تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - كاربردهای حفاری جهت دار
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 :

كاربردهای حفاری جهت دار

 

كاربردهای حفاری جهت دار

پارامترهای طراحی چاه جهت دار

مونیتورینگ و اندازه گیری مسیر چاه (Monitoring the Well Courser)

روشها و ابزارهای انحراف

موتور های درون چاهی

 

استفاده از حفاری جهت دار كه امروزه جزء لاینفك روشهای مرسوم حفاری به شمار می رود، جهت توسعة میادین نفتی بسیار معمول است. برخلاف حفاری عمودی كه در آن تنها انتخاب و طراحی طول چاه مهم است، در روش حفاری جهت دار می بایست مواردی از قبیل سیستم اندازه گیری، ابزار دقیق، ابزار آلات انحراف (Deflection Tools) پارامترهای مناسب حفاری، سازگاری معماری چاه با طول آن، روش سیمانکاری موثر در نظر گرفته شود.

 

برای خواندن متن کامل مقاله به ادامه مطلب بروید . . .

كاربردهای حفاری جهت دار

پارامترهای طراحی چاه جهت دار

مونیتورینگ و اندازه گیری مسیر چاه (Monitoring the Well Courser)

روشها و ابزارهای انحراف

موتور های درون چاهی

 

استفاده از حفاری جهت دار كه امروزه جزء لاینفك روشهای مرسوم حفاری به شمار می رود، جهت توسعة میادین نفتی بسیار معمول است. برخلاف حفاری عمودی كه در آن تنها انتخاب و طراحی طول چاه مهم است، در روش حفاری جهت دار می بایست مواردی از قبیل سیستم اندازه گیری، ابزار دقیق، ابزار آلات انحراف (Deflection Tools) پارامترهای مناسب حفاری، سازگاری معماری چاه با طول آن، روش سیمانکاری موثر در نظر گرفته شود.

1- كاربردهای حفاری جهت دار

حفاری جهت دار در موارد زیر دارای اهمیت می باشد :

1- مكانهای دور از دسترس: ممكن است نقطة مورد نظر حفاری در محلی كه دسترسی به آن بسیار مشكل بوده (مانند دریا، دریاچه، رودخانه، كوه و غیره) و یا در یك منطقة مسكونی واقع باشد. (شکل 1)

2- حفر چاههای متعدد یا مجموعه ای از چاهها (Well Cluster) فقط در مكانهایی كه جهت بهره برداری آماده شده اند، توجیه اقتصادی دارد. بارزترین نمونه از این مورد در حفاری فراساحلی اتفاق می افتد كه در آن ساخت یك سكوی ثابت جهت حفر چندین چاه بهره برداری توجیه اقتصادی دارد.

3- احداث کنار گذر (Side Tracking):كنارگذرها معمولاً به هنگام مانده گیری(Fishing) جهت خارج كردن رشته لولة از كار افتاده و واقع در قسمت تحتانی چاه، حفر می شود.

4- چاههای فشار شکن: چاههای فشار شکن در نزدیکی چاه دیگر برای کنترل فوران حفر می شوند. با توجه به اینكه دقت بالایی جهت حفر این چاهها در فاصلة نزدیك به چاهی كه در حال فوران است مورد نیاز است، حفر این چاهها را می توان مهمترین و پیچیده ترین كاربرد حفاری جهت دار قلمداد كرد.

5- چاههای زمین گرمایی دو گانه (Paired Geothermal Wells):جهت دستیابی و بهره برداری از منابع زمین گرمایی، دو چاه نزدیک به هم حفر می شود. چاه تولید كه آب گرم را از منبع به طرف بالا هدایت می كند و چاه تزریق كه جهت انتقال مجدد آب به داخل لایه های زمین از آن استفاده می شود.

6- حفاری افقی :در این كاربرد از روش حفاری جهت دار جهت حفر چاه با زاویة حداكثر 90 درجه استفاده می شود و معمولاً به منظور افزایش میزان تولید در چاهها کاربرد دارد.

2- پارامترهای طراحی چاه جهت دار

طراحی و آماده سازی یك چاه جهت دار با مكان یابی هدف مورد نظر و استقرار دكل حفاری شروع می شود. مكان هدف معمولاً به شکل کره ای که مرکز آن محل ضربه است، مشخص می شود. معمولاً انتخاب 20/1 زاویة انحراف بعنوان شعاع هدف از نظر اقتصادی ممكن و مقرون به صرفه می باشد.

بعد از آنكه نقاط آغازین و انتها مشخص شدند مسیر حفر چاه نیز بایستی مشخص گردد. معمول ترین و اقتصادی ترین مسیر برای حفر چاه، مسیر J شكل می باشد. جهت حفر این گونه چاهها، گروه حفاری در ابتدا یك چاه عمودی تا عمق مشخصی كه تحت عنوان نقطة انحراف(Kick off Point -(KOP شناخته می شود، حفر می كنند. نقطة انحراف نقطه ای است كه در آن انحراف چاه از مسیر عمودی آغاز می شود. مرحلة بعدی حفاری همراه با افزایش زاویة شیب می باشد و حفر آن به رشته لولة حفاری ویژه ای نیازمند است. به این ناحیه، ناحیه انحراف (Build Up) گویند.

در مواقعی كه حفر چاه به صورت J شكل یا S شكل جهت دسترسی به هدف مورد نظر غیر ممكن بوده، یا نقطة انحراف بسیار عمیق بوده و یا گرادیان انحراف بسیار كوچك باشد، می توان چاه را به كمك لوله های مورب یا مایل حفر نمود

3- مونیتورینگ و اندازه گیری مسیر چاه (Monitoring the Well Courser )

مسیر مورد حفاری توسط مته در حفاری جهت دار بنا به دلایل زیر می بایست با دقت كافی مونیتور گردد.

الف- تعیین موقعیت سگ پا یا زانویی در محلهایی كه با توجه به گرادیان انحراف، خمیدگی زیادی دارندسگ پا محلی است که چاه به دلیل منحرف شدن از مسیر قبلی، گشاد تر می شود.

ب- جهت بازبینی مسیر چاه به صورت تئوریك و رسیدن به هدف مورد نظر.

ج- جهت رسم موقعیت چاه با بالاترین دقت ممكن كه به مهار چاه توسط چاههای فشار شكن (Relief Wells) به هنگام فوران كمك می نماید.

مسیر حفاری شده توسط متة حفاری را می توان بر اساس اندازه های زاویة انحراف، قوس و طول مسیر حفاری مشخص نمود. که در زیر توضییح داده می شود .

اندازه گیری طول: در طول پروسة حفاری، مفصلهای لولة حفاری به مجموعه رشته لوله اضافه می شوند و در نتیجه باعث می شوند طول چاه با دقت میلیمتری اندازه گیری شود. بعد از متوقف شدن عملیات حفاری نیز می توان طول چاه را اندازه گیری کرد. معمول ترین روش اندازه گیری طول چاه، اندازه گیری مقدار کابلی از الکترود نمودار گیری است که به چاه وارد می شود.

اندازه گیری انحراف: انحراف، زاویة بین خط عمود و محور چاه می باشد. اندازه گیری بر اساس آشكارسازی زاویة انحراف به کمک میدان جاذبه و به وسیلة ابزار پاندولی یا یك شتاب سنج انجام می گردد.

اندازه گیری قوس مغناطیسی(Magnetic Azimuth) : قوس مغناطیسی زاویة بین صفحة عمودی گذرنده از محور چاه و صفحة عمودی گذرنده از شمال مغناطیسی می باشد. این اندازه گیری توسط یك سوزن مغناطیسی یا بوسیلة یك قطب نمای شناور كه به راستای جریان مغناطیسی زمین اشاره می كند، انجام می پذیرد. این اندازه گیری را می توان توسط یك مغناطیس سنج كه سه تصویرِ بُردار میدان مغناطیسی را اندازه می گیرد، انجام داد

اندازه گیری جهت دار ابزار: این اندازه گیری زمانی لازم است که بخواهند ابزار انحراف چاه را در جهت مناسب قرار دهند. در هنگام استفاده از ابزار های انحراف لازم است زاویه بین محور رشته حفاری وجهت قوس مشخص شود.

4- روشها و ابزارهای انحراف

همانطور که در گفته شد، حفاری جهت دار از چندین بخش تشکیل شده است. نقطه انحراف، ناحیه انحراف، ناحیه پایدار واحتمالاً ناحیه خوابیده. حفاری هر یک از این بخشها نیازمند ابزارآلات و تکنیکهای ویژه ای است. در حالت کلی سه روش عمده برای ایجاد نیروی جانبی و انحرف دادن به چاه از جهت عمودی وجود دارد که در این بخش توضیح داده می شود.

گوه یا زانویی انحراف (whip stock)

همانطور که در شکل( 5) دیده می شود، این ابزار به شکل گوه است و از انتهای چاه تا سطح زمین حالت مخروطی دارد. گوه پس از وارد شدن به چاه در جهت مورد نظر ثابت می شود. در این حالت با اعمال نیروی رو به پایین به گوه بوسیله قرار دادن وزنه روی آن از حرکت گوه و دوران آن جلوگیری می شود. سپس مته ای با قطر کوچک وارد چاه شده و با احتیاط شروع به حفاری می کند. نرخ نفوذ در این حالت به دقت کنترل می شود. پس از 6 یا 7 متر حفاری و نفوذ در بستر، مجموعه رشته لوله حفاری و گوه انحراف از چاه خارج شده و به دنبال آن مجموعه مته گشادکاری که قطر مته آن به اندازه قطر نامی چاه است، وارد چاه می شود و حفاری را ادامه می دهد.

گل پاشی(Jetting )

این روش از نظر اقتصادی بسیار به صرفه می باشد. مخصوصاً در سازندهای نرم و سازندهایی که قابلیت حفاری بالایی دارند. مثلاً نرخ حفر چاه بیشتر از 20 متر در ساعت باشد. رشته حفاری در این عملیات باید از نوع رشته حفاری زاویه ساز (Angle Building Type) باشد. این نوع رشته لوله حفاری دارای اجزا زیر است:

• مته حفاری با یک، دو یا سه نازل که یکی از نازلها قطر بیشتری داشته و به نام نازل اصلی شناخته می شود.

• ابزار تثبیت کننده پشت مته (Near Bit Stabilizer) که قطر آن برابر با قطر مته است.

• طوق مته از جنس مواد غیر مغناطیس.

روش ایجاد انحراف درمراحل شکل (6) دیده می شود. در حالت اول عمل گل پاشی برای ایجاد حفره خارج از مرکز صورت می گیرد. در حالت دوم حرکت بالا و پایین مته سبب می شود رشته حفاری از جهت عمودی منحرف شود و در نهایت در حالت سوم دوران مته باعث ادامه حفاری در جهت جدید می گردد.

روش کار ساده و تاحدی شبیه گوه انحراف است. مته حفاری باید توسط نیروی جانبی در جهت مورد نظر منحرف شود. خم کن وزن موجود روی مته را که توسط طوق مته ایجاد شده از مرکز مته به سمت خارج منحرف می کند. شکل زیر نوعی اتصال خم کن را نشان می دهد که چاه عمودی را منحرف کرده است.

 5- موتور های درون چاهی

در حفاری جهت دار مخصوصاً در صورتی که زاویه انحراف زیاد باشد، نمی توان از سیستم حفاری سنتی که در آن کل رشته حفاری حرکت چرخشی دارد استفاده کرد. در این گونه موارد از موتورهای درون چاهی استفاده می شود. این نوع موتورها به انتهای رشته حفاری و قبل از مته حفاری متصل می شوند. بنابر این رشته حفاری در حین کار ثابت است و دوران نمی کند. موتورهای درون چاهی از سیال تحت فشار برای دوران استفاده می کنند. دو نوع موتور درون چاهی در صنعت حفاری کاربرد دارد که عبارتند از: موتورهای توربینی و موتورهای جابجایی مثبت.

موتورهای توربینی یا توربینهای حفاری، همانطور که از نامشان پیداست دارای پره هایی هستند که در اثر برخورد سیال به آنها سبب دوران روتور می شوند. گشتاور ایجاد شده در روتور از طریق شفتی که به طوق مته متصل است، به مته منتقل می شود. سرعت دورانی در محدوده 500 الی 1000 دور بر دقیقه می باشد. برای بالا بردن بازدهی لازم است سیال با قدرت زیادی پمپ شود. به همین دلیل پمپهای دکل حفاری باید قویتر از معمول باشند. موتورهای توربینی می توانند سرعتهای دورانی بالاتر از حد معمول در حفاری چرخشی ارائه دهند. در واقع اولین کاربرد این موتورها در حفاری با سرعت بالا بود اما اکنون جایگاه خود را در حفاری جهت دار و افقی به دست آورده اند. شکل (8) نمایی از موتورهای درون چاهی توربینی را نشان می دهد.

موتورهای جابجایی مثبت در صنایع نفت و گاز برای انتقال سیالات ویسکوز و سنگین و یا بعنوان پمپهای درون چاهی برای پمپاژ هیدروکربنها استفاده می شود. پمپهای غیر جابجایی مثبت مانند انواع پمپهای آب، از توع پمپهای دورانی هستند که در صورت بالا بودن نیروی مقاوم نمی توانند سیال را پمپ کنند و روتور پمپ هرز می گردد و یا اصطلاحاً پس می زند. در صورتی که در پمپهای جابجایی مثبت این اتفاق نمی افتد و تا زمانی که نیروی پمپ بیشتر از نیروی مقاوم باشد عمل پمپاژ ادامه پیدا می کند. موتورهای جابجایی مثبت در واقع همین پمپها هستند که در جهت عکس استفاده می شوند. به این ترتیب که سیال با فشار وارد موتور می شود و سبب حرکت دورانی روتور حلزونی می شود. زمانی که سیال با فشار تخلیه پمپ به سمت پایین حرکت می کند به روتور حلزونی گشتاور وارد می شود. بدون در نظر گرفتن مقدار بازدهی، گشتاور ایجاد شده متناسب بافشار سیال و سرعت دورانی متناسب با نرخ جریان می باشد.

مشکل عمده موتورهای جابجایی مثبت، عدم مقاومت موتور در دماهای بالای درون چاه و همچنین حساسیت زیاد موتور بوجود گاز در داخل گل حفاری است. مزیت عمده موتورهای مذکور در این است که برعکس موتورهای توربینی نیازی به تجهیزات خاص هیدرولیکی ندارند و با همان سیستم رایج دکلهای حفاری کار می کنند.

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