سیالات حفاری | شرکت توسعه معادن و مواد معدنی آسیا Your SEO optimized title page contents

سیالات حفاری چاه نفت و گاز

سیالات حفاری چاه نفت و گاز

سیالات حفاری یا به طور رایج گل های حفاری نقش اساسی در حفاری چاه های نفت و گاز دارند. این سیالات طوری فرمول بندی شده اند تا انواعی از عملیات را تحت محدوده وسیعی از دماها، فشارها و سنگ مخزن های متفاوت به انجام برسانند. سیال حفاری، به وسیله لوله حفاری توخالی از طریق شیپوره ها در مته حفاری به ته چاه پمپاژ می گردد و سپس از طریق طوق (در جداره لوله حفاری و چاه تشکیل شده) به بالا برگردانده می شود. سیال حفاری پس از رسیدن به سطح، از درون یک سری سرند ارتعاشی، مخازن یا گودالهای ته نشین سازی و هیدروسیکلون ها، جهت حذف ماده سازند معلق عبور داده می شود. آنگاه جهت حفظ خواص مطلوب فیزیکی و شیمیایی، سیال حفاری عمل آوری می گردد و سپس به درون چاه پمپاژ و فرایند تکرار می شود.
سیالات حفاری از مایعات (آب، نفت و مایعات آلی دیگر)، افزایه های حل شده آلی و غیر آلی (معدنی) و انواع مختلفی از جامدهای معلق با اندازه مناسب تشکیل می شود. شیمی فاز مایع، نوع و مقدار مواد لازم را برای حفظ چگالی، گرانروی و خواص سیال را تعیین می کند. سیالات حفاری باید چگالی کافی برای جبران فشارهای سازند، جلوگیری از فوران ها و حفظ چاه پایدار را داشته باشند. آن ها برای ممانعت از آسیب به سازندهای تراوا، با کنترل هرزروی سیال اضافی، باید فرمول بندی شوند. وظایف دیگر سیالات حفاری شامل روان سازی مته و رادهای حفاری، جلوگیری از خوردگی است.

کاربرد کانی های صنعتی در گل حفاری چاه

کانی های صنعتی از قبیل باریت و بنتونیت بزرگترین درصد افزودنی ها در سیال حفاری را تشکیل می دهند. کانی های دیگر از جمله ژیپس، سنگ آهک، آتاپولژیت درصد کمی از کل تقاضا را به خود اختصاص می دهند. کانی های صنعتی در سیالات حفاری، هفت کاربرد اساسی دارند: عوامل وزن افزا، عوامل پل ساز، بالابرنده های گرانروی، رقیق کننده ها، موادجلوگیری از هرزروی گل حفاری، پایدارسازها، روان سازها و پروپانت و مجرابند.

عوامل وزن افزا

باریت، هماتیت و گالن، عوامل وزن افزا با گرانی ویژه بالا هستند. آنها فشار را جبران می کنند، جریان سیال به درون چاه را از سازند کنترل نموده و چاه را باز نگه می دارند. گالن، فقط در تهیه گل های بسیار سنگینی که گاهی برای کنترل فشارهای به طور غیرعادی بالا مورد نیاز هستند به کار می روند و استفاده از آنها در گل های سنگین رایج نیست. عرضه گالن، برای مصرف در مواقع اضطراری معقول به نظر می رسد. باریت رایجترین ماده وزن افزا برای گل های سنگین می باشد و هماتیت در رده بعدی قرار می گیرد. سیدریت و سنگ اهک (کربنات کلسیم) به علت قابل حل بودن در اسید، اغلب برای گل های با چگالی پایین و به عنوان سیالات تعمیر یا تکمیل، مورد استفاده قرار می گیرند.

عوامل پل ساز

کربنات کلسیم و نمک دانه بندی شده به طور رایج به عنوان عامل پل ساز در سیالات حفاری کاربرد دارند. حفر چاه های افقی با استفاده از سیالات حفاری رایج، باعث آسیب به سازند می شود در حالی که استفاده از عوامل پل ساز در سیالات حفاری این مشکل را بر طرف می کند. سیالات تکمیل به صورت زیر تقسیم می شوند: سامانه ی بدون جامد یا سامانه با حداقل جامد. محتوای جامدها، محدود به عوامل پل ساز است که فضاهای چاه را در روی چاه مسدود می کنند و به این وسیله مانع از هجوم جامدها و سیالات به درون سازند می شوند. عوامل پل ساز باتوجه به خواص سازند از کربنات کلسیم یا بلورهای نمک تشکیل می گردند.

بالابرنده های گرانروی

بنتونیت سدیمی و بنتونیت کلسیمی رایجترین بالابرنده های گرانروی برای گل های آب شیرین می باشند در حالی که آتاپولژیت و سپیولیت، به عنوان بالابرنده های گرانروی در گل های روغنی مورد استفاده قرار می گیرند. بالابرنده های گرانروی خرده های حفاری را به سطح حمل می کند، کیکی را بر ضد سازندهای تراوا به وجود می آورد و راد حفاری را روان سازی می کند.

مواد جلوگیری کننده از هرزروی گل حفاری

گیلسونایت، میکا، خاک دیاتومه دار، پرلیت منبسط شده و ورمیکولیت برای مسدود کردن حفره ها و شکاف ها در سازند حفاری شده مورد استفاده قرار می گیرند. میکا رایجترین کانی صنعتی مورد استفاده برای کاهش هرزروی گل حفاری می باشد. بنتونیت ها و رس های آلی دوست نیز در خصوص مشکلات هرزروی گل حفاری کمک می کنند.

روان سازها

گرافیت و بنتونیت، مته حفاری و لوله حفاری را در حین عملیات حفاری روان سازی می کنند. آن ها به نچسبیدن اتصالات لوله نیز کمک می نمایند.

پروپانت ها

ماسه سیلیتی با اندازه معین، به عنوان پروپانت برای شکستگی مورد استفاده قرار می گیرد: این فرایند باعث بازماندن شکستگی ها و جریان یافتن نفت از سازند به درون چاه می شود. ماسه سیلیسی با اندازه معین در بسته بندی شنی با ماسه های به طور ضعیف استحکام یافته، نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

مسدود کننده ها

درحال حاضر سنگدانه و بنتونیت، با اندازه دانه ای برای مسدود کردن چال های لرزه ای کم عمق، به کار می رود. چال های تکمیل شده با این ماده، برای جلوگیری از نفوذ آب پر می شوند. بنتونیت سدیم بسیار متراکم شده برای رها کردن چاه نیز مورد استفاده قرار می گیرد.