نقش وزن گل در عمليات حفاری

وزن گل حفاری از جمله ویژگی‌های مهم در عملیات حفاری است. به‌طور کلی گل حفاری دارای خواص متنوعی است که تغییر در هریک از این خواص، موجب تغییر در ویژگی‌ها و کاربردهای گل می‌شود. در صنایع حفاری، به‌خصوص حفاری چاه‌های گازی و نفتی، مسئله وزن گل حفاری از اهمیت بالایی برخوردار است. به‌طور خلاصه این ویژگی می‌تواند در کنترل فشار زیرزمینی و انتقال دهنده‌های حفاری  برای استخراج قیر معدنی طبیعی نقشی مهم داشته باشد. در این نوشته می‌خواهیم با جزئیات بیشتر به نقش وزن گل در عملیات حفاری بپردازیم.

تاثیر وزن گل حفاری در کنترل فشارهای زیرزمینی

از وظایف مهم گل حفاری باید به کنترل فشارهای زیرزمینی اشاره کرد؛ کنترل این فشارها رابطه مستقیمی با وزن گل حفاری دارد. در واقع گل به کمک وزن خود این فشارها را کنترل می‌کند. وزن گل در درون چاه حفاری فشار هیدرواستاتیکی ایجاد می‌کند؛ بنابراین با کم و زیاد کردن وزن آن می‌توان کنترل دقیقی روی فشارهای زیرزمینی داشت. تنظیم فشارهای زیرزمینی از هرزروی گل به درون سازند و ورود سیال سازند به درون چاه جلوگیری می‌کند.

منظور از فشار سازند، فشارهایی است که سعی در بازگشت به حالت اولیه (قبل از حفاری) را دارد. به زبان علمی، برآیند نیروهای وارد شده به یک نقطه در حالت تعادل صفر است. به این معنا که میزان نیروی وارد شده از هر بعد برابر بوده و موجب ایجاد تعادل شده است. حال اگر به هر نحوی این تعادل به هم بخورد؛ در نقاط به هم خوردن تعادل، نوعی تمایل به بازگشت به حالت اولیه و ایجاد برآیند صفر وجود دارد. در صنعت حفاری به این تمایل “شیب معمولی فشار طبقات” می‌گویند. و این شیب همان فشاری است که موجب فرو ریختن دیواره‌های چاه می‌شود.

نوع دیگر فشار درون چاه، فشار سیالات است. هر سیال موجود در چاه می‌تواند منجر به وارد آوردن فشار به آن شود. آب، نفت و گاز از جمله فشارهای درونی در این زمینه هستند. به این مدل فشار وارد شده به چاه، فشارهاي غير طبيعي (Pressure Abnormal) می‌گویند.

در این شرایط ممکن است که یکی از سه حالت زیر رخ دهد:

  • فشار گل بیشتر از سازند است.
  • فشار گل کمتر از سازند است.
  • فشار گل برابر با فشار سازند است.

انتقال تراشه‌های حفاری به سطح زمین با کمک گل حفاری

یکی از وظایف مهم گل حفاری، انتقال تراشه‌های حفاری به سطح زمین است و وزن گل حفاری در این زمینه نیز نقشی موثر ایفا می‌کند. به زبان بسیار ساده، وقتی تراشه‌ها بر خلاف کشش جاذبه زمین از چاه خارج می‌شوند؛ جاذبه مقاومتی ایجاد می‌کند که با کمک تغییر وزن گل حفاری می‌توان آن را خنثی کرده و سرعت حرکت خروج تراشه‌ها از عمق چاه را تنظیم کرد.

در این زمینه بسیار مهم است که سرعت صعود گل باید از سرعت سقوط آن بیشتر باشد تا بتواند تراشه‌های حفاری را به بیرون منتقل کند. یک قانون در علم فیزیک با نام “قانون اجسام غوطه‌ور” وجود دارد که منجر به غوطه‌‌ور شدن هر جسمی در سیال می‌شود، نیرویی به نام نیروی شناوری را از سمت سیال دریافت کند. این نیرو از پایین به بالا و در جهت خلاف جاذبه زمین وارد می‌شود. در نتیجه کنترل میزان این نیرو در مقابله با نیروی جاذبه، باعث می‌شود که سرعت خروج تراشه‌ها از چاه قابل کنترل باشد. در این زمینه هرچه وزن گل بیشتر می‌شود؛ نسبت ذرات جامد به مایع در آن افزایش می‌یابد. این ویژگی موجب می‌شود تا توان شناورسازی گل حفاری افزایش یافته و بر اثر آن، قدرت حمل آن نیز بالا برود.

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