بخشی از مقاله
چکیده:
تکنیک حفاری چاه های جهت دار سال های زیادی است که برای رسیدن به هدفهای زیر سطحی که در محلهای غیر قبل دسترس و یا سخت برای حفاری قائم هستند مورد استفاده قرار گرفته است.موارد اقتصادی و محیط زیستی تعداد چاههای جهت دار را در طول ساله ای اخیر بشدت افزایش داده است.اولین مرحله برای حفاری یک چاه جهت دار طراحی چاه است. طراحی چاه در برگیرنده فاکتورهای زیادی است که هر کدام باید بطور جداگانه مورد توجه قرر گیرد. بنابراین طراحی دقیق کلید موفقیت حفاری جهت دار است.یکی از اولین قدمهای طراحی چاه جهت دار طراحی مسیر چاه است.
اگر چه حفاری یک عملیات سه بعدی است، ولیکن اکثر چاهها بویژه در مراحل اولیه طراحی بورت دو بعدی طراحی می گردد.شرایط گاهی بگونه ای است که طراحان مجبور به بکار گیری معادلات سه بعدی طراحی مسیر می شوند.روشهایی برای طراحی سه بعدی وجود دارد، ولی موضوع آنها فقط رسیدن به موقعیت نقطه هدف است.در حالیکه در بعضی موارد تنظیمات آزیموت مسیر به مقدار دلخواه در نقطه هدف نیز مهم می باشند. در این سمینار به بیان روشهای موجود در طراحی دو بعدی و سه بعدی می پردازیم.
مقدمه1
بدون شک صنعت نفت، صنعت اول کشور ما است.بدین ترتیب تحقیق و تفحص در زمینه های مختلف این صنعت امری حیاتی و مهم می باشد.حفاری چاههای نفتی نیز از فعالیهای پایه بخش بالا دستی صنعت نفت می باشد که پایه اصلی تولید نفت است.صنعت حفاری نفت از حدود صد سال پیش به وجود آمده و در طول این سال ها پیشرفت های بسیاری کرده است.از جمله پیشرف های مهم صنعت حفاری، توسعه تکولوژی حفاری چاههای جهت دار است.با توجه به این که کشور ما نیاز مبرمی به تکنولوژی حفاری جهت دار دارد، مطالعه طراحی مسیر چاههای جهت دار اهمیت خاصی بوده ک طی مطالعه حاضر مورد بررس قرار گرفته است.
در این مقاله مرری مختصری بر روی حفاری جهت دار انجام گرفته است.که علاوه بر تاریخچه این صنعت، مزایای استفاده از این روش ارایه شده است.
معرفی حفاری چاههای جهت دار کنترل شده، علم هدایت کردن یک چاه در طو یک مسیر طراحی شده بطرف یک هدف زیر سطحی است که جابجایی افقی و جهت آن را از حالت قائم از قبل تعیین شده است.این یک تعریف کلی از حفاری چاههای جهت دار کنترل شده است، ولی در عمل حتی وقتی که سعی می شود یک چاه تا حد امکان در جهت نزدیک به قائم حفر می شود؛ از لحاظ کنترل مسیر باز هم به نوعی خصوصیات حفاری جهت دار سر و کار داریم.
زمینه تاریخی:
حفاری جهت دار اوله بعنوان عملیات علاج بخش چه در منحرف کردن چاه در اطراف لوله های گیر کرده و برگرداندن چاه به حالت قائم و چه در حفاری چاهها آتش نشان برای خاوموش کردن چاههای آتش گرفته گرفته استفاده شده است.زمینه ی استفاده و همچنین نیاز به حفاری جهت دار کنترل شده از سال 1929 همزمان با با تولید وسایل انداز گیری کننده اولیه چاه با دقت مناسب در منطقه اکلاهما - آمریکا - مطرح شد.
اولین کاربرد پیمایش چاههای نفت در طول دهه 1920 در میدان سمینوی اکلاهما انجام گرفت.در اوایل دهه 1930 اولین چاه جهت دار کنترل شده در ساحل هانینگتون کالیفرنیا حفر گردید.چاه از یک ساحلی بدرون یک ماسه سنگ که در زیر دریا قرار داشت حفر گردید و از ویپ استاک، اتصالات زانویی و مته های بیلچه ای استفاده شده. اولین نسخه از ابزار singhe_shot نیز برای جهت دار کردن ویپ استاک استاده گردید.
با افزایش مهارت مهندسین در مناطق نفتی، مهندسین حفاری و پیمانکاران از روش حفاری جهت دار برای حل مشکلات دیگری نیز استفاده کردند.هزینه های جاری برای تولید هیدروکربن ضروری استفاده از حفاری کنترل شده جهت دار را توجیه نمود است و امروزه این نوع حفاری ها بطور عادی انجام می شود. احتمالا مهمترین مزیت حفاری جهت دار کنترل شده در این است که تولید کنندگان در سراسر جهان قادر به افزایش میزان بازیافت و لذا توسعه ذخایر زیر زمینی نفت و گاز خود شده اند.بطوری که تولید از چاههای نفتی بصورت اقتصادی با هیچ روش دیگری قابل انجام نبود.
پییشرفت تکنولوژی
توسعه موتر های گل قابل اعتماد احتمالا مهترین پیشرفت فوق العاده مهم تکنولوژی حفاری جهت دار بوده است.این اولین سیستم قابل راندن کنترل در رون چاه می باشد.تکنولوژی پیمایش نیز بطور وسیعی در این مدت پیشرفت کرده است.در انجام صحیح عملیات حفاری جهت دار این تکنولوی ها مکمل همدیگر هستند.ابزار جهت یابی جایگزین ابزار اندازه گیری single_shot بعنوان وسیله ای برای هدایت موتر گل با زانوی خم توسعه داده شد.ابزار بوسیله سیم بکسل پایین می رفت و درون قسمت mule_shoe می نشست.عمل جهت یابی ی توانست هر 90 فوت تکرار گردد.
اطلاعات ارسال شده به سطح از طریق سیم بکسل بوسیله یک کامپیوتر سطحی پردازش می شد.اطلاعات شامل آزیموت زاویه میل، دما و زاویه دستگاه مرتبا اندازه گیری و به سیستم کنترل ارسال می شد با ابداع تبدیل ورود جانبی، سیم بکسل از درون این تبدیل عبور می کرد و در نتیجه دیگر نیاز به بیرون گشیدن سیم بکسل برای هر 90 فوت نیز حذف شد.در هر صورت امکان هیچگونه حفاری چرخشی با این ابزار وجود نداشت.
در اوایل دهه 1980 ابزار mwd پا به عرصه وجود گذاشت و به سرعت نقش یک ابزار پیمایش با دقت و همچنین موثر از لحاظ فنی را پیدا کرد.امروزه mwd بطور کامل جای سایر ابزار اندازه گیری را گرفته است.نسل جدید mwd اطلاعات اضافه از اشعه گاما مقاومت و dtor_dwob را بصورت همزمان و در نتیجه توانایی ارزیابی همزمان سازند نیز امکان پذیر شد. امروزه حفاری جهت دار و افقی به یک سیتم مدیریتی شده است. یک پروژه حفاری افقی شامل برنامه ریزی و اجرای قسمتهای مختلفی شامل تعیین کیفیت مخزن، طراحی مسیر چاه، برنامه حفاری، ارزیابی سازند، ملاحظات لوله جداری، تکنیک تکمیل چاه و روش تحریک چاه می باشد.
کاربرد های حفری جهت دار کاربرد مختلف حفاری جهت دار در صنعت نفت:
سایدتراک کردن
سایدتراک کردن با ایجاد چاه جدید از جداره چاه قبلی تکنیک اصلی حفاری جهت دار بوده است و در گذشته سایدتراک ها کور بوده و هدف، تنها عبور از یک قطعه بجا ماد در چاه بود. امروزه سایدترک ها جهت دار کامل متداوال هستند. بعنوان مثال وقتی که تغییرات غیر منتظره ای در ترکیب زمین شناسی دیده می شود و یا حفر شاخه های جدید از یک چاه قدیمی مد نظر است می توان از حفاری جهت دار با استفاده از سایدتراک استفادده نمود.
موقعیتهای غیر قابل دسترسی
واقع شدن هدف حفای در زیر یک شهر، یک رود خانه و یا زیر منطقه ای با محیط زیست حساس، قرار دادن دکل حفاری را در فواصل دورتری ضروری می کند در این شرایط یک چاه جهت دار حفر می گردد تا به هدف دسترسی حاصل شود.
حفاری گنبد های نمکی
گنبد های نمکی وقتی زیر سنگ پوش نفوذ ناپذیری باشند می توانند بعنوان تله های طبیعی تجمع نفت باشند.مشکلات جدی حفاری در هنگام حفاری از بین سنگهای نمکی وجود دارد گاهی اوقات با استفاده از گل های اشاع از نمک این مشکات کمتر می شود راه حل دیگر حفر یکچاه جهت دار برای رسیدن به مخزن است که باغث اجتناب از برخورد با مشکلات حفاری در نمک می شود.
کنترل گسل
انحراف چاه در حین حفاری قائم امری معمول است بخاطر وجود سازند های گسل خورده زیر سطحی است.بدین لحاظ می توان یک چاه جهت دار بداخل اینگونه سازندها حفر نمود بدون اینکه نیاز به عبور از خط گسل وجود داشته باشد.
چاههای اکتشاقی چندگانه از یک جداره چاه
جداره را می توان در عمق مشخصی بست و برای اجاد یک چاه جدید منحرف کرد این عمل در چاههای اکتشافی باعث می شود که بدون حفر چاههای جدید با همین چاه مقدار بیشتری از ساختار مخزن کشف و مشخصات آن تعیین گردد.
