X
تبلیغات
مهندسی حفاری engineering drilling - چگونگی کاهش خسارات حفاری توسط گل حفاری

 چگونگی کاهش خسارات حفاری توسط گل حفاری

برخی از خسارات و مشکلات حفاری را می توان به کمک گل های حفاری به حداقل مقدار کاهش داد و یا کاملا آنها را برطرف نمود. به بعضی از این موارد به طور مختصر دربحث های مربوط به انواع گل حفاری اشاره گردیده است در این بخش سعی خواهد شد که به برخی از خسارات و مشکلات متداول حفاری توجه بیشتری شود.

این مشکلات عبارتند از :

1-  حفاری از میان سنگهای نمکی

2-  حفاری از میان طبقات کم مقاومت عمدتا شیلها

3-  فوران چاه ها

4-  از دست دادن گل حفاری

 

1-  حفاری از میان سنگ های نمکی

در موارد متعددی حفاری باید در سنگ های نمکی انجام گیرد و یا آنکه از میان آنها بگذرد. در این شرایط حل این کانی ها در گل حفاری می تواند موجب اندازه بیش از حد قطر چاه گردد که خود منبع مشکلات دیگر و مستلزم هزینه ی اضافی خواهد شد که در ذیل به برخی از موارد آن اشاره می گردد.

1-             مصرف بیش از حد گل حفاری و هزینه اضافی آن

2-   هزینه سیمان کردن چاه (سیمانکاری) در صورت ضرورت لوله های محافظ (casiny ) افزایش می یابد.

3- امکان به تله افتادن (گیر نمودن ) رشته لوله های حفاری و مشکاتر شدن مراحل بازیابی (fishing operations ) آنها

راه حلی که جهت غلبه بر این مشکل پیشنهاد می شود آماده کردن و استفاده از نوع گل حفاری است که ترکیب اصلی آن را آب نمک تشکیل می دهد .

2-      مشکل حفاری از میان شیل و چگونگی غلبه بر آن

بعضی از طبقات که باید حفاری گردند حاوی شیل هستند که خود دارای بنتونایت و انواع دیگر رس است . بنتونایت و رس هایی مشابه خاصیت جذب آب و انبساط را دارند که این امر موجب لجن شدن داخل چاه می شود که مشکلات ناشی از آن عبارت است از :

1-             چسبندگی لوله حفاری

2-             احتیاج به ذرات جامد اضافی در ترکیب گل حفاری است.

برای رفع این مشکل می توان از تکنیک های ذیل استفاده کرد:

1-   افزودن کلسیم به مقدار قابل توجه به سیستم (گل حفاری) به منظور کاهش کمیت انبساط رس در مقابل آب

2-   افزایش حجم گل حفاری در حال جریان (q) تا موجب انتقال سریع ذرات حفاری شود.

3- افزودن c.m.c  یا نشاسته به گل حفاری تا از به هدر رفتن آب موجود سیستم جلوگیری به عمل آید.

4- استفاده از نوعی گل حفاری که ترکیب اصلی آن را ترکیبات نفتی تشکیل داده باشد.

5- استفاده از نوعی گل حفاری که به ترکیب آن مقداری گازوئیل یا ترکیبات نفتی دیگر به مقدار کم اضافه شده باشد.

استفاده از هر یک یا ترکیبی از مواد فوق الذکر به شرایط حفاری بستگی دارد.

 

3-             علت فوران چاه و چگونگی غلبه بر آن :

فوران در چاه هنگامی اتفاق خواهد افتاد که فشار طبقات زیادتر از فشار هیدرو استاتیکی گل حفاری موجود در بین طبقات با فشار زیاد به داخل چاه فوران کند و به چاه صدمه زند که این اتفاق در صورت وقوع زیانبار ترین و خطرناک ترین حادثه حفاری خواهد بود. علائمی که به کمک آنها می توان وقوع فوران را در چاه تشخیص داد عمدتا عبارت اند از : افزایش غیر قابل انتظار گل حفاری در سطح مخزن و سرعت بیش از حد رشته لوله حفاری به هنگام برگشت به سطح زمین. برای غلبه بر این مشکل باید با افزایش چگالی گل حفاری ،فشار هیدرو استاتیکی آنرا تا حدی افزایش داد که بر فشار طبقات غالب شود . تا بدین طریق فوران شدید آب ،گاز و نفت به داخل چاه شود.

4-  به هدر رفتن گل حفاری

کاهش مقدار گل حفاری در حال جریان موقعی اتفاق خواهد افتاد که گل به هنگام عبور از فضای آنولوس به داخل طبقات مجاور دیواره چاه نفوذ کند که این امر بنا به دلایل ذیل است :

1- تشکیلات یا سنگ مجاور دیواره چاه نفوذ پذیری قابل توجهی دارد که باعث عبور دادن بخشی یا تمامی گل حفاری از درون خود می شود.

2-   منافذ یا تخلخل موجود در سنگ به حدی است که ذرات کلوئیدی یا جامد موجود در گل نمی تواند آنها را مسدود کند.

3-   فشار هیدرو استاتیکی گل حفاری به حدی است که به روی طبقات مجاور دیواره چاه تاثیر می گذارد و بدین ترتیب باعث نفوذ در میان آنها می شود.

مشکلاتی که در اثر به هدر رفتن گل حفاری به وجود خواهند آمد عبارتند از:

1-             افزایش هزینه حفاری در اثر عدم برگشت گل حفاری به سطح

2-   عدم دسترسی به اطلاعات کافی از تشکیلات یا سنگی که حفاری می شود که این امر به علت عدم انتقال ذرات حفاری (ذرات کافی و درشت) به سطح زمین است.

3-   امکان به وجود آمدن افت فشار هیدرو استاتیکی گل حفاری در بین فضای آنولوس

4-              افزایش زمان حفاری

5-   امکان چسبیدن لوله حفاری در این محدوده وجود دارد و لذا عملیات بازیافتی رشته لوله افزایش و هزینه چالزنی نیز زیادتر می شود.

طبقاتی که امکان به هدر رفتن گل حفاری در آنها وجود دارد به طور کلی به سه گروه تقسیم می شوند:

الف) طبقاتی که از دانه های درشت همچون گراول تشکیل شده باشند

ب) طبقاتی که گسل ،شکاف و درزه دارند ،اهم از آنهایی که در اثر فشار گل حفاری به وجود آمده اند یا آنهایی که به طور طبیعی در طبقات وجود دارند.

ج) طبقاتی که حفره دارند.

تجربه حفاری نشان داده است که عمدتا به هدر رفتن گل حفاری در سنگ هایی اتفاق می افتد که نفوذ پذیری آنها از 300 دارسی زیادتر باشد. تنها سنگ های تقریبی ممکن است چنین مقدار نفوذ پذیری داشته باشد ( مانند گرول های بسیار درشت) همچنین سنگ های آهکی حفره دار نیز می توانند باعث به هدر رفتن گل حفاری شوند.

درزه ، شکاف و یا گسل که ممکن است در هر نوع از سنگ یا تشکیلات اتفاق بیافتد متداول ترین منبع به هدر رفتن گل حفاری محسوب می شوند در این نواحی درزه ها به دلیل فشار موجود در عمق معمولا بسته هستند اما موقعی که گل  حفاری در جریان است فشار ناشی از آن موجب باز کردن این درزه ها و لذا داخل شدن گل حفاری به سنگ می شود که نتیجتا باعث به هدر رفتن گل حفاری می شوند.

وجود سنگ های آهکی حفره دار بین طبقات نیز از جمله مواردی است که موجب به هدر رفتن گل حفاری خواهد شد در بیشتر این موارد نیز جلوگیری از به هدر رفتن گل حفاری به کمک ذرات جامد و مواردی دیگر همچون میکا ، پیرلیت، الیاف و کتان و.... هم امکان پذیر نیست.

5- چگونگی جلوگیری از به هدر رفتن گل حفاری در طبقات حفره دار یا منافذ بسیار درشت :

جلوگیری از  به هدر رفتن گل حفاری با تغییر برخی از خواص گل حفاری عمدتا مخصوص آن در بیشتر موارد امکان پذیر می شود این عوامل به انضمام نوع موادی که جهت جلوگیری از به هدر رفتن گل حفاری متداول می باشند در جدول زیر ارائه شده اند .

 

+ نوشته شده توسط سیامک خسروی در پنجشنبه نهم آبان 1387 و ساعت 11:1 |