بخشی از مقاله
روشهای نوین کنترل ماسه در مخازن ماسه سنگی
چکیده
مشکل تولید شن در چاه های نفت ایران غالبا وجود داشته و مشکلات زیادی را در سر راه تولید ایجاد کرده است . از مهمترین علل تولید شن در مخازن ایران میتوان به ماسه سنگی بودن برخی از مخازن ، وجود سفره های آب زیرزمینی و علاوه بر این ها تولید بیش از حد از مخازن اشاره کرد. چنانچه می دانیم هر یک از روش های کنترل ماسه برای شرایط خاصی از کارایی بیشتری برخوردار می باشد . نکته مهم در اینجا اینست که چنان که چاهی با شکل تولید ماسه مواجه باشد یا با استفاده از روش های پیش بینی تولید ماسه ، این احتمال را بدهیم که در آینده با شکل تولید ماسه روبرو خواهد شد ، کدام سیستم از سیستم های کنترل ماسه از کارایی بیشتری برخوردار می باشد و یا اینکه چه معیارها و ضوابطی را باید در این زمینه مد نظر قرار داد. در این مقاله تلاش می شود تا این امر از دیدگاه مقایسه میان روش ها مورد بررسی قرار گیرد.
کلمات کلیدی
تولید شن،ماسه سنگی،مخازن،کنترل ماسه
-1 مقدمه
مشکل ماسه در سازندهای کم عمق ظاهر می شود، همچنین با این شکل در سازندهای عمیق تر از 3500 متر مواجه می شویم . محدوده ابعاد دانه های ماسه توسط انجمن های مختلف ، بصورت مختلف ارائه شده است. در سیستم طبقه بندی متحد که مورد پذیرش استاندارد آمریکا نیز می باشد به دانه هایی ماسه گفته می شود که در محدوده 0/074 - 4/76 میلیمتر قرار دارند. این بدین معنی نیست که در مخزن فقط دانه هایی با این اندازه تولید می شود کلیه دانه هایی که در چاه تولید می شود از نظر دانه بندی عموما در این محدوده قرار دارند .در مخازن ماسه سنگی با بزرگترین مشکلی که مواجه هستیم پدیده تولید ماسه است . این پدیده که در آن دانه های ماسه به سمت فشارهای زیاد وارده از سنگ مخزن جدا می شوند ، هر ساله هزینه های قابل توجهی را به شرکت های نفتی تحمیل می کند اما تولید ماسه در واقع چه می باشد و به چه علت تا بدین حد در صنعت نفت اهمیت دارد. وقتی که مورد مواد جامدی که همراه سیال ما تولید می شوند صحبت می کنیم بایستی دانست که دو نوع ذرات جامد همراه سیال به سطح می آیند یکی مواد جامد سازند و دیگری مواد جامد سیال سازند (مانند آسفالتین و ... ). بنابراین وقتی که صحبت از کنترل ماسه می کنیم منظور ماسه ای است که از سازند تولید می شود.
-2 روش تحقیق
روشهای کنترل تولید ماسه همراه نفت به طور کلی روشهای کنترل ماسه را می توان به سه روش،کاهش نیروهای حرکتی، کنترل ماسه از طریق سفت کردن مصنوعی سازند و کنترل مکانیکی ماسه تقسیم نمود. این روشها به اختصار در این قسمت مورد بررسی قرار می گیرند.
(1) کنترل ماسه از طریق کاهش نیروهای حرکتی (2) کنترل ماسه از طریق سفت کردن مصنوعی سازند ( 3) کنترل مکانیکی تولید ماسه کنترل مکانیکی شن به دو صورت انجام می گیرد: -1 استفاده از آستره مشبک بدون فیلتر
- 2 استفاده از آستره مشبک کاری شده همراه با فیلتر. [1]
. توری های گراول پک یکیاز روشهای مکانیکی نسبتا0 مطلوب که جایگزین روش های قبلی شد گراول پک می باشد . در این روش علاوه بر استفاده از توری در فضای حلقوی بین توری و آستری شن قرار داده می شود و در صورتی که سازند دچار پدیده )پر شدن سازند از ذرات ریز شن) نیز شده باشد کل منطقه توسط ذرات شن پر میشود تزریق شن تا رسیدن به ماکزیمم فشار مجاز انجام می شود. در این سیستم باید دقت به عمل آید که دانه های شن تا آ نجا که ممکن است بزرگ باشند ، تا ماسه ها بیرون آستری شنی متوقف شوند و دانه های شن سفت و سخت باشند. توری بایستی در مر کز چاه قرار گیرد . استفاده از دو پاکر ضروری است تا بدینوسیله از عبور سیال و ریگ در خارج از توری ممانعت شود. مسئله مهم دیگر انتخاب صحیح مایعی است که توسط آن ریگ در محل مورد نظر قرار گیرد. مایعاتی با گرانروی کمتر از یک، آستری شنی فشرده تری ایجاد می کنند. آب نمک و نفت، مایعاتی مناسب برای این منظور هستند. غلظت ریگ در مایع باید kg/m3 60 تا 120 و میزان دبی پمپ کردن بایستی m3/s 0/013 باشد . بایستی نهایت سعی خود را کرد تا مایع مورد نظر تمیز باشد ، در غیر اینصورت به سازند آسیب خواهد رسید و خلل و فرج سازند گرفته خواهند شد .مایع را بهتر است از فیلتر مناسب عبور داد. با پر کردن فضای بین آستری و سازند وتوری با آستری با شن بایستی از هر گونه حرکت ماسه در داخل سازند به طرف چاه جلوگیری شود . کنترل ماسه توسط آستری شنی هم درچاههای باز ممکن است و هم در چاه هایی که با جداری تکمیل شده اند (شکل . (1 اما نتایج آن در چاههای حفره باز چندان جالب نبوده است.
شکل-1 کنترل تولید ماسه از طریق مختلف استفاده از گراول پک
یکی از مشکلات مهم دربکارگیری گراول پک درچاههای تکمیل شده با نصب لوله جداری مسدود بودن مشبک ها می باشد زیرا مایع همراه با ریگ بایستی از درون این روزنه ها عبور کند و اگر روزنه ها توسط تکه های فلزی و یا تکه های سنگ سازند گرفته شده باشند، در اینصورت این امر مانع از جاری شدن مایع ازطریق مشبک کاری خواهد شد . بنابراین بایستی روزنه ها کاملا0 تمیز و شسته شوند . قبل از آغاز عملیات ، این کار یعنی شستشوی روزنه ها توسط دستگاه مخصوص انجام می پذیرد و توسط سیالات مناسب باید محل کاملا0 تمیز گردد. مسئله دیگر این است که روزنه ها بایستی بعد از پمپ کردن گراول پک توسط ریگ ها پر شوند تا بدینوسیله این روزنه ها توسط ماسه پر نشوند. برای این منظور با ماکزیمم توان پمپ ها و تا رسیدن به نهایت فشار مجاز پمپاژ شن به سازند ادامه می یابد در صورت پر شدن شدید سازند با شن ممکن است این عملیات هفته ها ادامه یابد و بارها ناچار به تزریق میزان قابل توجهی شن در چاه شوید. [2]
. توری های ماسه قابل انبساط تاکنون به چندین روش کنترل شن در مخازن اشاره شد و توضیحاتی را در مورد آنها ارائه کردیم از تمام روش های استفاده شده برای کنترل شن، روش گراول پک نتیجه خوبی از خود نشان داد. اما این روش تکمیل چاه دارای معایبی است و همچنین هزینه بر بوده و در دراز مدت و در طول مدت عمر چاه نیز بازدهی مناسبی ندارد. در چند سال اخیر روش جدیدی اختراع گردید که تمامی مشکلاتی را که دیگر روش ها با خود به همراه داشته اند برطرف کرد و امروزه در سراسر دنیا بخاطر بازدهی مناسب استفاده از این روش بصورت تصاعدی در حال رشد است. بطوری که شرکت های نفتی دنیا، چاه های تازه حفاری خود را با این روش جدید تکمیل می کنند این روش جدید، تکمیل چاه توری های جداکننده ذرات ریز شن نام دارد. در مخازن ماسه ای که قسمت سازند بهره ده دارای استحکام چندانی نیست بر اثر تولید، ماسه ها از سازند جدا شده و در مسیر تولید قرار می گیرند که بعضا0 در ترکیب با هیدروکربن های سنگین و با کاهش فشار و دما تولید موانع آسفالتی نموده و باعث انسداد چاه می شوند جهت جلوگیری از این مشکل سیستم های مختلفی بکار گرفته شده که در این قسمت به سیستم جدیدی که در چندین چاه از میدان نفتی اهواز و منصوری بکار گرفته شده است پرداخته می شود. در این سیستم روبروی کلیه مشبک ها توری قرار گرفته و ارتباط سازند بهره ده و چاه توسط این توری ها میسر می گردد. این سیستم قابلیت رانده شدن در چاه های جداری دار و غیرجداری دار را دارد و به خوبی در چاه های انحرافی نیز نصب می شود. توری های جداکننده ذرات ریز شن یک قطعه سه لایه قابل انبساط است که درون چاه رانده شده و منبسط می شود. لایه وسطی آن پترا موج نام دارد که کار اصلی کنترل شن را انجام می دهد. مزیتی که توری های جداکننده ذرات ریز شن نسبت به دیگر روش ها در این است که پس از منبسط شدن، درون چاه کاملا به دیواره چاه می چسبد و ناحیه آنالوس را که مشکل اصلی تمام روش های گفته شده قبلی بود را بطور کلی از بین می برد و جایی برای حرکت ذرات سازند باقی نمی گذارد. همین امر باعث می شود تمام مشکلات جریان دادن چاه حل شود. زیرا در روشهای دیگر پس از اتمام کار مقداری فضای خالی بین سازند و وسیله تکمیل باقی می ماند و مشکلاتی مانند خوردگی، فرسایش و پلاگینگ ایجاد می کرد. حتی در روش گراول پک که سعی شده است این فضای خالی را با گراول پر کنند همیشه مقداری فضای خالی باقی می ماند. حتی اگر هم بتوانیم این فضا را با کاملا و بطور %100 با گراول پر کنیم باز هم در تماس مستقیم با سازند نخواهیم بود و همین امر نیز باعث بروز مشکلات جدیدتر می شود که در ادامه به آنها می پردازیم .
مزایای توری های ماسه قابل انبساط بر گراول پک: -1 کاهش هزینه های حفاری -2 حذف فضای دالیزی یا آنالوس
-3 پایداری از دیواره چاه و جلوگیری از پلاگ شدن -4 جلوگیری از فرسایش لوله آستری ... -5
معایب توری منبسط شونده:
- توری منبسط شونده قابلیت نصب روی یکدیگر را دارند. در صورت آسیب دیدن یکی از آستره های توری منبسط شونده می توان با راندن یک توری منبسط شونده دیگر روی آستره توری منبسط شونده قبلی با از دست دادن قطری کمتر از %7 اینچ مشکل را برطرف کرد.
-توری منبسط شونده غیر قابل بازیافت است زیرا کاملا به دیواره چاه می چسبد.
- توری منبسط شونده بسیار گران است.
- تعمیر توری منبسط شونده بسیار دشوار است.
متعلقات توری های ماسه قابل انبساط جهت راندن در آستری 7اینچ از بالا به پایین عبارتند از: bullnose 4"، E.B.C 4"،E.S.S Joint 4"، Top Sub 5"،Hanger، Setting Tools، DPS می باشد که در شکل های2 تا 5 نشان داده شده اند. [3]
