سیالات حفاری چگونه کار می‌کنند؟

در دنیای امروزی حفاری چاه‌های عمیق‌تر، طولانی‌تر و پرچالش‌تر با پیشرفت در فناوری‌های حفاری از جمله سیالات حفاری کارآمد جهت تولید انواع قیر نفتی موثر و امکان‌پذیر شده است. مایعات حفاری که به آنها گل حفاری نیز گفته می‌شود برای تسهیل روند حفاری با کنترل فشار، تثبیت سنگ در معرض فشار، ایجاد خاصیت شناوری، خنک‌کنندگی و روغن‌کاری به چاه اضافه می‌شوند.

در اوایل قرن سوم پیش از میلاد، چینی‌ها از آب به عنوان مایع حفاری برای تسهیل نفوذ به زمین استفاده می‌کردند. اما اصطلاح گل حفاری وقتی ساخته شد که Spindletop در کشور آمریکا، برای روغن کاری مته دریل از آن استفاده کرد. در حالی که تکنولوژی ساخت و ترکیب شیمیایی سیالات حفاری بسیار پیچیده‌تر شدند؛ کارایی و مفهوم آن همچنان مانند گذشته است. مایعات حفاری برای موفقیت در حفاری، به حداکثر رساندن بازدهی و به حداقل رساندن مقدار زمان لازم برای دستیابی به هدف ضروری است.

هدف استفاده از سیالات حفاری

تراشه‌های حفاری در نتیجه حفاری با هر مته‌ای، ایجاد می‌شوند که این تراشه‌ها، خرده‌های ایجاد شده از کندن محل حفاری است. البته تا زمانی که مته متوقف نشود، وجود تراشه‌ها اهمیتی ندارد؛ اما به محض توقف، تراشه‌ها دوباره در حفره ایجاد شده ریخته و مانع حرکت راحت مته و پیشروی آن می‌شوند. سیالات حفاری به عنوان ابزاری برای جلوگیری از وقوع این کار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیالات از قوامی مشخص برخوردارند و وقتی حرکت مته متوقف می‌شود؛ خاصیت ویسکوزیته آن‌ها موجب سفت شدن‌شان می‌شود. همین ویژگی کمک می‌کند تا تراشه‌ها از محل مته خارج شوند.

مایعات حفاری همچنین با جبران فشار هیدروکربن‌ها و سازندهای سنگ به کنترل فشار در چاه کمک می‌کنند. در واقع برای افزایش چگالی آن و در نتیجه فشار آن بر دیواره‌های چاه، به مایع حفاری عوامل وزن دهی اضافه می‌شود؛ که با افزایش وزن سیالات حفاری، توانایی آن را برای کنترل فشار چاه تغییر می‌دهد.

کاربرد سیالات حفاری چیست؟

یکی دیگر از کارکردهای مهم سیالات حفاری، تثبیت کنندگی سنگ است. در این سیالات از مواد افزودنی ویژه استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مایع حفاری توسط تشکیل سنگ در چاه جذب نمی‌شود و منافذ تشکیل سنگ مسدود نمی‌شود. هر چه چاه عمیق‌تر باشد؛ لوله‌های حفاری بیشتری برای حفر چاه لازم است. مته با این مقدار لوله، سنگین می شود و در اینجا مایع حفاری باعث افزایش شناوری شده و فشار موجود را کاهش می دهد. علاوه بر این، مایع حفاری به کاهش اصطکاک و کاهش گرما کمک می‌کند. این روغن‌کاری و خنک‌کنندگی به طولانی شدن عمر دریل کمک می‌کند.

مایعات حفاری مبتنی بر آب، روغن یا مصنوعی هستند و هر ترکیب راه‌حل‌های مختلفی را در چاه ارائه می‌دهد. اگر سنگ از نمک یا خاک رس تشکیل شده است؛ باید اقدامات مناسبی انجام شود تا بر بهبود عملکرد سیالات حفاری موثر باشند. در حقیقت یک مهندس سیالات حفاری، عملیات نظارت بر حفاری را انجام می‌دهد و افزودنی‌های لازم مایع حفاری را در طول فرآیند اضافه می‌کند تا به سرعت حفاری بیشتری برسد یا اصطکاک را به حداقل برساند.

یک مهندس سیالات حفاری در هنگام تجویز نوع مایع حفاری علاوه بر توجه به ترکیبات شیمیایی و خاصیت‌های چاه، باید تأثیرات محیطی را نیز در نظر بگیرد. مایعات حفاری مبتنی بر روغن ممکن است با سنگ شورتر بهتر کار کنند. سیالات حفاری مبتنی بر آب به طور کلی در محیط‌های حفاری دریایی بیشتر استفاده می‌شوند. دفع مایعات حفاری پس از استفاده نیز می‌تواند یک چالش باشد. پیشرفت‌های اخیر فن‌آوری روش‌هایی را برای بازیافت مایعات حفاری ایجاد کرده است؛ که علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه سیالات حفاری، موجب کاهش آسیب‌های زیست محیطی رها کردن سیالات و تراشه‌های حفاری در محیط می‌شود.

0 0 vote
رتبه بندی
Subscribe
Notify of
guest
0 نظرات
Inline Feedbacks
View all comments