MAGIC-DRILL سیستم نوین سیال سبک پایه آبی جایگزین سیال پایه روغنی برای حفاری چاه‌های عمیق

منتشر شده توسط user at دسامبر 16, 2023

MAGIC-DRILL

سیستم نوین سیال سبک پایه آبی جایگزین سیال پایه روغنی

برای حفاری چاه‌های عمیق

واحد تحقیق و توسعه
شرکت فنی و مهندسی سازه فرنام کیش

با افزایش روزافزون نیاز به انرژی در کشورهای مختلف که با بلوغ میادین نفتی و گازی و جستجوی بیش از پیش شرکت‌های نفتی برای کشف و حفاری مخازن جدید نفت و گازی همراه می‌باشد، عملیات حفاری به منظور دستیابی به مقادیر قابل توجه نفت و گاز موجود در لایه‌های عمیق‌تر و مستحکم‌تر زیرسطحی با چالش‌ها و پیچیدگی‌های بیشتری همراه خواهد بود. شرکت‌های گوناگون نفتی در سرتاسر جهان نه پروفیل‌های بسیار پیچیده‌ای از انواع چاه‌ها از چاه‌های عمودی ساده تا انواع چاه‌های انحرافی با زوایای گوناگون، چاه‌های افقی، چاه‌های چندجانبه، دسترسی گسترده و حفاری چاه‌های HPHT را برای دستیابی به مخازن گوناگون زیرسطحی حفاری می‌کنند. به دلیل مشکلات و چالش‌های گوناگون فنی و اقتصادی موجود و مرتبط با حفاری چنین چاه‌هایی، عملیات حفاری اکتشافی و توسعه‌ای میادین به طور فزایند های روز به روز سخت‌تر و چالش برانگیزتر شده است. افزایش پیچیدگی و سختی عملیات حفاری چاه‌های بسیار عمیق در مناطق پرفشار و نیز حفر چاه‌های انحرافی و افقی، سبب ایجاد محدودیت گسترده در استفاده از سیستم‌های معمولی سیال حفاری پایه آبی (WBM) به منظور داشتن عملیات حفاری موثر و به دور از مشکلات رایج درون چاهی برای دستیابی به عمق نهایی هدف در مخزن می‌شود. به همین دلیل اکثر پیمانکاران صنعت حفاری مجبورند تا برای رسیدن به مخازن موجود در اعماق بسیار زیاد در چاه‌های HPHT به گل‌های پایه روغنی (OBM) تکیه کنند. گرچه سیالات حفاری پایه روغنی مزایای عملیاتی بی شماری نسبت به سیالات حفاری پایه آبی دارند، اما این سیالات اغلب راه حلی بسیار پرهزینه برای دستیابی به مخزن با توجه به هزینه های مربوط به دفع و کنترل پسماند این سیالات، هزینه‌های مربوط به مقدار سیال از دست رفته در طول عملیات حفاری در اثر بروز هرزروی و ملاحظات نظارتی/زیست محیطی هستند. در نتیجه، شرکت‌های حفاری باید میان چالش‌های اقتصادی و زیست محیطی موجود در اثر استفاده از این سیالات و مزایای عملیاتی آن، تعادل برقرار کرده و شکاف عملیاتی موجود را برطرف کنند. برای پاسخ به این مشکل، سیستم جدیدی از یک سیال پایه آبی با عملکرد بالا High performance water base mud توسط شرکت فنی و مهندسی سازه فرنام کیش برای برطرف کردن شکاف عملیاتی موجود بین سیالات پایه آبی و روغنی برای حفاری میادین خشکی و دریایی تحت عنوان MAGIC-DRILL توسعه داده شده است. این سیستم سیال، برای ارائه عملکرد برتر و سازگاری هرچه بیشتر و بهتر با محیط زیست و در عین حال حفظ رقابت‌پذیری هزینه در مقایسه با سیال حفاری پایه آبی معمولی طراحی شده است. ویژگی‌های مهم سیال پایه روغنی که امکان حفاری چاه‌های عمیق و چالش برانگیز را با آن ممکن می‌سازد، افزایش پایداری لایه‌های رسی و شیلی با جلوگیری از تورم و هیدراسیون رس و شیل‌های فعال و واکنش‌پذیر، جلوگیری از گیر اختلاف فشاری رشته و ادوات درون چاهی، دستیابی به حداکثر مقدار سرعت حفاری و درنهایت روانکاری بهتر مته و رشته برای به حداقل رساندن گشتاور و کشش و در عملیات حفاری است. با این وجود، از آنجایی که تمامی این ویژگی‌ها برای حفر یک چاه یا یک سکشن مشخص از یک چاه ضروری نیستند، فناوری سیستم سیال مجیک دریل می‌تواند برای ایجاد هر یک یا ترکیبی از تمامی ویژگی‌های ذکر شده که برای حفاری یک چاه مدنظر می‌باشد سفارشی‌سازی شود. در شکل ۱ مزایای فنی و عملیاتی این سیستم جدید سیال حفاری توسعه داده شده شرح داده شده است. تقریبا سه چهارم سازندهای حفاری شده در خشکی حاوی شیل‌های فعال و واکنش‌پذیر هستند و بیش از ۹۰ درصد مشکلات مربوط به ناپایداری دیواره‌ی چاه ناشی از عدم ناتوانی سیال حفاری در کنترل شیل‌های فعال می‌باشد. مهمترین متغیر در حفظ پایداری لایه‌های شیلی در اطراف دهانه‌ی چاه، جلوگیری از تهاجم و نفوذ فاز مایع سیال به درون سازند است. وجود ترکیبات میکروفیبرهای سلولزی میکرونیزه (Ligno-Seal) در سیستم سیال مجیک دریل، به این ذرات این امکان را می‌دهد تا با تشکیل کیک گل نازک بر روی دیواره‌ی چاه پلی مستحکم و ناتراوا در دهانه‌ی شکاف‌های از پیش موجود در سازند تحت حفاری ایجاد و از برهم خوردن تمرکز تنش و ناپایداری دیواره‌ی چاه جلوگیری به عمل آورد. شکل ۱ نشان می دهد که چگونه LIGNO-SEAL میکروشکاف‌ها را برای کاهش انتقال فشار منفذی و ارتقای پایداری دیواره چاه مسدود می کند. همچنین جدول ۱، کاربرد هریک از این اجزاء را در این سیستم گل شرح داده است. شکل ۲ اجزاء موجود در ساختار مجیک دریل را نشان می‌دهد.