مقاله روش های حفاری در چاه های افقی و انحرافی

بخشی از مقاله

چکیده

در اصطالح علم حفاری، به دانش حفر یک چاه در امتداد یک مسیر مایل از پیش تعیین شده برای رسیدن به هدف مشخص - target - ، حفاری جهت دار گفته می شود و در برخی موارد از آن به حفاری کج، مایل و هدایت شده نیز تعبیر شده است. نوعی حفاری که در آن مسیر چاه با امتداد شاقول زاویه می سازد و علت این امر موقعیت عمق نهایی چاه نسبت به محل چاه در سطح زمین است و برگردانهای «جهت و هدف» باید «جهت» مشخصی نیز داشته باشد.به طور کلی ، حفاری جهت دار علمی که چاه - غیرعمودی - را در یک مسیر پیش بینی شده برای رسیدن به یک مخزن هیدروکربوری - Target - هدایت می کند.دراین مقاله انواع چاه ها و روش های حفاری انحرافی و افقی مورد برسی قرار گرفته است.

-1مقدمه

بخش ناچیزی از حفاری های حدود 50 سال پیش و بالغ بر %50 حفاری های کنونی بصورت حفاری انحرافی می باشند. نیاز به پیشرفت باعث گسترش این صنعت در طی این سالها شده است. هدف از این مقاله به روز رسانی شیوه های هنر حفاری است. این به روز رسانی بسیار مشکل است، زیرا تکنیک حفاری انحرافی همانند سایر علوم، هر روز با شکستن محدودیتهای موجود در روز قبل شیوه ای نوین را در می یابد و پیشروی همگام با این پیشرفت آسان به نظر نمی رسد.

از سال ها پیش مطالعاتی در مورد حفاری به روش انحرافی شروع و متعاقب آن از چندین سال پیش اقدام به حفاری شده است. این روش در چند سال گذشته به علت تولید بیشتر نفت از مخازن و تولید نفت بسیار سنگین که اخیرا به وسیله این نوع حفاری استخراج می شود و باعث افزایش ضریب بهره برداری از مخازن نفتی در دنیا شده اند، بسیار حائز اهمیت است در حقیقت حفاری افقی به عنوان تکنیک یا روش بازیافت ثانویه از مخازن مطرح است. ]3[ حفاری جهت دار اولین بار در دنیا برای حفر یک چاه از ساحل به زیر دریا جهت بهره برداری از نفت مخزن زیر آن استفاده شده است. کارشناسان صنعت نفت، عمر این روش را بیش از 17 سال نمی دانند. ]6[ هیچ چاه مستقیمی وجود ندارد.

تمامی چاه ها از حالت عمود منحرف می شوند. اولین مرحله حفاری در هر چاه مشخص کردن محل دقیق کف چاه - Bottom-hole - است. مرحله بعد، مشخص کردن محدوده شیب و انحراف در طول حفاری می باشد. سپس تجهیزات حفاری مناسب را برای این کار پیش بینی می کنند. الزم به ذکر است که نقشه های انعطاف پذیر باید جایگزین نقشه اصلی شوند. ]10[ کارگزاران برای کنترل انحراف چاه از تجهیزات مناسب حفاری ته چاهی استفاده می کنند.

این کار همیشه مقدور نیست، ممکن است آنها مجبور شوند از ابزار طراحی شده برای تغییر شیب و جهت چاه استفاده کنند. تغییر جهت چاه ممکن است نیاز به صبر و تحمل زیادی داشته باشد.تصمیم گیری اعمال حفاری بر پایه یک سری از سازش هاست. همیشه تالش برای رسیدن به نتیجه مطلوب، در محیطی بی دغدغه و در کوتاهترین زمان ممکن، صورت می گیرد. ]11[ حفاری به دوسته تقسیم می شود : حفاری چاه های عمودی و حفاری چاه های افقی

-2حفاری انحرافی

در اصطالح علم حفاری، به دانش حفر یک چاه در امتداد یک مسیر مایل از پیش تعیین شده برای رسیدن به هدف مشخص - target - ، حفاری جهت دار گفته می شود و در برخی موارد از آن به حفاری کج، مایل و هدایت شده نیز تعبیر شده است. نوعی حفاری که در آن مسیر چاه با امتداد شاقول زاویه می سازد و علت این امر موقعیت عمق نهایی چاه نسبت به محل چاه با امتداد شاقول زاویه می سازد و علت این امر موقعیت عمق نهایی چاه نسبت به محل چاه در سطح زمین است و برگردانهای «جهت و هدف» به این دلیل انتخاب شده اند که چاه مزبور «هدف» مشخصی دارد و برای رسیدن به آن «هدف» باید «جهت» مشخصی نیز داشته باشد. ]5[ به طور کلی، حفاری جهت دار علمی که چاه - غیرعمودی - را در یک مسیر پیش بینی شده برای رسیدن به یک مخزن هیدروکربوری - Target - هدایت می کند. ]5[

-1-2کاربردهای حفاری انحرافی

.1 حفاری چندین حلقه چاه - Multiple Wells - روی یک سکو در حفاری های دریایی ]7[

.2  چاه کمکی جهت خاموش کردن و کنترل چاههای فوران کرده - Relief Wells -

.3 کنترل و برگشت چاههای عمودی که از مسیر اصلی خود منحرف شده اند ]7[

.4  حفاری انحرافی برای عبور از کنار مانده - ]8[ - Side tracking

.5 برای رسیدن به مخازنی که دقیقا در زیر مناطق شهری یا مسکونی واقع شده باشند ]9[

.6 حفاری چاه جهت داربرای جلوگیری از برخورد با گسل ]11[

.7  حفاری گنبدهای نمکی >Salt Dome Drilling - [10 -

.8 حفاری و دستیابی به مخازن هیدروکربوری مناطق دریایی که نزدیک خشکی واقع شده اند - حفاری از نواحی خشکی آغاز می شود - ]10[

.9  حفاری چندین حلقه چاه اکتشافی از یک حفره چاه ]5[

.10  دستیابی به نفتگیرهای چینه ای ]7[

.11  هدایت حفره مستقیم >Straight hole Control - [7 -

.12 عبور از چندین الیه از یک حفره چاه ]9[ .13 حفاری کنار گذر با بازکردن پنجره در جداری [11[

-2-2شیوه های منحرف کردن چاه

در این شیوه با استفاده از فواره - jet - که در درون جهت دلخواه قرار می گیرد، پمپ کردن گل حفاری آغاز می شود و این کار با اعمال وزن روی مته بسیار باال ادامه می یابد. در حالیکه رشته حفاری حرکت رفت و برگشتی دارد، سیال از درون فواره جاری شده و موجب سائیدگی دیواره چاه می شود. بعد از گذشت 5-7 فوت، حفر چاه بصورت عادی تا حدود 20 فوت ادامه می یابد. این شیوه تا رسیدن به زاویه مطلوب و جهت مناسب تکرار می شود. ]12[ در برخی موارد در حفاری های پیشرفته موتورهای ته چاهی برای هدایت مته از ته چاه به باال برای کنترل جهت چاه مورد استفاده واقع می شوند. ]11[ بطور کلی این خمیدگی بیشتر از 2 درجه نیست. اساس کار همانند شیوه قبلی می باشد، بطوریکه هر 20-3 فوت حفاری، تغییر و انحراف انجام می شود، و این کار تا زمان دستیابی به انحراف مطلوب ادامه ی یابد. ]11[

Whipstock  .3   - گوه گیردار -

ساده ترین وسیله برای کنترل حفاری نوعی گوه - Whipstock - می باشد. برای منحرف کردن چاه، لوله های حفاری از جنس فوالد را 3 تا 5 درجه خم می کنند. ]10[ گوه گیردار شامل یک گوه همراه با یک کانال فرو رفته برای هدایت مته می باشد. از یک مته کوچک که توسط یک پین بریده به گوه گیردار متصل شده است استفاده می شود. مته و گوه گیردار به درون چاه فرستاده می شوند و در جهت دلخواه قرار می گیرند. وزن روی مته به قسمت تخت گوه گیردار وارد می آید. با افزایش وزن روی مته، پین بریده می شود و مته با سرعت کمتری به چرخش در می آید. پس از حفر حدودا 20 فوت چاه گشاد می شود و پس از حفر 30- 50 فوت- شیوه مذکور تکرار می شود.