گل حفاری

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

داستان گل حفاري به صدها سال پيش و به زماني بر مي گردد كه براي حفر زمين تا عمق هاي 10 تا 20 متري از آب برای مرطوب و نرم كردن زمين مورد حفاري و بالا آوردن كنده هاي حاصل ازحفاري به همراه جريان آب به سطح استفاده می شد.

با رونق حفاري هاي پيشرفته و بخصوص حفاري چاه هاي نفت و گاز اعتبار سيال يا گل حفاري تا به آنجا رسيد كه آن را خون حفاري ناميدند و امروزه حفاري بدون گل حفاري غير ممكن استگل حفاري تركيبي است از مواد شيميائي معدني و آلي كه به شكل سیال ساخته مي شود و در حفاري بكار گرفته مي شود. اين تركيب از دو فاز جامد و مايع تشكيل مي گردد. انواع گل هاي حفاري شامل طبقه بندی زیر است:

•          گل هاي پايه آبي

•          گل هاي پايه روغني

•          حفاري با هواي خشك

•          گل هوا و كف فشرده

در بدو پیدایش حفاری چرخشی، وظیفه گل حفاری بيشتر انتقال کنده های حفاری از ته چاه به سطح زمین بود، اما با توسعه سیستم حفاری دورانی، وظایف گل حفاری نیز سنگین تر شده است. وظایف گل حفاری عبارتند از:

1.        تمیزکردن چاه و انتقال کنده های حفاری:

تمیزکردن ته چاه از کنده های حفاری هنوز هم یکی از مهمترین وظایف گل های حفاری بشمار می آید. گل وقتی که از جت های مته بیرون می آید بواسطه فوران شدیدی که دارد، سبب تمیز شدن ته چاه و لبه های مته شده و به این ترتیب هم طول عمر مته بیشتر می شود و هم سرعت و بازدهی حفاری را افزایش می دهد. گل همچنان که در فضای حلقوی بالا می رود، کنده های حفاری را با خود حمل کرده و آنها را از ته چاه به سطح زمین می رساند. اگر سرعت صعود گل در فضای حلقوی بیش از سرعت سقوط کنده ها (ناشی از نیروی جاذبه) باشد، در این صورت می توان انتظار داشت که کنده ها به سطح زمین برسند.

2.        خنک کردن مته و لوله های حفاری:

در محل مته و نیز در نقاطی از چاه که لوله حفاری با سازند تماس دارد، در اثر نیروی اصطکاک گرمای فوق العاده زیادی تولید می شود، اگر این گرما سریعاً منتقل نشود مته و لوله های حفاری در محل تماسشان با سازندها در اثر فرسایش شدید آسیب می بینند. گل همینطور که در چاه گردش می کند، حرارت های تولید شده در نقاط اصطکاک را جذب فاز مایع یا گاز خود می کند و وقتی که به سطح زمین می رسد آن را به خارج منتقل می کند.

3.        روان کردن مته و لوله های حفاری:

گل حفاری تا اندازه بالایی باعث روان شدن مته و لوله های حفاری در چاه نیز می شود. رسی که در بیشتر گل های حفاری پایه آبی مصرف می شود علاوه بر سایر وظایف خود، به عنوان یک روان کننده نیز عمل می کند. آغشتن گل حفاری به نفت یا مواد روان کننده دیگر، خاصیت روان کنندگی آن را افزایش می دهد و سبب کاهش گشتاور پیچشی روی مته و لوله حفاری می شود.

4.        اندود کردن دیواره چاه و جلوگیری از ریزش آنی:

گل حفاری باید بتواند دیواره چاه را حتی اگر بافت سست و نامنسجمی داشته باشد بوسیله یک لایه نازک و غیرقابل نفوذ اندود کند، به طوری که هم از هرز رفتن گل و صافاب آن به داخل سازند جلوگیری و هم به پایداری و تحکیم دیواره چاه کمک کند و مانع ریزش آنها به داخل چاه گردد.

5.        کنترل فشارهای زیر زمینی:

در حین حفاری ممکن است با سازندهایی روبرو شویم که دارای آب، نفت یا گاز با فشار بسیار زیاد باشند. کنترل این فشارهای زیرزمینی به عهده گل حفاری است. یکی از خواص فیزیکی گل ایجاد فشار ستون سیال در چاه است. مقدار این فشار بستگی به وزن گل و عمق چاه دارد. با تنظیم مناسب وزن گل به وسیله مواد وزن افزا، می توان مقدار فشار ستون سیال را طوری تنظیم کرد که درست مساوی فشار سازند باشد و بتوان آن را کنترل کرد. بدیهی است که اگر این اختلاف فشار مثبت باشد یعنی اگر فشار هیدرواستاتیک از فشار سازند بیشتر باشد، خطر شکستن دیواره چاه و بدنبال آن گم شدن گل در سازند وجود دارد و اگر اختلاف فشار منفی باشد یعنی فشار هیدرواستاتیک از فشار سازند کمتر باشد، خطر جریان یافتن چاه و احتمال فوران آن پیش می آید.

6.        معلق نگه داشتن کنده ها و مواد وزن افزای گل به هنگام خاموشی پمپ ها:

در حین عملیات حفاری گاهی ممکن است ناچار شویم که پمپ های گل را خاموش کرده و عملیات را متوقف کنیم. زمان این توقف بسته به دلیل آن ممکن است چند دقیقه و یا چند ساعت و حتی چند روز باشد. به هر حال در عرض این توقف که گل از گردش باز ایستاده است، کنده ها و ذرات جامد موجود در آن می توانند در چاه ته نشین شده و مته و بخش بزرگی از لوله های حفاری را در زیر خود مدفون سازد. لیکن اگر گل به اندازه کافی وزن و گرانروی و بندش مولکولی و نیروی استحکام ژلاتینی داشته باشد، آنگاه می توان انتظار داشت که گل در تمام طول مدت سکون، شن و سایر ذرات جامد حفاری شده را در خود معلق نگه داشته و هر یک رادر محل خود قفل کرده و تا گردش مجدد، مانع ته نشین شدن آن ها شود.

7.        ترخیص شن و کنده های حفاری روی الک لرزان:

یک گل حفاری باید به گونه ای باشد که وقتی از چاه بیرون می آید و روی تورها یا الک های لرزان ریخته می شود، کنده های حفاری و شن ها بتوانند براحتی از آن جدا شوند تا مجدداً بداخل چاه باز نگردد. ترخیص شن روی توری ها یا الک های لرزان حایز اهمیت بسیار است، زیرا شن فوق العاده فرساینده است و اگر از محیط گل خارج نشود و مجدداً وارد پمپ ها بشود، سبب فرسودگی شدید و سریع قطعات آنها و اتصالات لوله ها میگردد.

8.      تحمل بخشی از وزن لوله های حفاری و جداری:

 هر چه حفاری عمیق تر شود، وزن لوله های حفاری و جداری که باید در چاه وارد شوند بیشتر شده و فشار وارد بر دستگاه های نگهدارنده آنها در روی دکل نیز افزایش پیدا می کند. از آنجا که لوله ها در چاه به ناچار در دکل قرار خواهند گرفت تحت تاثیر خاصیت شناورسازی گل (Buoyancy Effect)، از وزن آنها کاسته خواهد شد. بدیهی است که هر چه وزن گل زیادتر شود لوله ها سبک تر می شود یا به عبارت دیگر وزن ظاهری آنها کمتر می شود.

9.        به حداقل رسانیدن ضایعات وارد بر سازندهای مجاور چاه:

به منظور حفاظت از سازندها، تثبیت کلیه خواص گل حفاری در سطحی مطلوب، یک ضرورت است. با این همه، گاه باید خواص گل را فدا کرد تا در عوض اطلاعات کافی پیرامون سازند حفاری شده بدست آورد.

10.     انتقال توان هیدرولیک پمپ ها به مته:

گل حفاری محیط پیوسته ای است که توان تولید شده در پمپ ها را به نوک مته منتقل می کند اما همه توان تولید شده در پمپ ها به سر مته نمی رسد، بلکه فقط قسمتی از آن بنام توان مفید به مته می رسد و در آنجا مصرف می شود. در هنگام برنامه ریزی برای تهیه یک گل حفاری به هیدرولیک آن باید توجه کافی نمود.

محبوب ترین ها

خواص سنگ مخزن 15 ارديبهشت 1395 8
اسیدکاری 21 تیر 1395 5
نمودارگیری چاه 11 مرداد 1395 5
خواص سنگ مخزن 23 تیر 1395 3
فرازآوری مصنوعی 15 ارديبهشت 1395 3

پربازدیدترین مطالب

آخرین مطالب گروه

مطالب مرتبط