بناءً على الظروف الجيولوجية والجغرافية والمتطلبات الهندسية لاستكشاف وتطوير النفط والغاز، يتم تقسيم الآبار إلى نوعين رئيسيين: الآبار العمودية و الآبار الاتجاهيةهذان النوعان من الآبار الأساسية في مجال حفر النفط والغاز، ويُصنفان إلى آبار اتجاهية تقليدية، وآبار أفقية، وآبار عنقودية، وغيرها. يكمن الفرق الجوهري بينهما في مسار البئر العمودي على سطح الأرض، كما يختلفان اختلافًا كبيرًا في أغراض التصميم، والخصائص التقنية، وظروف الاستخدام، وصعوبة البناء. سنناقش فيما يلي الآبار العمودية.

1. الآبار العمودية

في مصطلحات هندسة الحفر، يشير البئر العمودي إلى نوع البئر الذي يتبع مساره المصمم خط عمودي، حيث يكون لرأس البئر وقاع البئر نفس الإحداثيات الجغرافية. لا يتجاوز معدل تغير الزاوية الكلي عادةً 3 درجات/30 مترًا. تُضمن عمودية البئر من خلال مجموعات سلسلة الحفر، مثل مجموعات الحفر المعبأة ومجموعات البندول، وهي مناسبة لحالات مثل تطوير غاز الميثان في طبقة الفحم، حيث يلزم تقسيم الوحدات الجيولوجية.

سلسلة حفر الآبار العمودية：تتكون مجموعة سلسلة الحفر التقليدية من منصة طاولة دوارة + أنبوب الحفر + بت مخروط الأسطوانةيعتمد هذا النظام على صلابة سلسلة الحفر نفسها للحفاظ على عموديتها. حاليًا، تُطبّق تقنية منع الانحراف والحفر المستقيم للآبار العمودية بشكل رئيسي من خلال تحسين التركيب الهيكلي لسلسلة الحفر:

منع الانحراف: يتم استخدام مجموعات الثقوب المعبأة الصلبة، والمجموعات من نوع البرج، ومجموعات منع الانحراف ذات طوق الحفر المربع بشكل أساسي.

تصحيح الانحراف: يتم استخدام مجموعات البندول، وتجميعات البندول المرنة، وتجميعات طوق الحفر ذات الوزن اللامركزي، وتجميعات المحرك الموجود أسفل البئر بشكل أساسي.

2. سيناريوهات التطبيق

تتمحور سيناريوهات تطبيق الآبار العمودية والاتجاهية حول ثلاثة احتياجات أساسية: توزيع الموارد، وظروف السطح، وكفاءة التطوير. لا توجد ميزة أو عيب مطلق بينهما، وإنما اختلافات في القدرة على التكيف.

تُعد الآبار العمودية خيارًا اقتصاديًا مناسبًا للسيناريوهات البسيطة. وتتمثل مزاياها الرئيسية في انخفاض تكلفتها وكفاءتها العالية، ما يجعلها مناسبة للسيناريوهات ذات الظروف السطحية والجوفية البسيطة والموارد المركزة. لا يتطلب تصميمًا معقدًا، فكل ما يلزم هو تحديد عمق التكوين المستهدف، ويمكن تخطيط الحفر على طول مسار عمودي. تُجرى عملية الحفر بسرعة ثابتة طوال الوقت، مع قياسات منتظمة لزاوية انحراف البئر فقط، ودون الحاجة إلى تعديلات متكررة.

1. تطوير خزانات النفط والغاز التقليدية

عندما يكون خزان النفط والغاز أسفل رأس البئر مباشرةً، مع سُمك كبير (أكثر من 10 أمتار) وتوزيع مُركّز، يُمكن حفر الآبار العمودية عموديًا وصولًا إلى التكوين المُستهدف. تُلبّي إنتاجية البئر الواحدة الطلب، ولا حاجة إلى استثمارات إضافية في تكاليف التوجيه.

2. استكشاف الموارد الضحلة وتطويرها

بالنسبة لخزانات النفط والغاز الضحلة والمياه الجوفية والموارد الحرارية الأرضية بعمق دفن يبلغ <لا تتطلب الآبار العمودية التي يبلغ عمقها 1000 متر مسارات معقدة ويمكنها إكمال الحفر والإنتاج بسرعة.

3. "الاستكشاف الأولي" مع آبار الاستكشاف

في المراحل المبكرة من استكشاف النفط والغاز، للحصول على بيانات أساسية، مثل خصائص التكوينات الصخرية الجوفية، والمسامية، وخصائص النفط والغاز الحاملة، عادةً ما تُحفر الآبار العمودية (المعروفة باسم الآبار المعلمية). وبفضل مسارها البسيط، تعكس الآبار العمودية تسلسل التكوينات العمودية بدقة أكبر، وتوفر أساسًا لتصميم الآبار الاتجاهية لاحقًا.

Ⅲ. المزايا والعيوب

المزايا

1.منخفضة التكلفة: وتعتبر تكاليف المعدات والبناء والصيانة أقل من تكاليف الآبار الاتجاهية، ويمكن تخفيض استثمار البئر الواحد بنسبة 30% إلى 50%.

2.تكنولوجيا بسيطة: إنها تتمتع بمتطلبات تقنية منخفضة لفريق البناء، ولا تحتاج إلى مهندسين توجيهيين محترفين، وسهلة التشغيل.

3.دورة قصيرة: لا يتطلب الأمر تعديلات متكررة للمسار، كما أن دورة البناء لنفس العمق أقصر بنسبة 30% إلى 40% من دورة الآبار الاتجاهية.

4.مخاطر منخفضة: إن معدل الحوادث مثل انهيار البئر وتوقف الأنابيب أقل من معدل الحوادث في الآبار الاتجاهية (بسبب المسار البسيط، يكون دوران سائل الحفر أكثر استقرارًا).

العيوب

1.حدود المسار: لا يمكن لهذه التقنية تطوير الموارد إلا مباشرة أسفل رأس البئر ولا يمكنها تجاوز العوائق أو تغطية الخزانات المتناثرة.

2.كفاءة التطوير المنخفضة: بالنسبة لخزانات النفط والغاز غير التقليدية، تكون مساحة التلامس بين البئر والخزان صغيرة، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاجية البئر الفردية (على سبيل المثال، يبلغ الإنتاج اليومي لآبار الغاز الصخري الرأسية 10000 إلى 20000 متر مكعب فقط).

3.إحتلال مساحات كبيرة من الأراضي: ولتطوير العديد من الخزانات المتفرقة، يتعين حفر العديد من الآبار الرأسية، وهو ما يستهلك كمية كبيرة من موارد منصة الأرض.

Ⅳ.خاتمة

مع تقدم تطوير النفط والغاز نحو المناطق غير التقليدية، والطبقات العميقة، والبحرية، يتزايد استخدام الآبار الاتجاهية باستمرار. ومع ذلك، لا تزال الآبار العمودية غير قابلة للاستبدال. في سيناريوهات مثل مكامن النفط والغاز التقليدية، والموارد الضحلة، وآبار الاستكشاف، ستبقى الآبار العمودية قائمة لفترة طويلة بفضل مزاياها المتمثلة في "انخفاض التكلفة والكفاءة العالية". في حقول النفط الصغيرة والمتوسطة الحجم في بعض المناطق، لا تزال الآبار العمودية هي النوع الرئيسي لآبار التطوير.

إن الاختيار بين الاثنين هو في الأساس مقايضة بين "احتياجات التنمية والفعالية من حيث التكلفة" - على أساس ضمان هدف التنمية، يتم اختيار الآبار الرأسية للسيناريوهات البسيطة، والآبار الاتجاهية للسيناريوهات المعقدة، ودعم الاستغلال الفعال لموارد النفط والغاز العالمية.