X
تبلیغات
رایتل

تامین قطعات یدکی ماشین آلات راهسازی و معدنی

لوازم یدکی ماشین آلات راهسازی : لودر ، بلدوزر ، گریدر ، بیل

آشنایی با حفاری جهت دار (Directional Drilling) ـ روش ها و کابرده

● تعریف:

حفاری جهت دار نوعی از حفاری است که در آن مسیر چاه بر اساس نقشه ای معین و از پیش طراحی شده، برای رسیدن به ناحیه هدف (Target Area) از حالت عمودی منحرف می شود. این نوع حفاری زمانی انجام می شود که بنابه دلایلی هدف نهایی از محلی که بر روی زمین شروع به حفاری می کنیم به صورت جانبی دارای فاصله باشد.

● واژگان:

▪ ناحیه هدف(Target Area):

ناحیه ای معین در عمق از پیش تعیین شده که بر اساس طراحی انجام گرفته، چاه باید آن ناحیه را قطع کند.

▪ (MWD"(Measured While Drilling" :

نوعی از دستگاه های موقعیت یاب و اندازه گیری که در انتهای رشته حفاری و بالای مته قرار می گیرند و این امکان را فراهم می آورند که درحین عملیات حفاری بتوان موقعیت دقیق چاه را تعیین کرد.

▪ kick:

به شرایطی گفته می شود که به علت زیادبودن فشار سازندهای حفاری شده نسبت به فشار هیدرواستاتیک ستون گل، سیال سازند وارد چاه شود.

▪ فوران(Blow out):

در صورتی که پس از پیدایی kick، این شرایط کنترل نشود و سیال پر فشار به سطح زمین برسد، باعث ایجاد فوران و در برخی مواقع آتش سوزی می شود.

▪ کشتن چاه (Well Killing):

روش های جلوگیری از راه یافتن سیال سازند به سطح زمین و فوران را روش های کشتن چاه (Well Killing) می گویند.

▪ (Measured depth):

طول واقعی چاه از نقطه شروع حفاری تا هر نقطه دلخواه درمسیر آن.

▪ (Build up):

قسمتی از چاه که زاویه شیب (inclination) افزایش می یابد.

▪ (Build up Rate):

سرعت تغییر زاویه چاه (Build up Rate) را معمولاً به ازای هر ۱۰۰فوت عمق اندازه گیری شده (Measured depth)، بر حسب درجه بیان می کنند.

▪ مانده (Fish):

قطعاتی نظیر تکه های لوله حفاری، تکه های مته و یا ابزارهای دیگر که بنابه هر دلیل درون چاه سقوط کرده و یا در میانه چاه گیر کرده اند و ادامه عملیات حفاری را مختل می نمایند.

▪ موتور گل(Mud Motor):

موتورهایی که نیروی محرکه خود را از گلی که با فشار به درون لوله ها پمپ می شود به دست می آورند.

▪ انحراف از مسیر اولیه(Side Track):

عملیاتی که به منظور جهت دهی دوباره به مسیر چاه انجام می گیرد، این کار با حفاری مجدد از نقطه ای بالاتر از انتهای چاه آغاز می شود.

● تاریخچه:

حفاری جهت دار برای اولین بار در سال "۱۹۲۹" با ساخت دستگاه های دقیق اندازه گیری زاویه چاه (inclination) مورد توجه قرار گرفت. در اوائل دهه "۱۹۳۰" اولین چاه جهت دار در خلیج هانتینگتون کالیفرنیا حفاری شد. به تدریج با توسعه میدان نفتی خلیج هانتینگتون و حفر دو حلقه چاه جهت دار دیگر، چاه هایی به دست آمد که میزان تولید بیشتری داشتند.

حفاری جهت دار تا سال "۱۹۳۴" طرفداران چندانی نداشت، تا این که در این سال یک چاه در کنرو (Conroe) تگزاس دچار فوران (Blow out) شد. در این هنگام پیشنهاد شد با حفر یک چاه جهت دار، برای برخورد با چاه اول و پمپ گل به درون آن، مانع از ادامه فوران شوند (well killing). با انجام موفقیت آمیز این پروژه، حفاری جهت دار به عنوان راه حلی برای مسائل دشوار و دستیابی به مخازن پیچیده از سوی شرکت های حفاری و نیز مشتری ها مورد استقبال قرار گرفت.

امروزه ، باتوجه به بالا بودن هزینه های جاری برای تولید و استخراج نفت و گاز ، حفاری جهت دار به عنوان یک ضرورت جلوه می کند. می توان گفت مهم ترین خصوصیت این روش آن است که تولید کنندگان را در سراسر جهان قادر می سازد از مخازنی برداشت نمایند که برداشت از آن ها از نظر اقتصادی با هیچ روش دیگری امکان پذیر نیست.

توسعه و پیشرفت در موتورهای گل (Mud Motor) را می توان از مهم ترین عوامل در پیشرفت صنعت حفاری جهت دار دانست. هم چنین ساخت دستگاه های موقعیت سنج بادقت بالا به توسعه این صنعت کمک شایانی نموده است. هم اکنون، دستگاه های هدایت گر (Steering tools) پیشرفته به عنوان وسایلی برای جهت دهی به موتورهای گل جایگزین وسایل موقعیت سنج قدیمی شده اند. این دستگاه ها به وسیله کابل به درون لوله حفاری رانده شده و پس از قرارگرفتن در جای مناسب و گذشتن از فواصل معین، اطلاعات را به سطح زمین می فرستند. این اطلاعات به وسیله کامپیوتر پردازش شده و موقعیت دقیق چاه و شرایط دما و فشار ته چاه از آن ها استخراج می گردد.

در دهه "۱۹۸۰"، یک نمونه جدید از این دستگاه ها به عنوان وسیله ای با دقت و صرفه اقتصادی قابل قبول ساخته و معرفی گردید. امروزه دستگاه های "MWD" با موتورهای گل قابل هدایت، رانده می شوند. نمونه جدید این دستگاه ها به همراه دستگاه های لاگ (logg) اشعه گاما و مقاومت، ساخته شده است که همزمان با عملیات حفاری، امکان بررسی و شناسایی سازند را فراهم می آورد.

● کاربردها:

▪ انحراف از مسیر اولیه (Side Track):

انحراف از مسیر اولیه، اولین روش برای حفاری جهت دار بود. هدف از این کار دورزدن و یا گذشتن از روی مانده های درون چاهی (fish) بود. امروزه انحراف مایل بسیار متداول است و به عنوان مثال هنگامی که تغییرات پیش بینی نشده درساختار زمین شناسی مشاهده می شود از این روش استفاده می شود.

▪ مکان های غیرقابل دسترسی:

هنگامی که مخزن و یا هدف حفاری (target) زیر یک شهر، رودخانه و یا یک مسیر محیط زیست حساس واقع شده باشد، لازم است که دستگاه حفاری را در مکانی دورتر از آن قرار داد. در این مواقع با حفر یک چاه جهت دار می توان به هدف دسترسی پیدا کرد.

▪ حفاری گنبدهای نمکی (Salt Dome):

گاهی مخازن نفتی زیر گنبدهای نمکی که پوش سنگ های سختی هستند، مشاهده می شوند. حفاری از درون لایه های نمکی مشکلات بسیاری به همراه دارد. یک راه حل برای گریز از این مشکلات استفاده از حفاری جهت دار و اجتناب از ورود به لایه های نمکی است.

▪ گسل (Fault):

گاهی اوقات چاه هایی که به صورت عمودی حفاری شده اند، کج می شوند. این پدیده معمولاً به دلیل وجود گسل در لایه های زیر سطحی است. معمولاً بهتر است که یک چاه جهت دار حفر شود و از برخورد با گسل پرهیز کنیم.

▪ چاه اکتشافی چندگانه (Multiplex Well) از یک دهانه چاه:

می توان با مسدود کردن یک چاه در عمق معین و ایجاد انحراف، یک چاه جدید حفر کرد. دهنه یک چاه می تواند به عنوان نقطه ای برای انشعاب چاه های دیگر مورد استفاده قرارگیرد. این عمل اکتشاف و بررسی لایه های زیر سطحی را بدون نیاز به حفر چندین چاه کامل، میسر می سازد.

▪ حفاری از خشکی به درون دریا (onshore):

با نصب دکل در خشکی و حفر چاه جهت دار می توان به مخازنی که در زیر سطح آب قراردارند، دسترسی پیدا کرد. با این کار می توان ضمن نصب شیرهای سرچاهی در خشکی ، از هزینه های بالای حفاری در دریا نیز اجتناب کرد.

▪ حفاری چاه های چندشاخه (Multiwell) در دریا (offshore):

حفاری جهت دار از یک سکوی دریایی به صورت چاه های چندشاخه اقتصادی ترین راه برای توسعه یک میدان دریایی است. در خشکی نیز، زمانی که محدودیت مکانی داریم مانند نواحی باتلاقی و یا جنگل ها از روش حفاری چاه های چندشاخه استفاده می شود.

▪ تقاطع با چند لایه بهره ده با استفاده از یک حلقه چاه:

در این روش، یک چاه جهت دار به گونه ای حفر می شود که چندین لایه مخزنی شیب دار را با هم قطع کند. این روش، این امکان را فراهم می آورد که با استفاده از تکمیل چندگانه چاه همزمان از چند مخزن مجزا بهره برداری شود.

▪ چاه های فرونشانی (Relief Well):

هدف از این نوع چاه ها ایجاد ارتباط با چاه های درحال فوران در زیر سطح زمین است تا با پمپ کردن سیال به درون آن چاه بتوان عملیات کشتن چاه (Well Killing) را انجام داد. مشکلی که وجود دارد اندازه کوچک هدفی است که چاه انحرافی باید به آن برسد. بنابراین، این کار نیاز به یک طراحی دقیق و استفاده از دستگاه های موقعیت یاب حساس دارد.

▪ چا ه های افقی (Horizontal Well):

کاهش تولید از یک مخزن به عوامل زیادی بستگی دارد. این عوامل می تواند شامل مخروطی شدن آب و گاز و یا نفوذپذیری عمودی سنگ مخزن باشد. در این هنگام مهندسین می توانند با طراحی و حفر چاه های افقی بر این مشکلات غلبه کنند. چاه افقی نوع خاصی از چاه های جهت دار است که خود به انواع شعاع کوتاه، متوسط و بلند تقسیم می شود. این تقسیم بندی بر اساس سرعت افزایش زاویه چاه (Build up Rate) انجام می گیرد.

تدوین: مهندس توماج فرود ـ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی حفاری- بهره برداری دانشگاه صنعتی امیرکبیر ـ خبرنگار مهندسی نفت سرویس مسائل راهبردی خبرگزاری دانشجویان ایران

تاریخ ارسال: شنبه 2 مرداد‌ماه سال 1389 | نویسنده: علیرضا اسدی | چاپ مطلب 0 نظر