تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - گل حفاری و نقش آن در حفاری های اکتشافی نفت و گاز
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 :

گل حفاری و نقش آن در حفاری های اکتشافی نفت و گاز

فهرست مطالب :

»موارد استفاده ازگل حفاری

»نقش مواد در گل حفاری

»مواد معدنی مورد استفاده در حفاری

»انواع گل حفاری

»موادی كه به گل اضافه می شود 

»مشخصات گل حفاری

»آنالیز گل حفاری

»سیستم گردش گل

»گردش گل حفاری

 

 

برای خواندن مطالب به ادامه مطلب بروید . . .

»» موارد استفاده از گل حفاری

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مغزه گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

گل حفاری غیر از بالا آوردن تراشه های زمین كاربردهای دیگری نیز در ته چاه انجام می دهند كه عبارتند از خنك كردن و روان كردن مته . علت اینكه بجای آب از گل حفاری استفاده می شود این است كه خرده سنگهای حفاری شده دارای وزن مخصوص زیادی هستند و با اینكه گل بعلت سرعت زیاد آنها را با خود بالا می آورد معهذا باید گرانروی گل بحدی باشد كه بتواند خرده سنگها را با سهولت وبه سرعت از چاه خارج كند .

گلی كه بدین ترتیب خرده سنگها  را از چاه بیرون می كشد و بدرون صافی مخصوصی كه شبیه غربال است هدایت می شود در آنجا خود گل از صافی عبور كرده اما خرده سنگها روی صافی باقی می مانند و گل پس از عبور از صافی در مخزنی جمع آوری و از آنجا مجددا بداخل رشته حفاری تلمبه می شود . بدین ترتیب جریان دائمی گل از درون كاسه گردان به داخل رشته حفاری و سرمته و از آنجا به فضای بین رشته حفاری و چاه و تا صافی مخزن ادامه پیدا می كند .

گل حفاری باعث می شود ستون گل حفاری به دیوار چاه فشار آورد و مانع ریزش آن شود . به علاوه بدنه چاه را اندود كرده و منافذ آنرا می گیرد و دیگر آنكه در مواقعی كه مته در اعماق زیاد به لایه گاز یا نفت ( در حفاری های نفت و گاز ) می رسد ستون گل مانع می شود كه گاز یا نفت از منافذ لایه مذكور كه ممكن است فشار زیاد هم داشته باشد بروی چاه را یابد . به همین جهت غلظت و وزن گل حفاری باید بیش از وزن آب و بحدی باشد كه بتواند فشار لایه متخلخل مذكور را خنثی كند .

 

»» نقش مواد در گل حفاری

 

کنترل وزن مخصوص: برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت : به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری : ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

 

»» مواد معدنی مورد استفاده در حفاری

بنتونیت : به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.

میکا : برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

گرافیت : هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت : برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.

گالن : به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.

آهک و دولومیت : جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.

ژیپس : برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.

آزبست : به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.

نمک : در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.

کربنات و بی‌کربنات سدیم : به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی : این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند.

 

»» انواع گل حفاری :

a) گل پایه آبی

b) گل هوا و كف :  نوعی گل پایه آبی بوده كه در طبقات با شكستگی زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.

c) گل پایه روغنی : بخش عمده آن گازوئیل ( ۹۵٪  تا ٩۸٪ ) و بقیه آن آب نمك و دیگر افزودنیها می باشد.به چند دلیل در حفاریها از گل روغنی استفاده می شود :

1. در بخشهای مخزنی جهت جلوگیری از ریزش چاه

2. جلوگیری از ریزش شیل

3. عدم نفوذ زیاد گل بدرون سازند

 

الف ) گاهی نوع خاص از گل تزریق می شود به نام پیل  :  كه با ویسكوزیته بیشتر است و هنگامی كه چاه ساكن است بدرون چاه اضافه می شود و جلوگیری از هرزروی كه یا از LCM (مواد كنترل كننده هرزروی) و یا از  Hv  Pill  (پیل با ویسكوزیته زیاد یا پیل غلیظ)استفاده می شود.

ب  ) سلاگ  : با وزن حجمی بیشتری است و در هنگام لوله لوله بالا مورد استفاده  قرار می گیرد.

 

»» موادی كه به گل اضافه می شود  :

1) كاستیك (Na OH) برای تغییر در PH و قلیائی نمودن گل

2) رس : جهت بالا بردن ویسكوزیته آن

3) باریت  : (Ba SO4) : بمنظور بالا بردن وزن گل

4) CMC  Hv : جهت بالا بردن ویسكوزیته  در پیل

5) كلسیم (Ca) : بالا بردن سختی گل حفاری

6) بنتونیت به منظور بالا بردن ویسكوزیته

7) LCM  (Loss Controller Material): افزودنیهائی مثل پوست گردو ، پوست شكلات میكا و . . . برای نفوذ در داخل خلل و فرج ( در هنگام هرزروی بالا استفاده می شود).

 

»» مشخصات گل حفاری :

صاف آب (WL : Water Loss): بر حسب cc.

پایه آبی : PH

Ca   بر حسب  ppm

ALK    : آلكالینیتی

پایه روغنی : ES : مربوط به سالینیتی ( شوری ) و عدم دو فاز شدن گل

HPHT  : مربوط به صاف آب است .

 

»» آنالیز گل حفاری

در بخش گل حفاری خواص سیال حفاری را مورد بررسی قرار می دهند و از آنجا كه مثلاً بنتونیت Bentonite به تنهائی از پس كلیه وظایف گل حفاری بر نمی آید. یك سری افزودنی به گل اضافه می كنند كه در این آزمایشگاه با انجام آزمایشهای مختلف تركیب یك گل با خصوصیات مورد نظر بدست می آورند. مثلاً یكی از افزودنیها CMC می باشد كه برای افزایش viscosity به گل اضافه است. از خواص دیگر گل می توان به موارد زیر اشاره كرد :

»» viscosity  (گرانروی ) كه در دورRPM  600  اندازه گیری می شود با استفاده از دستگاه Rheometer   انجام می گیرد. (یكی دیگر از خواص گلPlastic viscosity   است ) تعیین yield point  یکی دیگر از خواص گل حفاری است.

»» هرچه yield point بالاتر باشد حمل قطعات وcuttings توسط گل راحت ترصورت می گیرد.

»» از خواص مهم  گل mud filtrate است كه با دستگاه API Standard filter press  اندازه گیری می شود.  Mud filtrate مقدار آبی است كه سیال حفاری در حین circulation از دست می دهد. در دستگاه مورد نظرگل را داخل یك محفظه می ریزند و مقدار آبی كه در زمان 30 دقیقه تحت فشارpsi 100 از گل جدا می شود برحسب cc/30 min گزارش می گردد. همچنین دراین آزمایش ضخامت mud cake را نیز اندازه گیری می كنند. با افزودن یك سری مواد می توان ضخامت mudcake را كاهش داد.

»» از خصوصیات دیگر گل حفاری استحكام ژله ای گل است.

یكی دیگر از دستگاههایی كه برای اندازه گیری هرز روی و بهینه كردن آن بكار می رود تا آن را به حداقل برساند bridging material tester) BMT) می باشد. در این دستگاه برای هر نوع سازندی یك مدل اختیار می شود. مثلاً برای سازند ماسه سنگی یك مدل گلوله ای را در نظر می گیرند و میزان هرز روی گل را از داخل این مدل اندازه گیری می كنند.

در آزمایشگاه اسید زنی آزمایشات مربوط به اسیدكاری انجام می شود. می دانیم كه پس از سیمان كاری به چاه اسید می زنند تا سیمان باقی مانده خارج شده و شسته شود. Acidizing Instrument در این واحد قرار دارد، قلب این دستگاه  پمپ آن است. در این دستگاه فشار و حرارت بر روی سنگ اعمال می شود. در واقع اسید با یك فشار معین به داخل core تزریق می شود. در این دستگاه فشار و حرارت برروی سنگ اعمال می شود.  به این وسیله كربناتهای داخل مغزه حل می شوند. پس از اسید زنی تراوایی را دوباره اندازه گیری می گیرند، خروجی این دستگاه بصورت print  شده تهیه شود.

 

خواص مكانیكی گل كه باید در آزمایشگاه تعیین شوند عبارتند از :

1.Plastic viscosity)    PV)

2. Yield point)  YP)

3. Gel Strength)  gs)

4. Filtration Lost)  FL)

 

»» سیستم گردش گل

سیال حفاری اگر مایع باشد قسمت عمده آن آب است و گاهی نفت جزء اصلی آن است. از رس های مخصوصی برای شكل دادن به گل حفاری استفاده می شود و باریت برای افزایش وزن مخصوص گل بكار میرود.  مواد شیمیائی برای كنترل گرانروی (Viscosity) گل و افزایش توانائی ذرات جامد گل برای اندود نمودن دیواره چاه بكار می روند.  ١٪ تمامی چاههای نفت حفاری شده از هوای متراكم یا گاز طبیعی برای سیال حفاری بجای گل استفاده كرده اند.  مخازن گل دارای همزن هائی هستند(Agitators) (پارو مانند)  كه گل را بهم زده و مخلوط می كنند.

 

»» گردش گل حفاری :

بخش های مختلف مسیر گردش گل به قرار زیر می باشند  :

 

۱- مخازن گل  :     

                 الف)  مخزن ذخیره گل    Reserve Tank

                  ب )  مخزن مكش         Suction Tank از آنها بدرون پمپها هدایت می شود.

                  ج )  مخزن شیكر          Shaker Tank پس از خروج از چاه

                  د  )  مخزن میانی         Middle  Tank قبل از مخزن مكش قرار دارد.

 

*مخزن Trip  : در حین پر كردن و خالی نمودن چاه در شرایطی غیر از حفاری مثلا" لوله بالا مورد استفاده قرار می گیرد

۲ –    پمپهای گل :

۳-     Mud Hose  : لوله ای كه از پمپ به Swivel وارد می شود.

٤-      شیل شیكر (Shale Shaker)

۵-    Mud Cleaner : شامل ١ - Desander (ماسه زدا)  و۲-  Desilter (سیلت زدا)

٦-    Degasser

۷-    Mud Aggitator : شفتی است كه با چرخش خود در مخزن تركیبات گل را با یكدیگر مخلوط می كند و از ته نشینی مواد موجود در گل جلوگیری می نماید. (دستگاه سانتریفوژ روی Suction Tank) قرار دارد).

۸-   Stand Pipe Manifold  روی Floor حفاری قرار داشته با چهار مسیر بشرح زیر  :

1) Fill Up Line: هنگام پر كردن چاه از گل

2) Jet Cellar: مسیری است كه باعث خالی شدن Cellar  میگردد.

3) Bottom Kill Line: به سمت Pipe Rams   پائین میرود.

4) Top Kill Line: كه به سمت Pipe Rams بالائی می رود.

 

٩- Mud Pit : حوضچه ای كه زائده های داخل گل درون آن میریزد.

Over Balance= هرزروی گل در اثر فشار كم سازند

Under Balance= فشار سازند از گل بیشتر بوده و نتیجتا" فوران خواهیم داشت( Flow یا Kick ).

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