کنترل هرزروی‌های شدید سیال حفاری

///کنترل هرزروی‌های شدید سیال حفاری

کاهش حجم گل از حجم کل در اثر کاهش آب و پر کردن چاه جدید، کاملاً از موضوع هرزروی متفاوت است. پژوهشگران تأثیر افزودن یک پلیمر با نام تجاری DRISPAC به گل پایه آبی بنتونیت در غلظت‎های مختلف بر روی هرزروی سیال را بررسی نموده‌اند همچنین علل هرزروی سیال حفاری بررسی شده و مقدار و نوع مواد کنترل‌کننده هرزروی را تعیین کرده‌اند. طبق تقسیم‏بندی Daccord، هرزروی در صنعت حفاری به صورت نشت (کمتر از ۱۰ بشکه در ساعت)، مختصر (بین ۱۰ الی ۱۰۰ بشکه در ساعت)، شدید (بین ۱۰۰ و ۵۰۰ بشکه در ساعت) و کامل (بیش از ۵۰۰ بشکه بر ساعت) طبقه‎بندی می‏گردد. نوع، شدت و مکان وقوع هرزروی درون چاه متفاوت است و روش سیستماتکی که برای کنترل آن به صورت اقتصادی و مؤثر شناخته شده است شامل دو عامل پیش‎گیری و درمان است.

کاهش حجم گل از حجم کل در اثر کاهش آب و پر کردن چاه جدید، کاملاً از موضوع هرزروی متفاوت است. پژوهشگران تأثیر افزودن یک پلیمر با نام تجاری DRISPAC به گل پایه آبی بنتونیت در غلظت‎های مختلف بر روی هرزروی سیال را بررسی نموده‌اند همچنین علل هرزروی سیال حفاری بررسی شده و مقدار و نوع مواد کنترل‌کننده هرزروی را تعیین کرده‌اند. طبق تقسیم‏بندی Daccord، هرزروی در صنعت حفاری به صورت نشت (کمتر از ۱۰ بشکه در ساعت)، مختصر (بین ۱۰ الی ۱۰۰ بشکه در ساعت)، شدید (بین ۱۰۰ و ۵۰۰ بشکه در ساعت) و کامل (بیش از ۵۰۰ بشکه بر ساعت) طبقه‎بندی می‏گردد. نوع، شدت و مکان وقوع هرزروی درون چاه متفاوت است و روش سیستماتکی که برای کنترل آن به صورت اقتصادی و مؤثر شناخته شده است شامل دو عامل پیش‎گیری و درمان است.

روش‌های فعلی کنترل هرزروی سیال حفاری عبارت‌اند از (۱) تزریق مواد کنترل‌کننده هرزروی (LCM) برای هرزروی‎های با شدت کم و (۲) نصب پلاگ سیمانی برای هرزروی‎های با شدت زیاد. متأسفانه مشکلات مرتبط با نصب پلاگ سیمانی عبارت‌اند از (الف) ایجاد وقفه‎های طولانی در برنامه حفاری، (ب) کج شدن چاه از مسیر اصلی و (ج) مقاومت پایین سیمان جداری حفره و شکستگی پلاگ (بخصوص در مورد سیمان بنتونایتی).

احتمالاً با استفاده از تجهیزات مکانیکی و ابزار خاصی که به‌آسانی قابلیت ارسال به منطقه هرزروی یا تأثیر بر آن منطقه را دارا باشند می‌توان به روشی سریع برای فائق آمدن بر این مشکل دست یافت. شکل ۱ تصویری از نصب لوله جداری برای کاهش شدت هرزروی را نشان می‏دهد؛ اما در این حالت، برنامه مرحله‌به‌مرحله نصب لوله جداری، به‌عنوان یک مانع مهم، باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

شکل ۱- نمایش تأثیر نصب لوله جداری بر کاهش هرزروی سیال حفاری به سازند

هرزروی عبارت است از به هدر رفتن سیال حفاری، سیال تکمیل چاه و دوغاب سیمان به درون سازندهای نفوذپذیر مانند ماسه‌سنگ، سنگ‌آهک، دولومیت و غیره در هنگام حفاری، تکمیل چاه و عملیات سیمان‌کاری. هرزروی سیال حفاری یکی از معضلات بزرگ و اجتناب‌ناپذیر در صنعت حفاری بوده که به علت ایجاد وقفه در برنامه حفاری، هزینه‎های سنگینی را تحمیل می‌نماید. مقابله با هرزروی فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر است زیرا باعث افزایش هزینه به دلیل از دست دادن گل حفاری، افزایش زمان اجاره دستگاه حفاری، آسیب به سازند (به دلیل ورود مواد گل به درمن سازندهای تولیدکننده) گیرکردن لوله‌ها، نیاز به راندن لوله جداری اضافی، سیمان‌کاری ضعیف به خاطر پر نشدن پشت لوله جداری، احتمال فوران و درنهایت از دست دادن چاه می‌شود.

اطلاع دقیق از نوع و مکان هرزروی در انتخاب صحیح مواد کنترل هرزروی بسیار مؤثر است. به همین دلیل تعیین مکان دقیق هرزروی به اندازه تعیین مواد کنترل کننده آن از اهمیت برخوردار است و این موضوع با استفاده از سوابق حفاری‎های قبلی، تغییرات سازندی و تکنیک‏های مختلف نمودارگیری تعیین می‏گردد.

در سازندهای دولومیتی، عرض شکاف‏ها نقش بسیار مهمی در هرزروی سیال حفاری دارند. شکاف‎های درهم پیچ خورده عرض‎های مختلفی داشته و تابعی از درجه و چگونگی فعالیت‎های اخیر تکتونیکی هستند. عرض شکاف‎ها بر اساس این معیار در نواحی فعال از ۱۱/۰ الی ۲۰/٠، در نواحی متوسط از ۰۳/۰ الی ۱۵/۰ و در نواحی غیرفعال از ۰۱/۰ الی ۱/۰ میلی‌متر می‌باشد و اغلب دارای طولی در محدوده ۳/۰ الی ۵/۷ متر هستند.

 

ماده یا مواد کنترل هرزروی سیال حفاری به سازندهای تراوا می‎توانند از مکانیسم‏های مختلف وارد عمل شده و به روش‏های مختلف از هرزروی سیال ممانعت نموده یا شدت آن را کنترل نمایند. تصویر ۲ نمایی از هرزروی سیال حفاری در سازند را نشان می‏دهد.

شکل ۲- تصویری از هرزروی سیال حفاری در شکاف‎های سازند

  • ماده پیشنهادی پایداری دمایی آن تا حدود ۲۰۰ درجه فارنهایت باشد.
  • ماده پیشنهادی در برابر آب شور (با غلظت ۲۵۰ گرم بر لیتر نمک طعام) مقاومت داشته باشد.
  • ماده پیشنهادی نسبت به غلظت بالای کلسیم (حدود ۱ درصد) در آب مقاومت داشته باشد.
  • ماده پیشنهادی جریان پذیری مناسبی برای تزریق در چاه داشته باشد.
  • زمان بندش ماده پیشنهادی قابل‌کنترل باشد به‌گونه‌ای که حین انتقال به محل هرزروی باعث انسداد مسیر نگردد.
  • حجم ماده پیشنهادی برحسب شدت و ابعاد منطقه هرزروی طراحی شود.
  • ماده پیشنهادی بخارات سمی تولید ننماید.
  • خواص خوردگی ماده پیشنهادی قابل‌کنترل باشد و باعث خوردگی شدید لوله‌های جداری و ابزار درون‌چاهی نگردد.
  • ماده پیشنهادی قابلیت سازگاری با انواع سیالات حفاری (پایه آبی و پایه نفتی) داشته باشد.
  • تهیه و آماده نمودن مخلوط مورد نظر در شرایط عملیاتی مقدور باشد.

 

با توجه به اینکه پروپوزال‌های دریافت شده توسط تیم ارزیابی موردبررسی قرار خواهد گرفت، این امکان وجود دارد که در مرحله ارزیابی و قبل از انتخاب مناسب‌ترین گزینه برای همکاری از فناوران سؤالاتی در خصوص شفاف‌سازی بیشتر پروپوزال‌ها پرسیده شود.

جزئیات همکاری از طریق گفتگو و مشاوره با طرف‌های ذی‌ربط مشخص خواهد شد.

(راه‌حل‌های پیشنهادی لزوماً محدود به پیشنهادهای زیر نخواهد بود)

  • استفاده از مواد پلیمری با وزن مولکولی متوسط (حالت ژل) برای بندش محل هرزروی
  • استفاده از مواد LCM بهینه‌شده
  • استفاده از مواد جامد قابل‌حمل با سیال حفاری
  • استفاده از روش‏های افزایش گرانروی و کاهش جریان‏پذیری سیال در شکاف‏های سازند
  • کاهش وزن ستون سیال حفاری به منظور کاهش نیروی تشدید کننده هرزروی
  • استفاده از مواد پلیمری سازگار با فرایند حفاری باشد به صورتی که در محل هرزروی از هدر رفت سیال جلوگیری نماید و یا جریان‎پذیری سیال در خارج از لوله جداری (محیط سازند) را کاهش دهد. (یکی از پلیمرهای رایج در این مورد، پلی اکریل آمیدها هستند که با عوامل اتصال عرضی کاتیونی (مانند آهن یا کروم سه‌ظرفیتی) به حالت شبکه‎ای و سخت تبدیل می‏شوند تا هرزروی کنترل گردد).
  • استفاده از روش‏های شناسایی سریع منطقه هرزروی در ابتدای حفاری مته تا بلافاصله پس از ثبت اولین نشانه‏های هرزروی سیال و پیش از ادامه حفاری در آن منطقه، با ارائه راهکارهای سریع و مناسب از تسری این مشکل ممانعت نماید.
  • استفاده از مواد نشت‏بند جامد (مانند رس‎ها یا مواد کربنی تقویت‌شده) باشد که همراه با سیال حفاری به منطقه هرزروی پمپاژ شود (شکل ۳). البته در این مورد، باید اهتمام ویژه‏ای صورت پذیرد تا دلایل عدم کارآمدی مواد متداول کنترل هرزروی شدید سیال شناسایی و رفع گردند.

شکل ۳- تصویر عملکرد مواد نشت بند متداول و امکان تلفیق و بهینه‌سازی آن‌ها

 

  • ارائه روش‏های محاسباتی و تحلیل ابعادی برای کنترل هرزروی برای دسته‏بندی، فرمولاسیون و کنترل مؤثرتر هرزروی (شکل ۴ شماتیکی از روش‌های نمودارگیری و ثبت داده‌های هرزروی، اعتبار سنجی و تحلیل مؤلفه‌ها را نشان می‎دهد).

شکل ۴- تحلیل مؤلفه‌های هرزروی سیال برای فرمولاسیون و ارزیابی کمی روش‏های کنترل و بهینه‏سازی آن‌ها.

 

ü      مواد و روشهایی که کنترلی بر محل دقیق هرزروی ندارند.

ü      مواد و روشهایی که هزینه تأمین آن‌ها بیش از هزینه معادل با وقفه کار دکل حفاری باشد.

ü      موادی که امکان پمپاژ یا تزریق آن‌ها به درون چاه مقدور نباشد.

ü      مواد و روشهایی که باعث تخریب سازند نفتی یا گازی شوند.

نوع همکاری مطلوب :

  • برون‌سپاری (Outsourcing)

فراخوان

کلیه فناوران، شرکت های دانش بنیان، دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و سایر شخصیت های حقیقی و حقوقی فعال در این زمینه می توانند پیشنهادهای خود را از طریق سایت یا پست الکترونیک Proposal@boomerangtt.com ارسال نمایند. همچنین به منظور کسب اطلاعات بیشتر با شماره های ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳ تماس حاصل فرمائید.

هیچ دیدگاهی موجود نیست.

نظر خود را بگذارید

Your email address will not be published.

این را به اشتراک بگذارید