up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله گل حفاري PDF
QR code - گل حفاري

گل حفاري

گل حفاري و نقش آن در حفاري هاي اکتشافي نفت و گاز

گل حفاري و نقش آن در حفاري هاي اکتشافي نفت و گاز
فهرست مطالب :
»موارد استفاده ازگل حفاري
»نقش مواد در گلحفاري
»مواد معدني مورداستفاده در حفاري
»انواع گل حفاري
»موادي كه به گل اضافه مي شود
»مشخصات گل حفاري
»آناليز گل حفاري
»سيستم گردش گل
»گردش گل حفاري
»» موارد استفاده از گل حفاري
براي انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدني فلزي و غير فلزي ، نفت ،گاز و آب و همچنين به منظور بررسي و مطالعه خصوصيات سنگ شناسي ، آلتراسيون و کانيسازي لايه‌هاي زيرزميني يک منطقه به حفاري مي‌پردازند. انواع مهم حفاري عبارتند از : نوع مغزه گير ، نوع روتاري و نوع ضربه‌اي. مواردي که براي حفاري استفاده مي‌شودتابع روش حفاري ، مقاومت سنگها ، ميزان شکستگي ، عمق ، مواد گازي و ترکيب کانيشناسي سنگ است.
گل حفاري غير از بالا آوردن تراشه هاي زمين كاربردهاي ديگري نيز در ته چاه انجام مي دهند كه عبارتند از خنك كردن و روان كردن مته . علت اينكه بجاي آب از گل حفاري استفاده مي شود اين است كه خرده سنگهاي حفاري شده داراي وزن مخصوص زيادي هستند و با اينكه گل بعلت سرعت زياد آنها را با خود بالا مي آورد معهذا بايد گرانروي گل بحدي باشد كه بتواند خرده سنگها را با سهولت وبه سرعت از چاه خارج كند .
گلي كه بدين ترتيب خرده سنگها را از چاه بيرون مي كشد و بدرون صافي مخصوصي كه شبيه غربال است هدايت مي شود در آنجا خود گل از صافي عبور كرده اما خرده سنگها روي صافي باقي مي مانند و گل پس از عبور از صافي در مخزني جمع آوري و از آنجا مجددا بداخل رشته حفاري تلمبه مي شود . بدين ترتيب جريان دائمي گل از درون كاسه گردان به داخل رشته حفاري و سرمته و از آنجا به فضاي بين رشته حفاري و چاه و تا صافي مخزن ادامه پيدا مي كند .
گل حفاري باعث مي شود ستون گل حفاري به ديوار چاه فشار آورد و مانع ريزش آن شود . به علاوه بدنه چاه را اندود كرده و منافذ آنرا مي گيرد و ديگر آنكه در مواقعي كه مته در اعماق زياد به لايه گاز يا نفت ( در حفاري هاي نفت و گاز ) مي رسد ستون گل مانع مي شود كه گاز يا نفت از منافذ لايه مذكور كه ممكن است فشار زياد هم داشته باشد بروي چاه را يابد . به همين جهت غلظت و وزن گل حفاري بايد بيش از وزن آب و بحدي باشد كه بتواند فشار لايه متخلخل مذكور را خنثي كند .
»» نقش مواد در گلحفاري
کنترل وزنمخصوص: براي منترل مخصوص از باريت ، گالن و آهک استفاده مي‌شود. در مواردي که فشار آب و يا گاز در منطقه حفاري زياد باشد، يا حفاري در سنگ خاصي (نظير شيل) صورت گيرد، از باريت مي‌توان استفاده نمود. در صورتي که فشار آب و ياگاز در سنگهايي که حفاري مي‌شود خيلي زياد باشد، از گالن استفاده مي‌کنند. از آهکبه منظور کاهش وزن مخصوص کمک مي‌گيرد.
مواد تغيير دهندهغلظت :به منظور بازيابي سريع مواد حفاري شده ، جلوگيري از گيرکردن مته و افزايش سرعت حفاري ، از نبتونيت سديم‌دار ، اتاپولژيت (Attapulgite) ،آزبست ، موسکويت ، گرافيت و دياتوميت مي‌توان استفاده کرد.
کنترل ترکيبشيميايي محلول حفاري: ترکيب شيميايي محلول حفاري بر غلظت ، وزنمخصوص ، سرعت حفاري و دستگاههاي حفاري تاثير مستقيم مي‌گذارد. مواد معدني مورداستفاده عبارتند از بي‌کربنات سديم ، نمک ، آهک ، دولوميت و ژيپس.
»» مواد معدني مورداستفاده در حفاري
بنتونيت:به منظور جلوگيري از هدر رفتن محلول حفاري در چاههايي که درز وشکاف زياد دارند. مي‌تواند از نبتونيت سديم‌دار به عنوان پوشش داخلي سطح چاهاستفاده نمود. نبتونيت خاصيت کلوئيدي را افزايش مي‌دهد. و در نتيجه درصد بازيابيپودر و سنگ افزايش مي‌يابد.
ميکا :براي جلوگري از گير کردن مته در سنگهاي داراي خاصيت چسبندگي زياد، نظير وزن گسلي يا در سنگهاي مارني از ميکا بايد استفاده شود.
گرافيت :هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاري گير کند استفاده از گرافيتلازم مي‌آيد که البته بعد از بر طرف شدن مانع بايد آن را از چاه خارجکرد.
باريت:براي کنترل وزن مخصوص از باريت استفاده مي‌کنند.
گالن :به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفادهمي‌نمايند.
آهک و دولوميت :جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصيت قلياي از آهک و دولوميتمي‌توان استفاده نمود.
ژيپس :براي جلوگيري از آلودگي کربنات و همچنين جهت لخته کردن کانيهايرسي از ژيپس استفاده مي‌شود.
آزبست:به منظور افزايش درصد مواد حفاري مي‌توان از آزبست استفاده نمود.
نمک :در موقع حفاري به منظور کنترل قطر چاه و همچنين براي کنترلپراکندگي رسها از نمک استفاده مي‌شود.
کربنات وبي‌کربنات سديم :به منظور کنترل محلولها و جلوگيري از خطر آلودگي، کربنات را مورد استفاده قرار مي‌دهند.
پرليت وخاکسترهاي آتشفشاني:اين مواد به عنوان سيمان بکار مي‌روند.
»» انواع گل حفاري :
a) گل پايه آبي
b) گل هوا و كف : نوعي گل پايه آبي بوده كه در طبقات با شكستگي زياد مورد استفاده قرار مي گيرند.
c) گل پايه روغني : بخش عمده آن گازوئيل ( ۹۵٪ تا ٩۸٪ ) و بقيه آن آب نمك و ديگر افزودنيها مي باشد.به چند دليل در حفاريها از گل روغني استفاده مي شود :
1. در بخشهاي مخزني جهت جلوگيري از ريزش چاه
2. جلوگيري از ريزش شيل
3. عدم نفوذ زياد گل بدرون سازند
الف ) گاهي نوع خاص از گل تزريق مي شود به نام پيل : كه با ويسكوزيته بيشتر است و هنگامي كه چاه ساكن است بدرون چاه اضافه مي شود و جلوگيري از هرزروي كه يا از LCM (مواد كنترل كننده هرزروي) و يا از Hv Pill (پيل با ويسكوزيته زياد يا پيل غليظ)استفاده مي شود.
ب ) سلاگ : با وزن حجمي بيشتري است و در هنگام لوله لوله بالا مورد استفاده قرار مي گيرد.
»» موادي كه به گل اضافه مي شود :
1) كاستيك (Na OH) براي تغيير در PH و قليائي نمودن گل
2) رس : جهت بالا بردن ويسكوزيته آن
3) باريت : (Ba SO4) : بمنظور بالا بردن وزن گل
4) CMC Hv : جهت بالا بردن ويسكوزيته در پيل
5) كلسيم (Ca) : بالا بردن سختي گل حفاري
6) بنتونيت به منظور بالا بردن ويسكوزيته
7) LCM (Loss Controller Material): افزودنيهائي مثل پوست گردو ، پوست شكلات ميكا و . . . براي نفوذ در داخل خلل و فرج ( در هنگام هرزروي بالا استفاده مي شود).
»» مشخصات گل حفاري :
صاف آب (WL : Water Loss): بر حسب cc.
پايه آبي : PH
Ca بر حسب ppm
ALK : آلكالينيتي
پايه روغني :ES : مربوط به سالينيتي ( شوري ) و عدم دو فاز شدن گل
HPHT : مربوط به صاف آب است .
»» آناليز گل حفاري
در بخش گل حفاري خواص سيال حفاري را مورد بررسي قرار مي دهند و از آنجا كه مثلاً بنتونيت Bentonite به تنهائي از پس كليه وظايف گل حفاري بر نمي آيد. يك سري افزودني به گل اضافه مي كنند كه در اين آزمايشگاه با انجام آزمايشهاي مختلف تركيب يك گل با خصوصيات مورد نظر بدست مي آورند. مثلاً يكي از افزودنيها CMC مي باشد كه براي افزايش viscosity به گل اضافه است. از خواص ديگر گل مي توان به موارد زير اشاره كرد :
»»viscosity (گرانروي ) كه در دورRPM 600 اندازه گيري مي شود با استفاده از دستگاه Rheometer انجام مي گيرد. (يكي ديگر از خواص گلPlastic viscosity است ) تعيين yield point يکي ديگر از خواص گل حفاري است.
»» هرچه yield point بالاتر باشد حمل قطعات وcuttings توسط گل راحت ترصورت مي گيرد.
»» از خواص مهم گل mud filtrate است كه با دستگاه API Standard filter press اندازه گيري مي شود. Mud filtrate مقدار آبي است كه سيال حفاري در حين circulation از دست مي دهد. در دستگاه مورد نظرگل را داخل يك محفظه مي ريزند و مقدار آبي كه در زمان 30 دقيقه تحت فشارpsi 100 از گل جدا مي شود برحسب cc 30 min گزارش مي گردد. همچنين دراين آزمايش ضخامت mud cake را نيز اندازه گيري مي كنند. با افزودن يك سري مواد مي توان ضخامت mudcake را كاهش داد.
»»از خصوصيات ديگر گل حفاري استحكام ژله اي گل است.
يكي ديگر از دستگاههايي كه براي اندازه گيري هرز روي و بهينه كردن آن بكار مي رود تا آن را به حداقل برساند bridging materialtester) BMT) مي باشد. در اين دستگاه براي هر نوع سازندي يك مدل اختيار مي شود. مثلاً براي سازند ماسه سنگي يك مدل گلوله اي را در نظر مي گيرند و ميزان هرز روي گل را از داخل اين مدل اندازه گيري مي كنند.
در آزمايشگاه اسيد زني آزمايشات مربوط به اسيدكاري انجام مي شود. مي دانيم كه پس از سيمان كاري به چاه اسيد مي زنند تا سيمان باقي مانده خارج شده و شسته شود. Acidizing Instrument در اين واحد قرار دارد، قلب اين دستگاه پمپ آن است. در اين دستگاه فشار و حرارت بر روي سنگ اعمال مي شود. در واقع اسيد با يك فشار معين به داخل core تزريق مي شود. در اين دستگاه فشار و حرارت برروي سنگ اعمال مي شود. به اين وسيله كربناتهاي داخل مغزه حل مي شوند. پس از اسيد زني تراوايي را دوباره اندازه گيري مي گيرند، خروجي اين دستگاه بصورت print شده تهيه شود.
خواص مكانيكي گل كه بايد در آزمايشگاه تعيين شوند عبارتند از :
1.Plastic viscosity) PV)
2. Yield point) YP)
3. Gel Strength) gs)
4. Filtration Lost) FL)
»» سيستم گردش گل
سيال حفاري اگر مايع باشد قسمت عمده آن آب است و گاهي نفت جزء اصلي آن است. از رس هاي مخصوصي براي شكل دادن به گل حفاري استفاده مي شود و باريت براي افزايش وزن مخصوص گل بكار ميرود. مواد شيميائي براي كنترل گرانروي (Viscosity) گل و افزايش توانائي ذرات جامد گل براي اندود نمودن ديواره چاه بكار مي روند. ١٪ تمامي چاههاي نفت حفاري شده از هواي متراكم يا گاز طبيعي براي سيال حفاري بجاي گل استفاده كرده اند. مخازن گل داراي همزن هائي هستند(Agitators) (پارو مانند) كه گل را بهم زده و مخلوط مي كنند.
»» گردش گل حفاري :
بخش هاي مختلف مسير گردش گل به قرار زير مي باشند :
۱- مخازن گل :
الف) مخزن ذخيره گل Reserve Tank
ب ) مخزن مكش Suction Tank از آنها بدرون پمپها هدايت مي شود.
ج ) مخزن شيكر Shaker Tank پس از خروج از چاه
د ) مخزن مياني Middle Tank قبل از مخزن مكش قرار دارد.
*مخزن Trip : در حين پر كردن و خالي نمودن چاه در شرايطي غير از حفاري مثلا لوله بالا مورد استفاده قرار مي گيرد
۲ – پمپهاي گل :
۳- Mud Hose : لوله اي كه از پمپ به Swivel وارد مي شود.
٤- شيل شيكر (ShaleShaker)
۵- Mud Cleaner : شامل ١ - Desander (ماسه زدا) و۲- Desilter (سيلت زدا)
٦- Degasser
۷- MudAggitator : شفتي است كه با چرخش خود در مخزن تركيبات گل را با يكديگر مخلوط مي كند و از ته نشيني مواد موجود در گل جلوگيري مي نمايد. (دستگاه سانتريفوژ روي Suction Tank) قرار دارد).
۸- Stand PipeManifold روي Floor حفاري قرار داشته با چهار مسير بشرح زير :
1) Fill UpLine: هنگام پر كردن چاه از گل
2) JetCellar: مسيري است كه باعث خالي شدن Cellar ميگردد.
3) Bottom KillLine: به سمت Pipe Rams پائين ميرود.
4) Top KillLine: كه به سمت Pipe Rams بالائي مي رود.
٩- Mud Pit : حوضچه اي كه زائده هاي داخل گل درون آن ميريزد.
Over Balance= هرزروي گل در اثر فشار كم سازند
Under Balance= فشار سازند از گل بيشتر بوده و نتيجتا فوران خواهيم داشت( Flow يا Kick ).

گلسنگ نوعي پيکره گياهي بدون ريشه، برگ يا گل است؛ در واقع، مجموعه اي از جلبک و قارچ است که زندگي هر کدام وابسته به زندگي ديگري است. در اين همزيستي جلبک ...

گلوکز ، يکي از قندهاي مونوساکاريد (تک قندي) است که به نامهاي D- گلوکز ، D- گلوکوپيرانوز ، قند انگور ( grape Suger )، قند ذرت ( Corn Suger )، دکستروز و ...

گلوکز ، يکي از قندهاي مونوساکاريد (تک قندي) است که به نامهاي D- گلوکز ، D- گلوکوپيرانوز ، قند انگور ( grape Suger )، قند ذرت ( Corn Suger )، دکستروز و ...

● گياهشناسي و تاريخچه حنا گلي متعلق به خانواده Balsaminaceaeو از جنس Impatiens است. گل حنا امروزه تبديل به پرمصرف ترين گل براي پوشاندن زمين باغ ها در ...

از اول تا ۱۲ دسامبر در شهر پزنان در لهستان گردهمايي سازمان ملل درباره آب و هوا برگزار شد. در همان زمان از سوي سازمان هواشناسي بين المللي زنگ خطري دربا ...

جنگل داري عبارتست از به کارگيري مجموعه اي از علوم و فنون که درجهت شناخت جوامع متنوع جنگلي، آگاهي از کيفيت و کميت آن ها، پرورش توده هاي جنگلي، بهره برد ...

▪ سنگ هاي رسوبي آواري (تخريبي) چگونگي تشکيل سنگهاي رسوبي آواري: در سطح زمين سنگهاي رسوبي آواري از تخريب سنگهاي قديمي تر تشکيل ميگردند. سنگهاي آذرين و ...

کاشف ماجراجوي قطب جنوب يک فرد نروژي بود که موفق شد خود را به مرکز قطب جنوب برساند. رونالد آموندسن، نخستين انساني بود که پا به سردترين نقطه روي زمين گذ ...

دانلود نسخه PDF - گل حفاري