۱۰ دی ۱۳۹۳ - ۱۰:۱۹
  • کد خبر: 231655
مشخصات سیمان های حفاری

برای حفاری در میدانهای نفتی و گازی نه تنها مشخصات مته های حفاری و لوله های جداری براساس نوع میدان و سازند متفاوت است بلکه سیمانی که در حفاری به کار می رود از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است.

5- سیمانکاری(Cementing)

هر رشته جداری یا آستری در چاه، با پمپ کردن دوغاب سیمان از داخل لوله به پشت لوله سیمانکاری می‌شود، علت اصلی سیمانکاری اولیه لوله‌های جداری که برای محکم کردن لوله در چاه استفاده می شود به شرح زیر است:

1-جلوگیری از حرکت سیال سازند به طبقات دیگر یا به سطح زمین.

2- نگهداشتن لوله جداری در چاه با ایجاد بست بین دیواره چاه و پشت لوله جداری.

3- کاهش سطح تماس لوله جداری با سیال سازند و جلوگیری از خوردگی رشته جداری.

انواع و مشخصات سیمان چاههای نفت:

سیمانهای مورد استفاده در چاههای نفت نظیر سیمان ساختمانی است، ولی با اضافه کردن انواع مواد شیمیایی و انجام عملیات خاص تحمل شرایط سخت داخل چاههای نفت را دارند، طبق مقررات ا.پی.آی، 6  نوع سیمان استاندارد برای چاههای نفت ساخته می‌شود.

1- سیمان کلاس A: این سیمان تا عمق 6000 فوت استفاده می‌شود.

2- سیمان کلاس B :این سیمان تا عمق 6000 فوت استفاده می شود و در مقابل ترکیبات گوگردی مقاوم است.

3- سیمان کلاس C : این سیمان تا عمق 6000 فوت استفاده می‌شود و مقاومت تراکمی زیاد و آنی دارد. 

4- سیمان کلاس D : این سیمان تا عمق 12000 فوت استفاده می‌شود و برای درجه حرارت و فشار زیاد چاه مناسب است.

5- سیمان کلاس E : تا عمق 14000 فوت مورد استفاده قرار می‌گیرد، وقتی که درجه حرارت و فشار خیلی زیاد است.

6- سیمان کلاس F :تا عمق 16000 فوت مورد استفاده قرار می‌گیرد و وقتی که درجه حرارت و فشار چاه فوق العاده زیاد است.

با افزودن انواع افزایه، خواص مختلف سیمان را که به داخل چاه زده می‌شود کنترل و تنظیم می‌کنند. برنامه سیمانکاری لوله‌های جداری معمولاً در حین عملیات حفاری انجام می‌شود. با توجه به شرایط چاه و خواص گل حفاری مورد استفاده، سیمان مورد احتیاج انتخاب و در آزمایشگاه گل و سیمان آزمایش و سپس برنامه سیمان نوشته شده به عملیات حفاری ابلاغ می شود.

6- ایمنی چاه با فوران گیر(BOP)

در هنگام حفاری چاه اگر به دلایلی آب نمک سازند و یا گاز و نفت وارد چاه شود، فشار ستون گل چاه کاهش می‌یابد. کاهش فشار ستون گل چاه باعث افزایش جریان سیال سازند به چاه می‌شود که ادامه آن باعث از بین رفتن ثبات و تعادل چاه خواهد شد، در این صورت ممکن است سیال خارجی به سرچاه رسیده و فوران کند. به این علت باید وسایل فوران‌گیر در سر چاه تعبیه شود تا در صورت بروز جریان سیال سازند، در چاه بسته و مانع ادامه خروج سیال سازند شد. ورود ناخواسته آب نمک و نفت و گاز به داخل چاه ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:

1-کافی نبودن وزن گل و برخورد ناگهانی با یک منطقه پر فشار در حین حفاری.

2-هرزروی گل حفاری به لایه‌های ترک خورده و نفوذپذیر و کم شدن ارتفاع ستون گل داخل چاه که در اثر زیاد بودن وزن گل حفاری و یا فروکوبی رخ می‌دهد.

3- مکیدن چاه در اثر حرکت ناگهانی و سریع رشته حفاری به بالا.

اگر فشار سازند از فشار ستون گل داخل چاه بیشتر باشد سیال سازند به داخل چاه جریان پیدا می‌کند، در لایه‌های رسوبی غیرنفتی، سیال ورودی، آب نمک و در لایه‌های مخزن، سیال ورودی نفت و گاز است. 

ورود گاز به داخل چاه بسیار خطرناک است، زیرا به علت وزن مخصوص کم آن بار هیدرواستاتیک ستون گل چاه سبک شده و سرعت ورود گاز به داخل چاه افزایش می‌یابد. سرعت حرکت گاز در داخل چاه تا حدود 1100 فوت بر ثانیه است و به دلیل این سرعت زیاد، گاز می‌تواند در عرض چند ثانیه به سطح زمین برسد و اگر وسایل سرچاه مناسب و در وضع خوب نباشد، چاه فوران می‌کند که در صورت آتش سوزی منجر به نابودی چاه و دستگاه حفاری می‌شود، در ایران چندین چاه بدین ترتیب فوران کرده و آتش گرفته‌اند.

ایمنی چاه

 7- تاج چاه(Well head)

پس از اتمام حفاری چاه و انتقال دکل حفاری برای تامین ایمنی چاه و تولید از چاه بر روی آن تاج چاه نصب می شود. وظایف تاج چاه  شامل باز و بسته کردن چاه، تامین ایمنی آزمایشهای در حال تولید است.

لوله های جداری پس از سیمانکاری و قبل از بستن سیمان باید روی سرچاه آویزان شوند اصولاً لوله‌های جداری باید در داخل چاه همیشه در وضع کششی باشند این وضع سبب می‌شود که لوله‌های جداری تنش حاصل از تغییرات فشار و حرارت داخل چاه را بهتر تحمل کنند. برای آویزان کردن لوله‌های جداری، از سرجداره‌ها استفاده می‌شود. سرجداره‌ها در انواع مختلف و با مشخصات گوناگون ساخته می‌شوند. این وسایل باید قادر باشند علاوه بر تحمل وزن رشته جداری فشارهای سرچاه را تحمل کنند.


تاج چاه

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8- طرح ریزی چاههای نفت

قبل از شروع حفاری هرچاه طرح و برنامه آن باید آماده باشد طرح ریزی مناسب و صحیح حفاری هر چاه عامل اصلی بهبود و بهینه‌سازی عملیات و کاهش هزینه است. اصولاً در صنعت اکتشاف و توسعه منابع نفت و گاز، هزینه دستیابی و جمع آوری اطلاعات زمین شناسی و به مرحله تولید در آوردن چاهها، در گرو مسئله خطیر طراحی و برنامه‌ریزی مناسب عملیات حفاری است.

مهمترین مسئله در تهیه یک طرح و برنامه صحیح حفاری، آشنایی با شرایط و تشکیلات زمین شناسی منطقه است و در کنار آن باید اطلاعات جامع کاملی درباره چاههای میدان، جمع آوری شود. بطور کلی این اطلاعات درباره چاههای توسعه‌ای و توصیفی از طرف اداره زمین شناسی گسترشی در اختیار اداره مهندسی حفاری قرار می‌گیرد.

این اطلاعات حاوی این نکات است:

این چاه به چه منظور حفاری می‌شود، محل چاه و عمق نهایی چاه چقدر است، تشکیلات زمین شناسی منطقه چیست، عمق احتمالی سرسازندها کجاست و ضخامت هرسازند چقدر است، به علت شرایط زمین شناسی منطقه احتمال بروز چه نوع مشکلاتی می‌رود، لایه‌های نفت و گاز در کجا قرار دارد، چه نوع نمودارگیری، آزمایش و نمونه گیری لازم است، شیب سازند و لایه‌های آن و احتمال انحراف مسیر چاه چقدر است، چند لوله جداری لازم است و در چه نقاطی از چاه باید گذاشته شوند، همه اطلاعات فوق در طرح‌ریزی چاه نقش اساسی دارد. پس از جمع آوری اطلاعات لازم زمین شناسی، اطلاعات حفاری، منطقه جمع آوری می‌شود. اصول این کار براساس تحقیق و پژوهش گزارشها و اطلاعات حفاری چاههای منطقه است.

در زمان حفاری هر چاه گزارشهای گوناگونی تهیه می‌شود که مهمترین آنها عبارتند:

1- گزارش روزانه پیشرفت چاه.

2- گزارش کارمته‌های استفاده شده.

3- گزارش روزانه گل حفاری.

4- گزارشهایی درباره عملیات جداره کاری، سیمان کاری، آزمایشات چاه، تجزیه زمانی عملیات حفاری.

گزارشهای فوق به اضافه نمودارهای چاه و نتایج آزمایشهای انجام شده در طرح‌ریزی چاههای بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی دیگر از اطلاعاتی که برای طرح‌ریزی چاه لازم است نحوه تکمیل نهایی چاه است. با جمع‌آوری همه اطلاعات و مشخصات فوق طرح‌ریزی یک چاه انجام می‌شود و اداره مهندسی حفاری باید کوشش کند که طرح و برنامه‌ای تهیه کند که حفاری چاه جدید حدالامکان در زمان کمتر و با هزینه کمتر انجام شود.

پس از دریافت اطلاعات زمین شناسی و مشخصات چاه تکمیل شده براساس و نوع و میزان تولید آن طرح‌ریزی برنامه عملیات حفاری چاه آغاز می‌شود. قسمتهای مهم و اساسی برنامه به قرار زیر هستند:

1- طرح ریزی چگونگی کنترل چاه.

2- طراحی لوله‌های جداری و وسایل سرچاه.

3- برنامه گل حفاری.

4- برنامه حفاری شامل طراحی نوع مته، عوامل مکانیکی و هیدرولیک حفاری.

5-تهیه نمودار پیشرفت عملیات.

6- برنامه عملیات جداره گذاری و سیمان آن.

7- برنامه عملیات نمودارگیری طبقات و آزمایش مخزن.

برآورد هزینه چاه، همه برنامه‌های فنی فوق به اضافه اطلاعات زمین شناسی منطقه، مشخصات محل چاه، زمان تقریبی شروع و پایان کار دکل در فرمهای مخصوص برنامه چاه وارد می‌شود.

طرح‌ریزی برای کنترل چاه:

اساسی ترین و مهمترین قسمت هر برنامه حفاری نحوه و چگونگی کنترل چاه است. هر سوراخی که در زمین کنده می‌شود باید دارای ثبات باشد و اگر شرایط کافی برای آن فراهم نشود در اثر فشارهای تحت الارضی یا دیواره‌های چاه بهم می آید یا سیالات مختلف سازند وارد چاه شده و مانع ادامه عملیات حفاری می شود.

مخصوصاً در صورتی که سیال وارد شده گاز و نفت باشد علاوه بر احتمال از دست رفتن چاه، احتمال از بین رفتن دستگاه حفاری و تلفات سنگین جانی نیز وجود دارد. اصولاً در طول طرح‌ریزی عملیات یک چاه، تنها نحوه کنترل چاه دارای قوانین و مراحل مشخص است زیرا فقط به عامل فشارهای تحت الارضی بستگی دارد.

9- عوامل موثر در سرعت حفاری

عوامل موثر در سرعت حفاری چاه متعددند و احیاناً همگی کاملاً شناخته شده نیستند و بدون شک متغییرهایی هستند که هنوز کشف نشده‌اند، متغییرهای تحت مطالعه به هیچ وجه بطور کامل از هم قابل تفکیک نیستند و در نتیجه کار تجزیه و تحلیل سرعت حفاری را بسیار پیچیده می‌کند. به عنوان مثال افزایش وزن روی مته باعث افزایش سرعت حفاری می‌شود ولی از طرف دیگر عمر مته را کم می کند.

در حفاری همیشه حداکثر سرعت حفاری مورد نظر است. این موضوع نباید به بهای افزایش فوق‌العاده و غیر قابل جبران هزینه‌ها تمام شود. حداکثر سرعت کندن مته در ته چاه همیشه به معنای کاهش خرج حفاری یک متر چاه نیست زیرا فرسوده شدن سریع مته، اشکال گوناگون در وسائل حفاری و غیره، ممکن است باعث افزایش هزینه عملیات شود.

معمولاً سرعت حفاری، اشاره به سرعت عمومی پیشرفت حفاری چاه است. در این بخش از سرعت کندن مته استفاده می‌شود که سرعت نفوذ در سنگ بر حسب ساعات چرخش مته است بعضی از متغییرهای شناخته شده‌ای که سرعت حفاری به آن بستگی دارد به قرار زیر است:

1- سطح دانش فنی و تجربی کارکنان.

2- عوامل روحی و روانی- شرایط و روابط حاکم بر محیط کار.

3- راندمان و تناسب دستگاه حفاری با عملیات.

الف) نوع و قدرت دستگاه حفاری.

ب) نحوه حفظ و نگهداری و تعمیرات دستگاه حفاری.

4-خواص و مشخصات سنگها.

الف: استحکام و قدرت تراکمی سنگ.

ب : سخت بودن یا ساییده بودن سنگ.

ج : فشار سازند و کیفیت آن.

د : خاصیت ارتجاعی سنگ (شکننده یا پلاستیکی است).

ر : گلی بودن، چسبناکی (خاصیت چسبندگی گل به مته و رشته حفاری).

س : میزان نفوذپذیری و تخلخل سنگ سازند.

ع : نوع سیالات داخل سنگها.

ک : درجه حرارت.

5- عوامل مکانیکی

الف :وزن روی مته.

ب :سرعت دورانی مته.

ج : نوع مته.

6- خواص گل حفاری

الف: وزن گل (وزن مخصوص).

ب : مقدار ذرات جامد معلق گل.

ج : گرانروی و نوع حرکت گل.

د : صافی گل.

ر : درصد روغنی گل.

س : کشش سطحی (ترشوندگی گل).

7- توان هیدرولیک سیستم گردش کار

-1 چگونگی کندن و خرد کردن سنگها

10- برآورد هزینه چاه:

پس از برنامه‌ریزی عملیات حفاری هر چاه، هزینه چاه برآورد می شود، هزینه چاه بطور کلی شامل هزینه انتقال و سوار کردن دکل در محل چاه، کرایه روزهای حفاری، کرایه خدمات جنبی، قیمت وسایل حفاری (مته، لوله های جداری، وسایل اضافی برای جداره کاری، سرجداره‌ها، سری تکمیل، سری بهره‌برداری و غیره) مواد شیمیایی (مواد گل حفاری و سیمان) است. هزینه باید براساس نرخهای روز محاسبه شود.

11-حفاری انحرافی یا افقی چاههای نفت و گاز

در بسیاری از مخازن زیرزمینی امکان حفاری عمودی وجود ندارد. برخی از این دلایل شامل: وجود رودخانه یا آبهای سطحی، کوه، دره، منازل مسکونی، ضخامت کم لایه نفتی است. در این موارد باید چاه را به صورت انحرافی در مخزن حفاری کرد.


حفاری انحرافی

12-تعمیر چاههای نفت و گاز

بعضی از چاههای نفت ممکن است پس از مدتی تولید، در اثر مشکلهای فنی و مکانیکی در چاه ( نظیر شکستن و فرو ریختن لوله‌های جداری و مسدود شدن چاه و قطع تولید آن ) و یا برهم خوردن کیفیت نفت تولیدی (‌نظیر افزایش آب و گاز همراه با نفت در اثر تغییرات مخزنی) احتیاج به تعمیر و کار مجدد پیدا می‌کند تا مثلا لوله جداری شکسته شده را تعمیر و با یک رشته جداری دیگر بپوشانند و یا این که چاه را عمیق‌تر کنند. در این صورت یک دستگاه حفاری بر روی چاه برده می‌شود. 

کد خبر 231655

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
0 + 0 =