بخشی از مقاله
چکیده
حفاري در مخازن تخلیه شده همراه با مشکلات فنی و اقتصادي زیادي می باشد که گاه توسعه ي این میادین را از لحاظ اقتصادي غیر سودآور می نماید. بیشتر مشکلات شامل هرزروي هاي کنترل ناپذیر در شکافها و گیر لوله ها می باشند. سالها تجربه و کاربردهاي متنوع در اطراف جهان ثابت نموده است که تکنولوژي سیالات حفاري افرونی این مشکل را حل می کند.
سیالات حفاري افرونی بخوبی مقدار هرزروي گل به درون سازند را کنترل می کنند و هزینه هاي حفاري و آسیب وارده به سازندهاي بهره ده را کاهش می دهند. سیالات پایه افرونی در انجام این وظیفه از مکانیزم خاصی که حاصل ترکیب سیال حفاري پایه آبی با افرون هاي گاز کلوئیدي است استفاده می کنند. در این مطالعه تلاش می شود تعریف جامعی از افرون هاي گازي کلوئیدي ارائه شود و تفاوت این حبابهااز نظر ساختاري و خواص با کفهاي معمولی شرح داده شود و سپس با شرح سیالات حفاري افرونی و خصوصیات و ویژگی هاي آنها مکانیزم عملکرد این نوع سیالات در کنترل هرزروي در مخازن تخلیه شده شکافدار بیان گردد.
-1 مقدمه
با پایان یافتن منابع سهل الوصول هیدروکربنی توجهات در صنعت نفت و گاز به سمت استفاده از مخازن با شرایط تولید مشکلتر معطوف شده است. حفاري مخازن تخلیه شده همواره همراه با مشکلات فنی و اقتصادي زیادي مثل هرزروي هاي شدید و گیر لوله ها می باشدغالباٌ. در حفاري این مخازن از سیالات حفاري ارزان قیمت همراه با مواد کنترل کننده هرزروي مرسوم استفاده می شود ح استفاده از این نوع سیالات باعث تخریب مخزن و آسیب جدي به آن میشود.
روش دیگر براي کاهش مشکلات مرسوم در حفاري این مخازن استفاده از فن حفاري فرو تعادلی6 است. در این نوع عملیات حفاري از سیالی با وزن پایین استفاده میشود تا بتوان تعادل فشاري را در نواحی کم فشار و تخلیه شده برقرار کرد. این روش نیازمند استفاده از تجهیزات گرانقیمت و خاصی بوده و احتمال ریزش دیواره چاه را افزایش میدهد. استفاده از سیالات حفاري جدید با کارآیی هاي بالاتر از جمله موثرترین راهکارهاي مورد استفاده در تسهیل بهره برداري از این میادین می باشد.
تجربیاتی موفقی در استفاده از سیالات حفاري افرونی در سراسر جهان در حل این مشکلات وجود دارند. افرونها بخوبی مقدار هرزروي گل به درون سازند را کنترل می کنندب5-1م. در این مطالعه تلاش می شود تا ابتدا تعریفی از افرون و سیالات حفاري افرونی ارائه شود و سپس ویژگی ها و مکانیزم عملکرد این نوع سیالات در کنترل هرزروي شرح داده شود.
-2 تعریف افرون
افرونها میکروحبابهاي کوچکی در اندازه 10 تا 100 میکرومتر هستند که داراي ویژگیهاي منحصر به فرد از قبیل پایداري و غیر انعقادي بودن، میباشند. افرونهاي گاز کلوئیدي با کفهاي عادي، نه تنها با توجه به ساختار هندسیشان بلکه از نظر خصوصیات رئولوژیکیشان، دوام و خصوصیات زهکشی7 متفاوت میباشند.
کفهاي معمولی اساسا سیستمهاي گاز- مایع-گاز هستند که ساختارهاي تیغهاي نازك آب در بر گیرنده چند وجهی، فازهاي گازي را محاصره کرده اند. افرونها داراي محتواي فاز مایع بیشتري به دور فاز گازي خود بوده و بصورت حبابهاي کروي بخصوص و کوچک توصیف میشوند. شکل1 مقایسه این دو را نمایش می دهد. افرونها به کمک سورفکتنتها ساخته می شوند؛ آنها میتوانند براي دورههاي طولانی مدت توسط مخلوط پلیمر- سورفکتنت پایدار شوند. بسته به تغییر غلظتهاي پلیمر و سورفکتنت، خصوصیات فیزیکو-شیمیایی سیال تغییر میکند
شکل:1 مقایسه کف و افرون
-3 توصیف ساختار افرون
پوسته ي خارجی یک افرون از سه لایه تشکیل شده است. مانند آنچه در شکل2 نشان داده شده است، لایه داخلی از مولکولهاي سورفکتنت تشکیل شده است که هسته ي تشکیل شده از هوا را پشتیبانی کرده و آن را از لایه ي گرانرو جدا می کند. لایه ي خارجی که لایه ي گرانرو را مورد حمایت قرار می دهد به سمت خارج آب گریز است و به سمت داخل آب دوست است.
به خاطر اینکه این حباب در تماس با حجم کلی آب می باشد، باور بر این است که یک لایه ي دیگر وجود دارد که در آن مولکولهاي سورفکتنت به سمت داخل آب گریز و به سمت خارج آب دوست هستند. یک حباب معمولی که با استفاده از سورفکتنت پایدار شده است، در شکل3 به صورت ساده یک کره از گاز است که از فاز مایع با استفاده یک لایه ي نازك سورفکتنت جدا شده است. بنابراین، یک افرون داراي مرز بیرونی آب گریزي است
