مقاله فوران و کنترل چاه به دلایل فوران چاه های نفتی و روش های کنترل این چاه ها

word قابل ویرایش
16 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده :
یکی از مهمترین و بزرگترین معضلات صنعت نفت و گاز، خطر فوران چاه نفت / گاز در هنگام حفاری این چاه ها می باشد که به وفور و دفعات مکرر در میدانهای مختلف کشور عزیزمان ایران رخ داده و از نمونه های بارز و جدید آن می توان به فوران چاه شماره ٢۴ میدان نفت شهر، چاه شماره ۴١ میدان نفت سفید و یا فوران چاه شماره ٢٣ کنگان اشاره کرد. هنگامی که یک چاه فوران می کند علاوه بر خطرات جانی برای پرسنل حفاری ، آلودگی های زیست محیطی و ضرر و زیانهای مالی را هم در پی خواهد داشت . بنابراین برای پیشگیری از بروز این خسارات بهتر است از هر گونه فوران چاه ها جلوگیری شود و اگر نتوانستیم از فوران چاه ها جلوگیری کنیم حداقل با داشتن آمادگی لازم و آموزش نیروهای مجرب بتوانیم در کمترین زمان ممکن فوران را مهار و چاه را به کنترل خود در آوریم . زیرا هر چه از مدت زمان فوران یک چاه بگذرد به کنترل در آوردن آن مشکل تر بوده و باید هزینه بیشتری صرف این کار شود.
در این مقاله بر آن شدیم تا به بررسی علل به وجود آمدن سیلان و فوران چاه ها پرداخته و بهترین راه جلوگیری از سیلان و فوران چاه ها در هنگام حفاری را بیان کنیم .
واژگان کلیدی : حفاری ، سیلان ، فوران ، فوران گیرها، کشتن چاه
مقدمه :
در عملیات حفاری دو تعریف اساسی برای فشار وجود داردکه عبارتند از :
١) فشار سازند : فشار سازند، حاصل نیروی ناشی از سیال درون آن و وزن طبقات روی این سازند است .
٢) فشار هیدرواستاتیکی : نیروی است که که از جانب سیال حفاری به دیواره و ته چاه وارد می شود.
هر گاه به هر دلیلی فشار سازند به طور ناخواسته بیشتر از فشار هیدرواستاتیکی (که ناشی از گل حفاری است ) باشد سیال از سمت سازند به درون چاه جریان یافته (جریان ناخواسته ) که به این پدیده سیلان یا طغیان گویند. اگر جلوی ورود ناخواسته سیال سازند به درون چاه را نگیریم پس از مدتی (بسته به نوع سیال ) فشار هیدرواستاتیکی گل کاهش می یابد و اگر جلوی این پدیده گرفته نشود نرخ کاهش فشار هیدرواستاتیکی به شدت افزایش یافته و سیال سازندی به سرعت خود را به سطح می رساند و آنگاه کنترل کردن آن بسیار مشکل خواهد بود.اگر سیال سیازندی سیلان کرده را در سطح نتوانیم کنترل کنیم به آن فوران گویند

شکل (١):نمونه یک چاه سیلان کرده

شکل (٢):نمونه سیلان تبدیل شده به فوران
مهمترین دلیل به وجود آمدن یک فوران ،سیلان است ومهترین دلیل سیلان ،غلبه فشار سازندی بر فشار هیدرواستیکی گل می باشد.لایل بسیار زیادی برای غلبه فشار سازندی بر فشار هیدرواستاتیکی که گل به ته
چاه و دیواره آن وارد می کند وجود دارد که به طور خلاصه و مختصر می توانند به شرح زیر باشند :
دلایل غلبه فشار سازندی برفشار هیدرو استاتیکی :
دلایل بسیار زیادی برای غلبه ی فشار سازندی بر فشارهیدرواستاتیکی و به وجود آمدن یک سیلان وجود دارد.ولی آنچه که در اینجا مهم است این است که کلیه ی این سیلان ها را میتوان به دو دسته کلی تقسیم
کرد:
١ – سیلانهای نا متوازن : هنگامی که فشار سازندی بیش از فشار هیدرواستاتیک گل در مجاورت آن سازند شود این نوع سیلان ها به وقوع می پیوندند.دلایل بسیار زیادی برای این امر وجود دارد که از جمله ی آنها می توان به وجود لایه هایی بافشار غیر نرمال و یا عدم تخمین صحیح فشار سازند و…… اشاره کرد.طبق آمار جهانی ٢۵ تا ٣۵درصد از سیلانهای بوجود آمده از نوع سیلانهای نامتوازن می باشد.
همان طورکه ذکر شد یکی از مهمترین علل به وقوع پیوستن سیلانهای نا متوازن وجود سازندهای با فشار سازندی غیر نرمال است . فشار سازندی نرمال به فشار سازندی اطلاق میشودکه گرادیان فشار آن برابر با باشد.سازندهایی که گرادیان فشار آنها بیشتر یاکمتر از این مقدار باشندرا سازندهای با فشار غیر نرمال می نامند. دلایل بسیار زیادی وجود دارد که یک سازند با فشار عادی را به سازند با فشار غیر عادی تبدیل میکند. برای مثال میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
– گسل ها
با افزایش عمق میزان تنش ها وارده بر سنگ افزایش می یابد وقتی میزان تنش ها از حدی فراتر رود سنگ ها دیگر توان تحمل این تنشها را نداشته و می شکنند. بر اثر اینکه این شکستگی ها به چه نوع باشندپدیده هایی همچون گسلها، چین ها و یا درزها به وجود می آیند.که این پدیده ها سیال را در خود محصور کرده و تولید فشار غیر عادی می کنند. به خصوص اگر این پدیده گسل معکوس باشد. در گسلهای معکوس که به گسلهای رانده نیز معروفند در یک مقطع قائم عمود بر امتدادگسل کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف بالا حرکت می کند. بر همین اساس یک لایه از طبقات زیرین زمین به طرف بالا حرکت کرده و در مجاورت طبقات بالا قرار می گیرد این لایه نسبت به طبقاتی که در مجاورت آنها قرار گرفته دارای فشار زیادتری می باشد بنابراین هنگامی که در حال حفاری هستیم اگر چنین پدیده ای را از قبل شناسایی نکرده باشیم با ورود به این سازند با یک سیلان بسیار قوی روبرو خواهیم شد به خصوص اگر سیال سازند گاز باشد. در اینجا باید اشاره کنیم که دلیل اصلی فوران چاه شماره ٢۴ نفت شهر همین گسل های معکوس بوده که از قبل در میدان شهر شناسایی نشده بود. این گسل معکوس میدان نفت شهر سازند دارای نفت و گاز را حدود ۴٠٠ متر بالا تر آورده بود که به محض ورود مته به این سازند به سرعت فشار سازندی بر فشار هیدرواستاتیک غلبه کرده چاه دچار سیلان شدید شده و سیال سازندی به سرعت خود را به سطح رسانده و چون نتوانستند این سیلان را کنترل کنند تبدیل به یک فوران شد. اما با توجه به سابقه درخشان مهندسین نفت ایران در زمینه کنترل فورانها توانستند این فوران را در کمترین زمان ممکن و با دانش و تنکنولوژی بومی کنترل کنند.
– شیل ها
شیلها دارای تخلخل (خاصیت ذخیره سازی ) زیاد و تراوایی (خاصیت گذر دهی ) بسیار پایینی هستند بنابراین از حرکت سیالهای سازندی در طی دوره های مختلف زمین شناسی جلوگیری کرده و سیال را در پشت خود محصور می کند بدین ترتیب با گذشت زمان تولید یک سازند با فشار غیر عادی می کنند. لایه های شیلی در کلیه ی اعماق زمین وجود داشته و هر چه در عمق پایین تری قرار گیرند دارای فشار غیر عادی بیشتری خواهند بود
– لایه های نمکی
نمک به خاطر داشتن خاصیت پلاستیکی بالا به راحتی تغییر شکل داده و به بالا حرکت می کنند و وقتی در پشت یک سازند تجمع پیدا کنند باعث می شوند که آن سازند دارای فشار غیر عادی شود.
– شکستگی ها
یکی دیگر از پدیده هایی که در سیلانها و فورانها نقش گسترده ای دارند شکستگی ها می باشند. سنگها وقتی تحت تنش قرار میگیرند می شکنند و این شکسته شدن باعث ایجاد راهی به لایه ها و سازندهای بالاتر می شود. بنابراین سیال از این راه ایجاد شده خود را به لایه های بالاتر می رساند. در هنگام حفاری چنین مناطقی به محض ورود مته به این لایه ها سیال به سرعت وارد چاه می شود (به دلیل آنکه ما انتظار وجود سیال را در چنین لایه هایی نداریم ) و باعث به وجود آمدن یک سیلان می شود. در اغلب این موارد سیال دارای فشار زیاد بوده و در نزدیکی سطح رخ می دهد.سیال به سرعت خود را به سطح رسانده وکنترل آن مشکل خواهد بود و به

یک فوران تبدیل می شود. از نمونه های بارز آن می توان به فوران چاه شماره ۴١ نفت سفید اشاره کرد که دلیل اصلی فوران این چاه همین موضوع بوده است .
– عدم تخمین فشار سازند
عدم تخمین صحیح فشار سازند باعث انتخاب یک گل با وزن نا مناسب می شود. انتخاب نادرست وزن گل باعث می شود که فشار هیدرواستاتیکی که گل به ته چاه و دیواره ی آن وارد می کندکافی نبوده و نتواند بر فشار سازند غلبه کند و نتیجه آن وارد شدن سیال سازند به درون چاه است .
٢ – سیلانهای القایی :
این نوع سیلان ها معمولآ در اثرخطای انسانی هنگام انجام عملیات حفاری بوجود می آید.که از جمله این
خطاها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
– پر نکردن چاه از گل حفاری در خلال عملیات لوله بالا:
در خلال عملیات بالا کشیدن رشته حفاری از درون چاه ، حجم گل در درون چاه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد که باید توسط پرسنل حفاری این حجم گل به وسیله افزودن یک گل با وزن مناسب جبران شود.حال اگر این کاهش حجم گل جبران نشود ویا اینکه مقدار آن مناسب نباشد باعث می شود که فشار هیدرواستاتیکی چاه کمتر از فشار سازندی شده و چاه جریان پیدا کند. برای محاسبه ی وزن گل میتوان از فرمول زیر استفاده
کرد:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 16 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد