تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - جداره گذاری و سیمانکاری چاه نفت
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان

لینکدونی

آرشیو موضوعی

آرشیو

لینکستان

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

جداره گذاری و سیمانکاری چاه نفت

چاه نفت و گاز در واقع شبیه یك مخزن تحت فشار به همراه خط لوله ای می باشد كه هیدروكربن ها را از مخزن به سطح می كشاند. كاركرد مخزن تحت فشار بستگی به عملكرد لوله فولادی كه درون چاه قرار می گیرد، دارد. این لوله به نام لوله جداره گذاری مشهور است و تا پایان عمر چاه یكپارچگی چاه را تضمین می كند. عمر متوسط یک چاه چهل سال یا بیشتر می تواند باشد. به همین دلیل، طراحی صحیح لوله جداره گذاری و در نظر گرفتن تمام نیروها و فاكتورهای محیطی مربوطه اهمیت حیاتی دارد. جداره گذاری در زمان حفر چاه، تكمیل و بهره برداری آن كاركردهای مختلفی دارد. در یك چاه عمیق، ممكن است دهها نوع جداره گذاری مختلف در مراحل گوناگون حفاری یا تكمیل چاه صورت گیرد.

اطراف لوله جداره گذاری را سیمان می پوشاند. سیمان، لوله جداره گذاری را در برابر نیروهای وارده محافظت می كند و از زوال آن در طولانی مدت جلوگیری می كند. سیمان از خوردگی لوله جداره گذاری بر اثر وجود آب نمك دار در طبقات مختلف خاكی جلوگیری می كند. همچنین سیمان وظیفه دارد از نفوذ آب و گازهای مختلف موجود در طبقات زمین به فضای حلقوی لوله جداره گذاری ممانعت به عمل آورد. از وظایف دیگر سیمان، آب بندی كردن بخشهایی از چاه می باشد كه گل حفاری از آنجا نشت كرده و وارد طبقات خاكی می شود. می توان با استفاده از سیمان چاه را بست و از خروج گاز و سایر سیالات از آن جلوگیری نمود. در نهایت با سیمانكاری می توان بخش انتهای چاه را آب بندی كرده و چاه دیگری را با فاصله از چاه قدیمی حفر نمود.

1- انواع لوله های جداره گذاری

لوله های جداره گذاری انواع مختلف دارند و ممکن است در یک چاه خاص، چندین نوع جداره گذاری صورت گیرد ولی آنچه رایج است و در اکثر چاههای نفت دیده می شود عبارت است از: لوله جداره گذاری اولیه، لوله جداره گذاری سطحی، لوله جداره گذاری میانی و لوله جداره گذاری بهره برداری

لوله جداره گذاری اولیه یا لوله هادی، قطورترین لوله محافظ چاه است و زمانی کاربرد پیدا می کند که خاکهای سطحی زمین به قدری ناپایدار باشند که در حین حفاری، در اثر خورندگی و شستشوی خاکهای ناپایدار توسط گل حفاری، حفره های کوچک و بزرگ در سطح ایجاد شود. طول این لوله ها بسته به نوع خاکهای سطحی بین 3 تا 6 متر است. هدف از قرار دادن لوله جداره گذاری اولیه عبارتست از: هدایت سیال حفاری در مسیر برگشت به سطح دكل در حفاری چاه سطحی و ایجاد سیستم بسته گردش سیال- حفاظت طبقات غیر مستحكم از خورده شدن توسط جریان گل حفاری - تحمل وزن تجهیزات سرچاهی و شیرهای فوران گیر.

جداره گذاری سطحی اولین بخشی از جداره گذاری است كه تا عمق كافی قرار می گیرد كه در برابر فشار ناشی از لگد زدن طبقات مختلف مقاومت كند. وظایف لوله جداره گذاری سطحی عبارتست از:امکان نصب شیرهای فوران گیر در سر چاه در حال حفاری برای عمیق تر کردن چاه – حفاظت منابع آب شیرین از آلودگی توسط گل حفاری - عا یق کاری طبقات غیر مستحكم جهت جلوگیری از ریزش طبقات و ایجاد مشكل برای چاه .

جداره گذاری میانی برای چاههای كم عمق نیازی نبوده ولی چاه عمیق به چندین مورد از این نوع جداره گذاری احتیاج دارد. جداره گذاری میانی مانند ایستگاه بین جداره گذاری سطحی و جداره گذاری بهره برداری عمل می كند. اهداف اولیه جداره گذاری میانی عبارتند از: افزایش فشار گل حفاری در چاه برای جلوگیری از فشار غیر عادی طبقات و جلوگیری از فوران چاه به نحوی كه عمیق كردن آن بدون خطر باشد- محافظت از عملیات جهت دار انجام شده مانند چاه جهت دار حفر شده زیر جداره گذاری سطحی که با استفاده از جداره گذاری میانی محافظت می شود.

جداره گذاری بهره برداری در مخازن با عمر بلند مدت صورت می گیرد. این جداره گذاری محلی برای لوله های تكمیلی است كه از داخل آنها هیدروكربنها از مخزن به بیرون منتقل می شوند. اگر لوله های تكمیلی نشتی داشته باشند، جداره گذاری بهره برداری باید بتواند در برابر فشار سیال مقاومت كند.

2- آماده سازی چاه

قبل از جداره گذاری عملیات زیر جهت آماده سازی چاه انجام می گیرد : عملیات نمودارگیری جهت تعیین قوس و انحراف چاه ، محاسبه قطر چاه با استفاده از قطریاب(CaliperLog) ، برای تعیین مقدار حجم دقیق محبوس بین دیواره چاه و لوله جداره گذاری ، اندازه گیری متوسط دما و دمای ماكزیمم در نقاط مختلف چاه برای تعیین مدت زمان سخت شدن دوغاب سیمان و برقوزنی دیواره چاه برای كنترل كردن دیواره های چاه و به گردش درآوردن و فراوری (Treatment) گل حفاری.

3- آماده سازی رشته جداره گذاری

برای آماده سازی رشته لوله جداره گذاری معمولاً سه شاخه لوله به هم وصل شده و در انبار ذخیره می شود. در محل چاه، مشخصات آنها از قبیل جنس و نوع فولاد، ‌ضخامت و نوع رزوه آن اندازه گیری و تمام لوله ها شماره گذاری می شوند. علاوه برآن تجهیزات جانبی زیر نیز بر روی لوله ها نصب می گردد:

كفشك ها (Shoe) و طوق مهار (Shoe) که به لوله پیچ شده و از رزین ترموست برای جلوگیری از باز شدن اتصال پیچی بین آن دو استفاده می شود.

هم مركز كننده ها (Centeralizers) که به انتهای لوله و هم تراز كفشك ها و بالا و پایین ابزار سیمانكاری مرحله ای متصل می شوند.

خراشنده ها (Scratchers) که به انتهای رشته حفاری و احتمالاً‌ كمی بالاتر از انتها متصل می شوند تا لایه سفت شده گل حفاری را از دیواره نفوذپذیر چاه بزدایند.

4- تجهیزات جداره گذاری

كفشكها،قطعات استوانه ای هستند که لوله جداره گذاری را هدایت کرده و كمك می كنند تا وارد بخش غیرجداره گذاری شده چاه شود. 

طوقه نشیمنگاهی برای ایجاد نشیمنگاهی برای توپی سیمانکاری بکار می رود. 

مرکز یاب: قرار گرفتن لوله جداره گذاری در مرکز چاه ایجاد شده یكی از پارامترهای مهمی است كه موفقیت سیمانكاری را تضمین می كند. مرکز یاب وسیله ای است که این منظور را برآورده می سازد.   خراشنده ها وظیفه شكستن لایه گل خشك شده در دیواره چاه و ایجاد پیوند بهتر بین سیمان و طبقات خاكی را برعهده دارند. خراشنده ها مخصوصاً در لایه های قابل نفوذ كه لازم است لایه ایجاد شده از بین برده شود، بکار می روند.

آب بندها در واقع دیسکهای لاستیكی هستند كه قطر بزرگتری نسبت به قطر نامی چاه دارند. دیسك دارای شیارهای مارپیچی است كه سبب می شود دوغاب سیمان به سمت انتهای بخش گشاد چاه حركت كند و حفره ها را بهتر پركند

سبدهای سیمانكاری: ازا ین تجهیزات در نواحی ضعیف برای جلوگیری از هدر رفتن سیمان استفاده می كنند.

کله گی سیمانكاری (Cementing Head):كله گی به سر لوله جداره گذاری پیچ شده و دو توپی سیمانكاری را نگه می دارد. كله گی اجازه می دهد كه سیال حفاری گردش كند و دوغاب سیمان پس از آزاد شدن توپی پایین به داخل پمپ شود. توپی های سیمانکاری در داخل کله گی قرار دارند. سیمان از داخل کله گی می گذرد. با برداشتن پین پایین، توپی پایینی آزاد شده و پشت سر آن دوغاب پمپ می شود. پس از گذشت زمان مشخص و پمپ شدن حجم مشخص سیمان به داخل چاه، توپی بالا آزاد می شود.

توپی سیمانكاری: عموماً‌ برای جداكردن سیال های مختلف (گل حفاری- سیمان و مخلوط آن دو) در زمانی كه سیالهای مذکور از لوله جداره گذاری پمپ می شود، مورد استفاده قرار می گیرد. توپی ها از مخلوط شدن سیالها تا حد امكان جلوگیری می كنند و خطر آلودگی سیمان را كاهش می دهند.

5- سیمانكاری

عملیات سیمانكاری عبارت است از پركردن فضای حلقوی بین دیواره چاه و جداره لوله جداره گذاری با دوغاب مناسب سیمان. در حالت کلی دو نوع سیمانکاری وجود دارد که هر کدام اهداف خاصی را برآورده می سازند:

سیمانكاری رشته جداره گذاری: در این نوع سیمانکاری ،جدا كردن سازند مولد از لایه ها و بستر مجاور ،محافظت رشته جداره گذاری از خوردگی و پوسیدگی به سبب وجود سیالهای خورنده در بسترهای مجاور، ایجاد آب بندی و جلوگیری از نشتی برای كنترل و ایمنی تجهیزات سر چاهی مورد نظر می باشد .

سیمانكاری تحت فشار یا سیمانكاری فشاری (Squeeze Cementing)در چاههای مشبك (Perforated borehole).: در این نوع سیمانکاری ، تزریق سیمان اضافی از بین شبكه های چاه مشبك برای تعمیر سیمانكاری اولیه یا استحكام دهی آن،پركردن و یا آب بندی لایه تهی شده از نفت وجداسازی بستر از لایه های مجاور برای كاستن از درصد آب یا گاز نفوذی در نفت تولیدی مورد نظر می باشد .

سیمان: ترکیب اصلی سیمانهایی که در سیمانکاری چاههای نفت بکار برده می شوند، همان سیمانهای صنعتی است با این تفاوت که از لحاظ ترکیب ساختاری، موادی به آن اضافه می شود که خاصیت پمپ پذیری دوغاب سیمان افزایش یابد. نوع مواد و میزان مواد تشکیل دهنده سیمانهای صنعت حفاری باید به گونه ای باشد که خواص ذیل را در آنها ایجاد نماید:

ویسکوزیته سیمان و زمان سفت شدن آن به صورتی باشد که بتوان آن را با پمپ در عمق معینی از چاه قرار داد. به محض قرار گیری در چاه باید سریعاً و درکوتاه مدت مقاومت کافی در آن ایجاد شود تا از شکست مکانیکی جلوگیری به عمل آید. از نظر ترکیب شیمیایی، سیالات طبقات مختلف زمین بر روی آن تاثیری نگذارد. چنان قوامی داشته باشد که به مرور زمان تجزیه و فاسد نگردد و کیفیت خود را از دست ندهد. سیمان باید فاقد نفوذپذیری باشد تا سیال طبقات در آن نفوذ نکند.

روش سیمانكاری:روش سیمانكاری به این ترتیب است كه دوغاب سیمان با فشار درون لوله جداره گذاری وارد می شود. دوغاب پس از عبور از درون لوله وارد فضای حلقوی می شود و تا ارتفاع از پیش تعیین شده بالا می آید. مسیری كه دوغاب سیمان طی می كند شبیه مسیر گل حفاری است. یعنی از درون لوله جداره گذاری خارج شده و وارد فضای حلقوی می شود. وقتی فضای حلقوی پر شد، ساکن می شود و پس از مدتی خشک شده و سخت می گردد.

درباره وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت خوزستان
دانشجویان نفت خوزستان





دانشجویان نفت خوزستان

وبلاگ
SEO Stats powered by MyPagerank.Net
مدیر وبلاگ : admin

آخرین پست ها

جستجو

نویسندگان

مترجم سایت