بخشی از مقاله
کیسینگ گذاری حین حفاری (CWD)، روشی جدید در حفاری منابع نفت و گاز
چکیده
پیشرفت فناوری در حوزه نفت و بیثباتی در نرخ جهانی آن باعث شده تا مدیران پروژه های حفاری برای بقا در بازار جهانی در پی یافتن روش هائی نوین جهت کاهش هزینه و زمان حفاری و به دنبال آن، افزایش راندمان و سوددهی پروژه های حفاری نفتـی باشند. یکی از این فناوری های به تازگی مطرح شده، کیسینگ گذاری حین حفاری میباشد. در این روش بـر خـﻻف سـایر روش های معمول، کیسینگ گذاری توام با عملیات حفاری صورت می گیرد. در واقع رشته های کیسینگ همچون رشـته هـای حفـاری استفاده شده و از طریق مکانیزم راندن از باﻻ، انرژی هیدرولیکی و مکانیکی رشته حفاری و به دنبال آن کنترل مته حفاری فـراهم می گردد. از طرفی سیکل چرخش گل حفاری نیز مانند روش های مرسوم، بصورت حرکت رو به پائین از طریق رشته کیسـینگ و باﻻ آمدن از فضای حلقوی است؛ با این تفاوت که فضای حلقوی در این روش، کوچکتر از روش های سـنتی در نظـر گرفتـه شـده است.استفاده از این روش جدید، نهایتا امکان کاهش هزینهها و زمان کلی حفاری را تا میزان قابـل تـوجهی فـراهم آورده و برخـی مشکﻻت موجود در حفاری به روش های معمول، توسط این روش می تواند مرتفع گردد. در واقع از این روش می توان بـه عنـوان روشی جایگزین برای حفاری در برخی سازندهای مشکل ساز که حفاری در آنها نیازمند تجهیزاتخاصی است، استفاده شود.
واژه های کلیدی: کیسینگ گذاری حین حفاری (CwD)، حفاری نفت و گاز، صرفه جوئی در زمان و هزینه
-1 مقدمه
حفاری در اکثر ذخایر نفت و گاز طبیعی شناخته شده دنیا و با ابزارآﻻت و فناوری رایج امروزه، همواره برخی مشکﻻت اقتصادی و فنی را به همراه داشته است. از طرفی با رو به اتمام بودن مخازن فعلی، افزایش تقاضا در حوزه انرژی و وجود مشکﻻت چرخه گـل در محیطهای فوقالعاده عمیق، صنایع نفت و گاز به ابداع روش های نوین و پربازدهتر از روش های سنتی ترغیب شده اند. در واقع هرزروی گل مشکلی است که ساﻻنه میلیونها دﻻر هزینه را به کمپانی ها تحمیل می کند بطوریکه کمپانی هـای نفتـی هـر سـاله 800 میلیون دﻻر هزینه صرف مقابله با هرزروی گل و نزدیک به 200 میلیون دﻻر صرف تولید گل جایگزین می کنند.[1] عـﻻوه بر این مقدار قابل توجهی از هزینه صرف شده، جهت جلوگیری و مدیریت هرزروی گل و نتایج ناخوشایندی ماننـد از دسـت دادن زمان، فوران و از دست دادن چاه های باارزش است.[2]
در حالت کلی، هرزرویگل زمانی اتفاق میافتد که فشار ستون هیدروستاتیکی، بیشتر از فشار منفذی سازند باشد. این پدیده با استفاده از مکانیزم بکار رفته و فراهم آمدن انرژی هیدرولیکی و مکانیکی رشته حفاری کنترل می شـود. در سـازندهای تهـی کـه اختﻻف فشار بین فشار شکست و فشار منفذی کوچک بوده و در نتیجه این سازندها نسبت بـه مشـکﻻت ناشـی از هـرزروی گـل حساسیت بیشتری از خود نشان میدهند، بکارگیری این روشمی تواند به عنوان روشی جایگزین به خصـوص در ایـن سـازندهای پردردسر باشد. بنابراین فناوری نوین کیسینگ گذاری حین حفاری با مرتفع کردن این مشکﻻت، قابلیت کاهش هزینه و زمان کل حفاری را تا حد قابل توجهی دارد.
-2 بررسی مطالعات انجام شده
فناوری سودمند کیسینگ گذاری حین حفاری که در آن، فرایند کیسینگ گذاری بصورت همزمان با حفاری و در هزاران چـاه در سراسر جهان [3]صرفنظر از هندسه چاه و اغلب در چاه های مستقیم، با موفقیت به کار گرفته شده است (شکل 1،) عموماً زمانی استفادهمی شود که چاه با مشکﻻتی از قبیل ناپایداری و هرزروی گل مواجه باشد. طبق گفتـه رابینسـون و همکـارانش (2008)، حفاری با این روش در چاه هائی که در زمره چاه های غیر قابل حفاری با روش های سنتی معمـول دسـته بنـدی مـیشـدند، بـا موفقیت به انجام رسیده است.[1] لیمبرت و همکارانش (2009) نیز اظهار داشتهاند که نتایج حاصل از حفاری بیش از 200 چـاه به کمک این تجهیزات، هرزروی گل و زمان غیر مولد (NPT) را در زون های تخلیه شده کاهشداده است.[4] در سالهای 2006 و 2007، این فناوری به اپراتورهای این روش کمک کرده تا در حالیکه عمق حفاری را %23 در روز افزایش می دادند، صرفه جـوئی در هزینه حفاری را تا %15 بهبود بخشند؛ همچنین اثبات شده که به گروه های مهندسی اجازه طراحی چاه را با صـرفه جـوئی در هزینه به میزان %30 در رابطه با بهینه سازیتکنیک های حفاریمی دهدب5ب. عﻻوه بر این، برخی گروه های مهندسی پیـاده سـازی این روش، نه تنها حفاری را در سراسر سازندهای دردسرساز مدیریت کردهاند؛ بلکه کﻻً عملکرد و کارائی حفاری، یکپارچگی چاه و آمار )HSEسﻻمت، امنیت و محیط زیست) را با حداقل کردن خطر حمل لوله های بسیار سنگین افزایش دادهاند.[6]
-3 فناوری کیسینگ گذاری حین حفاری
در تکنیک کیسینگ گذاری حین حفاری (CwD) عﻻوه بر همزمانیکیسینگ گذاری و حفاری، از یک مجموعه سرهم شده درون چاهی مخصوص (BHA) به جای مجموعه ایاز لوله های حفاری سنگین،استفاده می شود[1]وتمامی پارامترهای حفاری می بایست به سختی کنترل و به دقت توسط کارکنان کنترل کیفی رصد شوند که این معضﻻت به سادگی و با استفاده از یک سیستم
حفاری سرچاهی((TDSبرطرف میشود. خودBHA، از مته،زیرتراشنده و قفل حفاری سرهم بندیکننده (DLA)تشکیل شده (شکل (2 که در واقع DLA، نقش اتصال دهنده را ایفا می کند (شکل .[6](3
بسته به کاربرداین روش، مته حفاریمی تواند انواع مختلفی داشته باشد و کیسینگ ها نیز ممکن است با استاندارد APIو یا با استفاده از یک روش بهینه مخصوصی به هم متصل شوند.تجربه نشان داده کهTDSابزاری مناسب برای انتقال حرکت چرخشی به رشته کیسینگ در حال حفاری، به جای استفاده از اتصال معمولی لوله های کارگر به یکدیگر است.
در مورد مسیر گل در این روش باید ذکر کرد که سیکل چرخش گل حفاری بصورت حرکت رو به پائین از طریق رشته کیسینگ و باﻻ آمدن از فضای حلقوی است؛ با این تفاوت که فضای حلقوی در این روش،کوچکتر از روش های سنتی در نظر گرفته شدهاست. با استفاده از تکنولوژی CwDجهت دار، مشکﻻت پایداری چاه در قسمت های افقی و یا تقریبا افقی با موفقیت کاهش مییابد.[5] البته برای یک مهندس چاه، داشتن پرسنلی آگاه همراه با تخصص گسترده در زمینه مهندسی حفاری، نیازی است تا طراحی مناسبی در مورد CwDانجام شود. از آنجایی که اثر بخشی این تکنیک در مناطقی که احتمال موفقیت با روش های مرسوم حفاری بسیار کم است به اثبات رسیده، با این وجود در حال حاضر اکثر شرکت های حفاری، کیسینگ گذاری را به زحمت انجام داده و استفاده از این روش برای آنها آخرین گزینه دستیابی به موفقیت است.
شکل ():کیسینگ گذاری حین حفاری
شکل :(2)اجزای مجموعه سرهم شده درون چاهی (BHA)،[6]
