خواص گل حفاری و نحوه ی اندازه گیری آنها

1-وزن مخصوص گل حفاری

وزن مخصوص گل حفاری اهمیت ویژه ای در حفاری دارد زیرابا ایجاد فشار هیدرو ستاتیکی در عمق می تواند مانع از مشکلاتی که ناشی از فشار هیدرو استاتیکی طبقات است بشود . در صنعت حفاری معمولا وزن گل را بر حسب پوند بر گالن مشخص می کنندو به دلیل سهولت در تبدیل واحد گالن به بشکه است که معمولا از بشکه (bbl ) به عنوان واحد حجم برای مخازن گل استفاده می شود (مخازن گل حفاری بین 300 تا 700بشکه متغییر است) برای اندازه گیری وزن مخصوص گل حفاری از ترازوی مخصوصی استفاده می شود(mud balance )

جدول زیر تاثیر وزن گل حفاری بر فشار طبقات برای عمق 1000 فوت (304 متر ) را نشان می دهد.

 

 

مثال : اگر فرضا در عمق 1000فوت گل حفاری 10.4 پوند بر گالن یا 77.8 پوند بر فوت مکعب (1025) باشد فشار هیدروستاتیکی گل عمق چقدر است؟

حل:p=0.052Dm.h                                                                            

P=0.052*10.4(1b/gal)*1000(st)=540psi                                 

که با مقایسه با جدول (3-1) در ستون چگالی برای 1.25  فشار گل از جدول نیز 540 پی.اس.آی است.

2-1-  گرانروی

گرانروی عبارت است از مقاومتی که مایع جهت به جریان افتادن در مقابل نیرو از خود نشان می دهد و آن را با m نشان می دهند و واحد آن نیز به طور معمول سختی پونز (cp )(یک صدم پوئز ) می باشد و از رابطه ی ذیل به دست می آید.

M=(F/A)/(dv/dy)=(7)/(dv/dy)                                                      

که در رابطه فوق 7 بررشی که موجب به جریان افتادن (حرکت) مایع می گردد و واحد آن در سیستم C.G.S این بر سانتی متر مربع (D/CM2 ) می باشد و DV= تغییرات سرعت و واحد آن سانتی متر برثانیه (cm/s ) می باشد و y = ارتفاع و یا ضخامت سیال و واحد آن نیز بر حسب سانتی متر (cm ) است . گرانروی آب در حرارت اتاق (25c) و فشار اتمسفر یک سختی پوئز (cp ) می باشد.

-      تقسیم بندی سیالات بر اساس گرانروی

به طور کلی سیالات با توجه به خاصیت سیالی شان به دو گروه تقسیم بندی می شوند:

1- سیالاتی که گرانروی آنها در حرارت و فشار مشخص ثابت می ماند مانند : آب ،روغن موتور،گلیسیرین و نفت (نفت چراغ ) به این گروه ، چون از قانون نیوتن (Newtonian fluid ) تبعیت می کنند ، سیالات نیوتنی و گاهی به آنها سیالات واقعی یا حقیقی ( tru fluid ) نیز می گویند. برای این نوع سیالات فشار بسیار کم (F/A ) لازم است تا به جریان در آیند.

2- دومین گروه از سیالات ،سیالاتی هستند که در حرارت و فشار معین گرانروی آنها ثابت نیست و مقدار آن به عوامل دیگری نیز بستگی دارد و چون این گروه از سیالات از قانون نیوتن تبعیت نمی کنند لذا آنها را سیالات غیر نیوتنی می نامند. در این گروه از سیالات بین فشاری که موجب به حرکت در آمدن سیال می شود و سرعت حرکت سیال رابطه ی خطی مستقیم وجود ندارد و به صورت منحنی است آن گروه از سیالات که خاصیت ضخیم شدن یا ساختمان ژله ای در حالت سکون (quiescent ) پیدا می کنندرا نیز جز مایعات غیر نیوتنی از نوع تیکسوتروپیک (thixotropic drilling muds) می نامند.

گرانروی پلاستیکی شامل سیالاتی می شود که بین فشار موجب حرکت مایع (F/A ) و نسبت DV/DY رابطه خطی مستقیم وجود دارد با این تفاومت که خط از مرکز نمی گذرد بلکه برای به حرکت درآوردن مایع به فشار اولیه احتیاج است که آنرا تنش تسلیم می نامند و چون یکی از اولین کسانی که رابطه مزبور را برای چنین سیالاتی (پلاستیکی ) در مورد لوله های کاچیلاری (کم قطر ) ارائه داده است تی. سی. بینگهام است لذا این گونه سیالات را سیالات پلاستیکی بینگهام (Bingham pastic fluid) می نامند. 

  

                                                                                                                                                                                            

شکل بالا ارتباط بین فشار موجب حرکت مایع و تغییر است سرعت برای سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی را نشان می دهد .

-      روشهای اندازه گیری گرانروی گل حفاری

- روشهای اندازه گیری گرانروی گل به سه گروه تقسیم می شوند که عبارتند از :

1-      قیف مارش (marsh funnel )

2-      گرانروی سنج استورمر ( stormer  viscosimeter)

3-      گرانروی سنج فن (fann viscosimeter )