 m Dk = 339,7 mm (13 3/8")

3. Podaci za pripremu spremnika i dodataka za miješanje cementa: pripremiti čiste vode za vršnu cementnu kašu:

1. voda: 13,5 m3

2. Bentonit: 225 kg3. BDC-043: 10 kg4. NF-6: 2 lit

pripremiti čiste vode za repnu cementnu kašu:1. voda: 2,4 m3

2. CaCl2: 100 kg

pripremiti čiste vode za razdjelnicu i pranje CA: 8 m3

5. Programirani stupac podizanja cementne kaše iza kolone zašt. cijevi: Od pete do ušća

repna cem. kaša: od 174 – 124 mvršna cem. kaša: od 124 – 0,00 m

6. Cementacija- PO PERKINSU, S PRETHODNIM I NAHODNIM GUMENIM ČEPOM

7. Dodavanjem 60 % na nominalni promjer bušotine, za cementaciju programirane visine dizanja potrebno je 19 m3 cem. kaše.

8. Podaci o razdjelnici isplaka - cementna kaša:1. voda: 2 m3

2. cem. kaša gustoće 1350 kg m3 3 m3

9. Podaci o cementu i cementnoj kaši: VRŠNA REPNA masa cementne mješavine: 10000 5000

kg obujam cementne kaše: 14,6 4

m3

programirana obujamska masa: 1440 1800kg/m3

vodocementni omjer: 1,2 0,5 vrijeme pumpabilnosti cementne kaše: 220 120

min čekanje na cementni kamen (TWOC): 48 20

h10. Sredstva rada pri izradi cementne kaše:

silosi: 1kom

cikloni: 1kom

kompresori 1kom

cementacijski agregati: 1kom

centrifugalne crpke za vodu s minimalnom dobavom: 0,02m3/s

11. Obujamski protok pri istiskivanju cementne kaše iz kolone zaštitnih cijevi:0,0066 m3/s

Napomena:Vrijeme vezivanja cementne kaše treba odrediti u laboratoriji prije cementacije i na

uzorcima cementne kaše uzetih u tijeku cementacije.

Opremanje ušća bušotine

Nakon stvrdnjavanja cementa izvršiti montažu BOP-a za nastavak bušenja za tehničku kolonu cijevi II 9 5/8'', koji se sastoji od sferičnog preventera 13 5/8'' 3 M.

Ispitivanje zaptivenosti obložne kolone cijevi I

Kolona :Zaptivenost kolone zaštitnih cijevi i ispitati tlakom od 30 bara (is = 1200 kg/m3) u trajanju od 30 minuta.Dozvoljeni pad tlaka je 10% od vrijednosti ispitnog tlaka. Na grafičkom prikazu ispitivanja zaptivenosti mora biti vidljiva stabilizacija tlaka.

19

Nakon vremena predviđenog za stvrdnjavanje cementa treba provjeriti zaptivenost obložne kolone cijevi.Ispitni tlak mora biti manji od vrijednosti 80 % od unutarnje granice naprezanja na pucanje za najslabije mjesto kolone obložnih cijevi.Ispitivanje se izvodi tako što se utiskuje isplaka u koracima porasta tlaka od 5 bara za dva minuta, sve do konačnog ispitnog tlaka.Potrebno je napraviti grafički prikaz porasta tlaka i količine utisnute tekućine. Ova ovisnost ima linearne značajke kod zaptivenog sustava.Smatra se da je zaptivenost dobra ako ispitni tlak ne padne više od 10 % za 30 minuta.Rasterećenje (smanjenje tlaka) treba isto obaviti u koracima od 5 bara za dva minuta, kako bi se spriječio hidraulički udar. Isto tako, pri rasterećenju treba mjeriti količine istisnute tekućine, koja bi trebala da odgovara količini utisnute tekućine, ako je zaptivenost dobra.

Tlačni vodovi s pripadajućim ventilima, PPV i kelly cook.Zaptivenost tlačnih vodova s pripadajućim ventilima, PPV i kelly cook , ispitati tlakom od 30 bar. Vrijeme ispitivanja je 2 x 15 minuta, a pad tlaka nije dozvoljen.

Anularni preventer:Zaptivenost anularnog preventera ispitati tlakom od 30 bar (i = 1200 kg/m3) u trajanju od 15 minuta.Dozvoljeni pad tlaka je 10% od vrijednosti ispitnog tlaka.

Posebna napomena:Dozvoljeni pad tlaka od 10% ne podrazumijeva propuštanje opreme, brtvila ili kolone, već toleranciju zbog eventualno zaostalog zraka u sustavu. Na dijagramu ispitivanja zaptivenosti mora biti vidljiva stabilizacija tlaka.

9.3.6.3.TEHNOLOGIJA BUŠENJA KANALA BUŠOTINE 12 ¼ ''

Izrada kanala bušotine za obložnu kolonu cijevi II 245 mm (9 5/8'') izvodi se dlijetima 311 mm (12 ¼''). Sastav alata:

- dlijeto žrvanjsko 12 ¼ '' (3 x 18/32 '');- stabilizator 12 ¼'' (spiralni);- nemagnetska teška šipka 8 ¾'' (5 ½'' IF);- stabilizator 12 ¼'' (spiralni);- teška šipka 8 ¾'' , pet kom. (5 ½'' IF);- teške šipke 6 ½'', dva kom. (4 ½'' IF);

Ukupna masa krutog alata u isplaci gustoće 1 300 kg/m3 iznosi 13 tona.Režim bušenja:

- opterećenje na dlijeto 3 – 12 t;- broje okretaja dlijeta 60 – 100 min-1;- kapacitet sisaljke 2 400 l/min;- tlak u tlačnom vodu do 55,6 bara.

20

Program isplake

Za izradu ovog kanala bušotine koristit će se obrađena bentonitska suspenzija i zasićena slana isplaka. Za bentonitsku suspenziju potreban je slijedeći materijal:

- bentonit 16 000 kg- lucel – 4 ili CMC IV 3 000 kg- kaustična soda 500 kg- soda bikarbona 150 kg- pinosol 2 000 kg- obasil (čepivi materijal) 600 kg- repini rezanci (čepivi materijal) 400 kg- NaCl 75 000 kg

Potrebna reološka svojstva isplake su:- gustoća: 1060 – 1250 kg/m3

- viskoznost po Marshu: 40 – 50 s- filtracija po API: do 10 ml- plastična viskoznost : 12 – 20 mPa s- granica tečenja: 2 – 10 Pa- pH: 9 – 10,5 - % pijeska: držati što niže- NaCl – 250 kg / m3

Za zasićenu slanu isplaku potreban je slijedeći materijal:- bentonit 6 000 kg- lucel – 4 ili CMC IV 4 000 kg- NaCl 30 000 kg- kaustična soda 200 kg- pinosol 500 kg

Potrebna reološka obilježja isplake su: - gustoća: 1020 – 1300 kg/l- viskoznost po Marshu: 40 – 45 s- filtracija po API: do 10 ml- plastična viskoznost : 12 – 18 mPa s- granica tečenja: 2 – 8 Pa- pH: 8 – 9 - % pijeska: do 1 %- NaCl – više od 300 kg/m3

Bušenje kanala bušotine 12 ¼'' sa bentonitskom suspenzijom izvodi se sve do krovine breče, kada se pristupa zamjeni postojeće isplake sa zasićenom slanom isplakom.Napomena: Za spravljanje bentonitske suspenzije i zasićene slane isplake može se koristiti slana voda iz postojećih bušotina, čija je koncentracija veća od 300 kg/m3.

Upute za rad:Za bušenje dlijetom 12 ¼” koristiti će se isplaka iz prethodne faze bušenja. Za bušenje cementnog mosta neophodno je isplaku obraditi sodom bikarbonom.

Prije svake izrade i obrade isplake potrebno je napraviti probni test u laboratoriju na lokaciji bušotine, radi određivanja optimalne količine aditiva i izbjegavanja štetnih promjena u isplaci.Reološka svojstva isplake održavati po programu za isplaku, a po potrebi podesiti ih prema stvarnom stanju u kanalu bušotine.Potrebne količine isplačnog materijala i aditiva osigurati na bušotini u skladu sa potrebama i programom za isplaku.

Potrebna oprema za čišćenje nabušenih čestica:Radi što boljeg čišćenja isplake od nabušenih čestica neophodna je uporaba odgovarajućih sita na vibratoru što ovisi o reološkim svojstvima isplake. Za bušenje ovog kanala bušotine preporučamo sita na vibratoru od 80 – 120 mesha, te rad desandera i desiltera.Čišćenje isplake potrebno je obavljati kontinuirano .

Jezgrovanje

Daljnje bušenje se izvodi uz kontinuirano jezgrovanje sa krunom 8 ½''. Sastav alata u toku jezgrovanja je:

- dijamanska kruna 8 ½'' x 4 '';- jezgroaparat 6 ¾'' (jedno ili dvosekcijski);- teške šipke 6 ¼'', 4 komada (4 IF);- bušaće šipke 5'';

Režim jezgrovanja: - kapacitet ispiranja 600 – 800 l/min;

- opterećenje krune 3 – 6 t;- broj okretaja krune 40 – 70 min –1;- tlak u tlačnom vodu do 65 bara

Napomena: U slučaju da pri izradi ovog dijela kanala dođe do gubitka isplake, obavezno treba izvršiti sanaciju gubitka. Sanaciju izvesti na temelju Programa, koji će se naknadno izraditi.

Proširivanje bušotine

Nakon jezgrovanja neophodno je postojeći kanal bušotine 8 ½'' proširiti na promjer 12 ¼'' i pripremiti kanal bušotine za ugradnju kolone 9 5/8''.

Napomena: Svrsishodno bi bilo da se zasićena slana isplaka pripremi bez dodatka bentonita, kako bi eliminirali mogućnost stvaranja isplačnog obloga na stjenci bušotine i time osigurati bolji spoj cementnog kamena i stjenke bušotine.

Okomitost kanala bušotine

Okomitost kanala bušotine pratiti snimanjem fotoinklinometrima svakih 18 m, pri čemu je neophodno utvrditi kut i smjer kanala bušotine.Korekciju okomitosti kanala bušotine, u slučaju otklona više od 1 % dubine, izvršiti usmjerenim turbinskim bušenjem, a dubinu korekcije odrediti prema podacima mjerenja.

Napomena: Nastojati da kanal bušotine u breču uđe sa što manjim odstupanjem od okomice, jer se naredni interval buši stalno jezgrovanje.

Karotažna mjerenja u kanalu bušotine

U otvorenom kanalu bušotine 12 1/4 '' treba izvršiti slijedeća EK mjerenja:- DIFL- GR- ML/CAL- AC

DST mjerenjaTijekom izgradnje prvih 5 eksploatacijskih bušotina pokušalo se izvršiti DST mjerenja, međutim bez rezultata, jer se pakerima nije uspjela osigurati zabrtvljenost dijela kanala bušotine.Inače, ovakva mjerenja se provode u kanalima bušotina izgrađenim u čvrstim stijenama, u kojima je moguće osigurati zabrtvljenost dijela kanala.Stoga se preporuča da se ova mjerenja na bušotini B-77 ne izvode.

Priprema i ugradnja kolone 9 5/8''

Obložna kolona cijevi II ima slijedeće značajke:- promjer: 244,40 mm (9 5/8''),- debljina stjenke: 10,03 mm, - kvaliteta materijala: J-55;- nominalna masa cijevi: 59,54 kg/m,- unutrašnji promjer cijevi: 224,42 mm,- navoj: okrugli API,- spojnica: kratka,- vanjski promjer spojnice: 269,9 mm,- tlak gnječenja 206 bara i- dozvoljeni unutarnji tlak 379 bara.

Prije ugradnje kolonu treba opremiti sa cementacijskom petom, protupovratnim ventilom, centralizerima.Raspored ugradnje centralizera:Prvi centralizer postaviti na 1 – 1,5 m od pete i omeđiti sa dva prstena, a drugi na ¾ duljine od pete, omeđen sa dva prstena. U dijelu solnog tijela i breče dalje centralizere postaviti na sredini svake cijevi, a u ostalom dijelu kanala bušotine centralizere postaviti na sredini svake druge cijevi. '' Positive'' centralizere ugraditi na zadnje dvije cijevi.

Ugradnja:Kolonu zaštitnih cijevi ugrađivati prema programu i tehničkim uputstvima za ugradnju zaštitnih cijevi. Tijekom ugradnje kolone zaštitnih cijevi, voditi dijagram sila nasjedanja i zadizanja kolone i po potrebi izvršiti međuoptok, u cilju čišćenja anulara od obloga i smanjenja trenja tijekom ugradnje.

Kolonu nadopunjavati kod svake ugrađene cijevi a kod svake pete ugrađene cijevi kolonu nadopuniti do vrha. Pratiti istisninu ugrađene kolone i bilježiti podatak kod svakih 5 ugrađenih kolona. Zabilježiti masu svakih pet ugrađenih kolona (weight up / weight down) i rezultate upisati u program za ugradnju kolone.Kolona se odsjeda u ušću bušotine klinovima i pakira primarnim i sekundarnim gumenim brtvljenjem .Nakon ugradnje kolone zaštitnih cijevi i cementacije, a prije početka vezanja cementa, potrebno je obaviti centriranje ugrađene kolone zaštitnih cijevi.Zahtjevi za cementaciju:

Prije ugradnje kolone zaštitnih cijevi bušotinu optokom očistiti od čestica nabušenog materijala i glinenog obloga, a nakon ugradnje kolone zaštitnih cijevi isplaku pripremiti za uvjete kvalitetne cementacije .Za cementaciju pripremiti 10 m3 čiste vode.

Napomena:Osigurati prihvat isplake tijekom protiskivanja cementa, koliko to uvjeti na postrojenju dozvoljavaju, te istu pročistiti.

Ostale napomene

Za cementaciju 9 5/8" kolone potrebno je dva dana prije cementacije dostaviti tražene i laboratorijski dobivene rezultate o cementnoj kaši, posebno reološke podatke kako bi se opredijelili za režim protiskivanja cementne kaše (vrtložni ili čepoliki), ovisno o podacima izbušene bušotine, svojstvima cementne kaše i raspoloživim sredstvima radaUkoliko se laboratorijskom pripremom neki od pokazatelja narušava kod podešavanja nekog drugog pokazatelja cementne kaše, u dogovoru sa projektantom odredit će se važniji parametar za bušotinu.

Operativno izvedbeni program cementacije kolone zaštitnih cijevi promjera 244,5 mm (9 5/8")

1. Podaci o bušotini: Hb = 453 m Ddl = 311,00 mm (12 1/4") Prethodna kolona: Hk = 174 m Dk = 339,70 mm (13 3/8")

2. Podaci o dubini ugradnje i opremanje kolone:- Hk do 453 m Dk = 339,7 mm (9 5/8")

3. Podaci za pripremu spremnika i dodataka za miješanje cementa: - pripremiti čiste vode za vršnu cementnu kašu: 10 m3

u vodu dodati: NaCl 2460 kgNF-6 16 lD – 168L 180 lMicroblock 1800 l

- pripremiti čiste vode za repnu cementnu kašu: 2,2 m3

u vodu dodati: NaCl 660 kgCFR-3 40 lNF-1 4 l

- pripremiti čiste vode za razdjelnicu i pranje CA: 10 m3

4. Programirani stupac podizanja cementne kaše iza kolone zašt. cijevi: Od pete do 0,00 m

repna cem. kaša: od 453 – 380 mvršna cem. kaša: od 380 – 0,00 m

5. Cementacija – PO PERKINSU, S PRETHODNIM i NAHODNIM GUMENIM ČEPOM

6. Dodavanjem 60% na nominalni promjer otvorenog kanala bušotine, za cementaciju programirane visine, potrebno je 20 m3 cementne kaše.

7. Podaci o razdjelnici isplaka – cementna kaša:1. voda: 2 m3

2. cem. kaša gustoće 1350 kg/m3: 2 m3

8. Podaci o cementu i cementnoj kaši: VRŠNA REPNA- masa cementa/mješavine: 9500 5500kg- obujam cementne kaše: 16 4m3

- programirana obujamska masa: 1370 1980kg/m3

- vodocementni omjer: 1,30 0,40- vrijeme pumpabilnosti cementne kaše: 140 110min- čekanje na cementni kamen (TWOC): 30 h

9. Sredstva rada pri izradi cementne kaše:- silosi: 2 kom- cikloni: 1 kom- kompresori 2 kom- cementacijski agregati: 1 kom- centrifugalne crpke za vodu s minimalnom dobavom: 1 x 0,02 m3/s

10. Obujamski protok pri istiskivanju cementne kaše iz kolone zaštitnih cijevi: 0,025 m3/s

Napomena: za spravljanje cementne kaše može se koristiti zasićena slana voda iz

postojećih bušotina, pod uvjetom da primjese nemaju nikakav utjecaj na svojstva cementnog kamena (izvođač treba osigurati dokaz);

vrijeme vezivanja cementne kaše treba odrediti u laboratoriji prije cementacije i na uzorcima cementne kaše uzetih u tijeku cementacije.

Ispitivanje zaptivenosti kolone 9 5/8''

Opremanje ušća bušotine

Za ispitivanje i nastavak bušenja za proizvodnu kolonu 7” na ušću bušotine montirati prirubnicu 9 5/8'' kolone 11" 5 000 x 13 5/8" 3M (preventerski sklop).

Ispitivanje zaptivenosti

Brtvila i brtveni prsten:Zaptivenost primarnog i sekundarnog brtvila te brtvenog prstena ispitati tlakom od 30 bara. Ispitivanje se izvodi 2 x 15 minuta, a pad tlaka nije dozvoljen.

Kolona Zaptivenost kolone zaštitnih cijevi ispitati tlakom od 30 bar (is = 1200 kg/m3) u trajanju od 30 minuta.Dozvoljeni pad tlaka je 10% od vrijednosti ispitnog tlaka.

Napomena:Ispitivanje zaptivenosti kolone 95/8'' izvodi se po istom postupku kao i kolone 13 3/8''.

Ulošci za bušaće šipke čeljusnog preventera i ventili na ušću:Zaptivenost uložaka za bušaće šipke čeljusnog preventera i ventila na ušću ispitati sa “cup testerom”, tlakom od 30 bara, u trajanju od 15 minuta. Pad tlaka nije dozvoljen.

Anularni preventer:Zaptivenost anularnog preventera ispitati tlakom od 30 bara u trajanju od 15 minuta. Dozvoljeni pad tlaka je 10% od vrijednosti ispitnog tlaka.

Razdjelni uređaj (Choke Manifold):Zaptivenost tlačnog voda do choke manifolda, unutarnjih i vanjskih ventila, ispitati sa tlakom od 30 bara. Vrijeme ispitivanja je 15 minuta, a pad tlaka nije dozvoljen.

Tlačni vodovi s pripadajućim ventilima, PPV Zaptivenost tlačnih vodova s pripadajućim ventilima, PPV ispitati tlakom od 30 bara. Vrijeme ispitivanja je 15 minuta, a pad tlaka nije dozvoljen.

Napomena:

Za sva ispitivanja zaptivenosti treba da postoji zapisnik o provedenom ispitivanju, ovjeren od nadzornog organa i odgovorne osobe izvođača radova.

Posebna napomena:Dozvoljeni pad tlaka od 10 %, ne podrazumijeva propuštanje opreme, brtvila ili kolone, već toleranciju zbog eventualno zaostalog zraka u sustavu, ili neujednačene gustoće isplake. Na dijagramu ispitivanja zaptivenosti mora biti vidljiva stabilizacija tlaka.

Bušenje cementnog čepa

Bušenje cementnog čepa treba izvesti dlijetom 8 ½'', 1 – 2 m ispod pete kolone.

Ispitivanje zaptivenosti cementnog kamena

Ispitivanje zaptivenosti cementnog kamena izvodi se po istom postupku kao i ispitivanje zaptivenosti obložnih kolona cijevi.

26

Ispitivanje treba izvesti sa potpuno zasićenom slanom vodom. Ispitni tlak ovisi o značajki solnog masiva, a određujemo ga na temelju slijedećeg izraza:

pi = g ( 1600 - is ) Hb pf – g i Hb

pi = 9,81(1600 – 1200 )453 10 –5 = 18 bara

Napomena:

Točnu veličinu ispitnog tlaka treba odrediti nakon analize pokazatelja cementacije i na temelju stvarnih deformacijskih svojstava solnog masiva za bušotinu B-77.

9.3.6.4.TEHNOLOGIJA IZRADE KANALA BUŠOTINE U SOLNOM MASIVU I 10 m U PODINI

Ovaj kanal se jezgruje stabiliziranim jezgroaparatom (promjer stabilizera je 8 ½'') – nominalnog promjera 6 ¾'' s krunama (dijamantnim) 8 ½'' i promjerom jezgre 4''.Sastav alata:

- dijamantska kruna 8 ½'' x 4'' - jezgroaparat 6 ¾'' (jedno ili dvosekcijski)- teške šipke 6 ¼'', 4 kom. (4'' IF)- bušaće šipke 5''

Režim jezgrovanja- kapacitet ispiranja 600 – 800 l/min- opterećenje krune 3 – 6 t- broj okretaja krune 40 – 70 min-1

- tlak u tlačnom vodu do 65 bara

Okomitost kanala bušotine

Okomitost kanala bušotine pratiti snimanjem fotoinklinometrima svakih 18 m, pri čemu je neophodno utvrditi kut i smjer kanala bušotine.Korekciju okomitosti kanala bušotine, u slučaju otklona više od 1 % dubine, izvršiti usmjerenim turbinskim bušenjem, a dubinu korekcije odrediti prema podacima mjerenja.

Napomena: U slučaju potrebe korekcije kanala bušotine obavezno likvidirati cementnom ispunom dio kanala za koji se vrši korekcija okomitosti.

Karotažna mjerenja

U otvorenom kanalu bušotine izvršiti slijedeća mjerenja:- DIFL- GR- SL

- ML/CAL- CNL/CDL- AC- HRDIP- TH- CBL u koloni 9 5/8''

PNN mjerenja

Sa mjernom opremom PNN (bušotinski mjerni uređaj i površinski mjerni sustav – EK jedinica, kabel, računalo) moguće je definirati proslojke koji su zasićeni plinom, naftom, vodom i soli – kao i odrediti njihove dubine kontakta.Na kvalitetu mjerenja ne utječe porozitet formacija. Odluku, da li će se raditi ova mjerenja, donosi investitor.

Izrada cementnog čepa na dnu bušotine

Izrada cementnog čepa:Cementni čep na dnu bušotine se izrađuje s ciljem likvidacije dijela bušotine u podini (oko 10 metara i 5 metara u soli). Sastav cementne kaše je isti kao kod repne cementne kaše za kolonu cijevi 9 5/8''Napomena:Odluku o izradi cementnog čepa donijeti nakon analize deformacijskih svojstava i pokazatelja bušenja podine. Čep postaviti samo u slučaju kada su deformacijska svojstva podine nepovoljnija od deformacijskih pokazatelja solnog masiva.

Ispitivanje zaptivenosti bušotine

Ispitivanje hermetičnosti otvorenog kanala bušotine treba izvesti po istom postupku kao i ispitivanje zaptivenosti cementnog kamena ispod pete kolone 9 5/8''.Ispitni tlak je isti kao i kod gore spomenutog ispitivanja.

Priprema i montaža eksploatacijske opreme

Nakon završetka izgradnje kanala bušotine neophodno je pripremiti za ugradnju:- bušotinsku eksploatacijsku glavu,- slobodno viseću kolonu cijevi 7'' (177,8 mm),- slobodno viseću kolonu cijevi 4 ½'' (114,3 mm).

Slobodno viseća kolona cijevi 4 ½'' ugrađuje se do dubine 1 m iznad dna bušotine, a slobodno viseća kolona cijevi 7'' ugrađuje se do dubine 15 m iznad dubine ugradnje prethodne kolone (4 ½'').

9.3.6.5. MJERE TEHNIČKE ZAŠTITE

Mjere tehničke zaštite prilikom realiziranja ovog programa biti će provedene prema važećoj zakonskoj regulativi, pravilnicima i pravilima propisanih za rudarstvo, za tehničku zaštitu, zaštitu na radu, zaštitu od požara i zaštitu čovjekove okoline .

Za vrijeme radova posebnu pozornost posvetiti sprečavanju zagađenja radnog prostora i okoline.Sav otpad (kruti otpad, stara ulja) treba otpremiti u za to predviđene deponije.

Strogo voditi brigu oko uskladištenja štetnih kemikalija i goriva .

U deponij nabušenog materijala na lokaciji nije dozvoljeno odlaganje ugljikovodika, ulja i krutog otpadnog materijala.

U slučaju pojave erupcije, požara ili neke druge nepogode bilo kojom vezom (UKV, telefon) obavijestiti upravu Crosco d.o.o a u nedostatku veze najhitnije zatražiti pomoć preko najbližeg MUP-a.Mjere zaštite (tehničke zaštitne mjere pod točkom 9) propisane u "Tehničkom projektu bušenja i opremanja eksploatacijskih bušotina za eksploataciju ležišta kamene soli Tetima sa površine terena" primijenit će se u "DOPUNSKOM RUDARSKOM PROJEKTU BUŠENJA ISTRAŽNO – EKSPLOATACIJSKE BUŠOTINE B-77" i PROGRAMU IZGRADNJE BUŠOTINE B-77 NA LEŽIŠTU KAMENE SOLI TETIMA.Sve gore navedeno odnosi se na izvođenje rudarskih radova u normalnom tehnološkom procesu. U slučaju nastanka akcidentnog stanja operativno se donosi "Plan mjera zaštite" za akcidentno stanje, a na osnovi tehnološkog stanja, utvrđenog stupnja akcidentnog stanja i definiranih izvora opasnosti. "Plan mjera zaštite" izrađuju tehnolozi, stručne osobe za zaštitu na radu izvođača rudarskih radova i Služba zaštite okoliša i sigurnosti na radu.Plan mjera zaštite" za akcidentno stanje ovjerava i odobrava odgovorna osoba na razini Poduzeća.

Tablica 9-4: Predviđeno vrijeme trajanja izgradnje bušotine ''B-77''

Faza bušenja Opis radova Sati DanaBušenje promjera 800 – 1000 mm, do dubine od 20 mPriprema i ugradnja uvodne kolone 508 mm, do dubine 20 m (radove izvesti bagerom i lavirkom ''na suho'' da se ne izazove klizište)CementacijaStvrdnjavanje cementa

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////17 ½'' Sastav alata i izrada isplake 6

Bušenje do dubine od 174 m, uz kontrolu okomitosti kanala 4EKM 5

Priprema i ugradnja kolone 13 3/8'' 16Cementacija 4Stvrdnjavanje cementa 1Montaža ušća bušotine 5Ispitivanje zaptivenosti ušća bušotine 3Mjerenje kuta 2

41 27

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////12 ¼'' Sastav alata 4

Bušenje cementnog čepa 2Bušenje do 400 m, mjerenje okomitosti, korekcija okomitosti turbinskom bušilicom

7

Izrada slane isplake i zamjena 4Sastav alata za kontinuirano jezgrovanje 1Kontinuirano jezgrovanje intervala 400 – 453 m (breče i krovina soli) 2Proširivanje jezgrovanog intervala 1EKM 10Priprema i ugradnja kolone 9 5/8'' 22Cementacija 3Stvrdnjavanje cementa 1Montaža ušća bušotine 6Ispitivanje zaptivenosti ušća bušotine (Program) 3Mjerenje kuta 3

57 214

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////8 ½'' Sastav alata za kontinuirano jezgrovanje 6

Kontinuirano jezgrovanje intervala 453 – 605 m 5Postavljanje cementnog čepa na dubini 605 m 4Stvrdnjavanje cementa 2EKM 10Priprema i ugradnja kolone 7'' 8Priprema i ugradnja kolone 4 ½'' 8Ispitivanje zaptivenosti ušća bušotine 4

40 29

U K U P N O30