سیالات حفاری

معماری فرهنگ قوم لر حفاری وسیالات حفاری تمدن لرستان

 
 
نویسنده : رضا سپهوند - ساعت ٥:٢٩ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/۸/۱٤
 

 

سیستم سیال حفاری
گلایکولی

 

بازدارندة جدید به عنوان هدف در نظر گرفته می شود.

 

علاوه بر مزایای ذکر شده در مورد سیالات حفاری غیر آبی، این خانواده از سیالات دارای یک سری نواقصی

 

هم هستند که از آن جمله می توان به هزینة بالا، محدودیتهای زیست محیطی، مشکلات مربوط به دفع،

 

مشکلات مربوط به سلامتی و ایمنی و خسارتهایی که به سازندهای بهره ده می زنند اشاره کرد. نتیجتاً، یک

 

سیال حفاری پایه آبی که شبیه به یک گل روغنی عمل کند به عنوان هدف نهایی در صنعت حفاری به

 

حساب می آید. دو شاخص مهم در ارزیابی میزان عملکرد یک سیال حفاری پایه آبی با توانایی بالا عبارتند

 

از: پایدارسازی شیلها و میزان روانکاری.

 

هنگامیکه شیلهای حساس به آب در معرض سیالات حفاری پایه آبی معمولی قرار می گیرند، تمایل به جذب

 

سریع آب از سیال حفاری دارند که در نتیجة آن بر حسب خواص شیمیایی شیل، پدیدة متورم شدن یا

 

عدم انسجام ،( bit‐balling ) پراکندگی شیل روی می دهد. نتیجة نهایی این پدیده ها توپی شدن مته

 

کنده ها، گشاد شدگی چاه، تنش پیچشی و کششی زیاد و گیر لوله ها است.

 

در 5 دهة گذشته، مواد شیمیایی متعددی برای بازدارندگی شیلهای حساس به آب به کار گرفته می شدند.

 

در این میان متداولترین روشی که مورد استفاده قرار می گرفت عبارت بود از استفاده از غلظتهای بالای

 

نمکهایی از قبیل کلرید پتاسیم، کلرید سدیم و نمکهای دوظرفیتی. ادعاهای متعددی در مورد مکانیسم این

 

نمکها در بازدارندگی از متورم شدن وجود دارد. توسعه یافته ترین سیالات بازدارندة شیل شامل گلهای کلرید

 

سدیم/نشاسته، گلهای سیلیکاتی، گلهای آهکی و گلهای ژیپسی بر پایة سولفات کلسیم هستند.

 

با این وجود، استفاده از این نمکها به مقدار زیاد اثرات منفی شیمیایی و زیست محیطی بر اکوسیستم می

 

٧

 

گذارد. این نمکها همچنین محدودیتهایی را بر انعطاف پذیری و سازگاری افزایه های سیال حفاری در

 

عمومیت یافت. دسته KCL/ فرمولاسیون گل اعمال می کند. در اواخر دهة 1960 و اوایل 1970 گلهای پلیمر

 

مورد بررسی قرار گرفتند و نتیجة آن این بود که این ترکیب در مقایسه با KCL ای از پلیمرها در ترکیب با

 

در غلظتهای پائین پلیمر بسیار کارایی بالایی داشت. KCL/PHPA . دارای بازدارندگی شیل بالاتری بود KCL

 

با این وجود، به خاطر بازدارندگی ناکافی شیل و گرانروی بالای پلیمر تورم سطحی اتفاق می افتد که نتایج

 

به این خاطر که در اثر هیدرولیز آکریلامید از خود گاز PHPA ، رضایتبخشی را ایجاد نمی کند. علاوه بر این

 

آمونیاک متصاعد می کند و به خاطر بقایای مونومرهای آکریلامید، برای سلامتی انسان مضر است. گلهای

 

شوری بالایی دارد و به این خاطر دفع این سیالات با شوری بالا می تواند برای اکوسیستم KCL/PHPA

 

دریایی و خاکهای کشاورزی مضر باشد. در هر مورد از موارد ذکر شده کلرید پتاسیم به عنوان عامل اصلی در

 

بازدارندگی شیل در ترکیب با دیگر نمکها یا سیالات مورد استفاده قرار می گیرد.

 

وابستگی آنها به الکترولیتها برای بازدارندگی بهینة شیل است. چنین ،KCL/ نقص این سیالات حفاری پلیمر

 

موادی می توانند اثر شدیدی بر روی محیطهای دریافت کننده داشته باشند که استفاده از آنها و تخلیة آنها

 

را محدود می کند یا گاهی اوقات قبل از تخلیه نیاز به عملیات تصفیه ای پر هزینه ای دارند.

 

پلیمر در سال 1990 در میدان نفتی بکار /KCL و یک KCL سیستم گلایکول و پلی گلایکول در ترکیب با

 

گرفته شد که موفقیتهایی را کسب کرد و در شرایط خاصی که آزمایشها بر روی مغزه ها نشان از جواب

 

[ مثبت بر روی شیلها داشته باشند، می توان از آنها استفاده کرد.[ 6

 

تلف قرار

 

را شامل

 

ند روغن

 

شد که با

 

می آورد.

 

خاصیت

 

اتم کربن مخت

 

پلی پروپیلن

 

ن یا زرد مانن

 

یه آبی می باش

 

ت را فراهم م

 

و

 

دمای بالا و

 

ل بر روی دو ا

 

پلی اتیلن یا

 

قهوه ای روشن

 

یستمهای پایه

 

رده شده است

 

شرایط فشار ه هیدروکسیل

 

ی اکسیدهای

 

بیرنگ،رنگ ق

 

ن گلایکول

 

یلن گلایکول

 

ه در بین سی

 

ه در ادامه آور

 

صافاب در ش

 

٨

 

ر آن دو گروه

 

ل کوپلیمرهای

 

ی به صورت ب

 

ختار شیمیایی
اتیلن

 

تار شیمیایی
پروپیل

 

مری پیشرفته

 

صوصیاتی که

 

ه چاه، کنترل

 

ی ساده که در

 

یچیده از قبیل

 

صنعت حفاری

 

شکل 1: ساخ

 

شکل 2: ساخت

 

ک سیستم پلیم

 

شرایط و خص

 

ایداری دیواره

 

ل:

 

ولها از دیولهای

 

ی پلیمری پی

 

استفاده در ص

 

رندگی:

 

گلایکولی یک

 

پلی گلایکول

 

دگی شیلها، پا

 

می گلایکول

 

گسترة گلایکو

 

تا سیستمهای

 

[ 5]

 

کولهای مورد

 

تند.

 

یسم بازدار

 

سیستم گل گ

 

ز تکنولوژی پ

 

بالا از بازدارند

 

مته.

 

-3 شیم

 

گ

 

می گیرند

 

می شود.[

 

پلی گلایک

 

نباتی هست

 

-4 مکانی

 

س

 

استفاده از

 

درجه ای ب

 

روانکاری م

 

٩

 

Differential ) همچنین این سیستم برای حفاری شیلهای فرسایشی در جایی که گیر اختلاف فشاری

 

لوله های حفاری بزرگترین نگرانی به حساب م یآید، در عملیات حفاری آبهای ( pressure-sticking

 

عمیق و در حفاری چاههای با زاویه زیاد در سازندهای فعال و نیز در جایی که پایداری دیواره چاه و نیروی

 

نوعی نگرانی محسوب می شود، کاربردی ایده آل دارد. ،( Drag
) و کشش ( Torque ) گشتاوری

 

از دیگر مزایای آن می توان، افزایش انسجام و یکپارچگی کنده های حفاری، بهبود کیفیت کیک گل، میزان

 

پائین نیاز به رقیق سازی، کاهش پدیده گشاد شدگی چاه، مقاومت بیشتر در برابر مواد جامد، کارایی بهتر

 

و افزایش سرعت حفاری را نام برد. این سیستم از ( bit balling ) کاهش توپی شدن مته ،PDC مته های

 

لحاظ زیست محیطی نیز به دلیل سمیت کم و میزان پسماند پایین بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

 

از طریق جذب سطحی شیمیایی تا حدی بازدارندگی POLYGLYCOL هر چند که پلیمر پیشرفته

 

مکانیسم اصلی آن جهت " ( CLOUD- POINT ) ایجاد می نماید، اما پدیده " نقطه ابری شدن

 

درجه حرارتی است که در آن پلی CLOUD-POINT بازدارندگی و پایدار سازی است. نقطه ابری شدن

 

گلایکول از محلول به طور کامل به نامحلول تغییر حالت می یابد. در دمای بالاتر از این پدیده، پلی

 

گلایکولها به شکل قطرات کوچک کلوئیدی در می آیند که منتج به تشکیل یک میکروامولسیون می شود. از

 

1 یاد می شود. (TAME) « گل امولسیونه فعال حرارتی » این پدیده در گلهای حفاری غالباً به عنوان

 

به سه روش کاملاً متمایز روی پایداری دیواره چاه اثر می گذارد: TAME

 

- از راه جذب سطحی شیمیایی

 

- از طریق ایجاد میکرو امولسیون و نشستن آنها به روی خلل و فرج چاه و مسدود کردن آنها.

 

- به وسیله فراهم آوردن یک کیک نازک با منافذ کمتر روی دیواره چاه.

 

به جهت بازدارندگی یونی و KCL سیستمهای پلی گلایکول وقتی با یک نمک بازدارنده، به عنوان مثال

 

مورد استفاده قرار گیرند، موثرتر واقع می شوند. پس توصیه می شود که PHPA یک پلیمر کپسول ساز مثل

 

در سیستم از نمک پتاسیم کراید یا سدیم کلراید استفاده شود. حداکثر کارایی با تنظیم دمای نقطه ابری

 

Thermally Activated Mud Emulsion ١

 

١٠

 

شدن پلی گلایکول با دمای ته چاه یا درجه حرارت سازند در حال حفاری به دست می آید و منتج به جذب

 

سطحی پلی گلایکول بر روی دیواره چاه و به داخل دیواره کیک گل می شود. جذب پلی گلایکولهای

 

نامحلول بر روی سازند رسی/ شیلی تشکیل یک سد محافظ در مقابل آب و اثر ویرانگر آن م یدهد.

 

جذب پلی گلایکولهای نامحلول به درون بافت کیک فیلتراسیون روی منافذ تراوای سازند، ضخامت کیک و

 

میزان عصاره را کاهش می دهد. از آنجایی که پلی گلایکول نامحلول میل ترکیبی با سطوح دارد می تواند

 

مواد جامد و سطوح بیرونی آنها را بپوشاند و همچنین روانکاری مته را فراهم م یسازد و بدین وسیله از توپی

 

شدن مته جلوگیری می کند. اغلب سیستمهای پلیمر پلی گلایکول برای حالتی طراحی شده اند که وقتی از

 

فضای حلقوی چاه به سطح م یرسند سرد شده و همیشه در سطح به طور کاملاً محلول باشند، با این وجود،

 

برخی از سیستمهای موجود طراحیشان به گونه ای است که در همه مدت زمان گردش گل به صورت

 

نامحلول می باشند.

 

گلایکولهای مختلفی با دامنه گسترده و متنوعی از نظر دمای نقطه ابری شدن برای رسیدن به شرایط دلخواه

 

در دسترس است. بنابراین، سیستمهای پلیمری پلی گلایکول قبل از شروع عملیات حفاری چاه طراحی می

 

شوند و تنها گلایکول مناسب به محل چاه فرستاده می شود. این پلی گلایکولها در زیر لیست شده اند:

 

POLYGLYCOL GP Broad-range-clouding polyglycol, low salinity

 

POLYGLYCOL LC Low-salinity-clouding polyglycol, < 30000
mg/l Cl-

 

POLYGLYCOL MC Moderate-salinity-clouding polyglycol, 30000
to 90000 mg/l Cl-

 

POLYGLYCOL HC High-salinity-clouding polyglycol, >90000
mg/l Cl-

 

سیستمهای پلی گلایکول شبیه دیگر سیستمهای پلیمری باید از ابتدا و از شروع به صورت خالص و در یک

 

مخزن جداگانه تهیه شوند. اگر قرار است گل گلایکولی جایگزین گلی دیگر در درون چاه شود، گل قبلی می

 

بایست به طور کامل با گل گلایکولی از پیش ساخته شده جایگزین شود. تبدیل گل قبلی ( هر نوع گلی که

 

باشد ) به گل گلایکولی کار اشتباهی است.

 

اصلی ترین مسئله مورد توجه در نگهداری سیستم پلی گلایکول، مراقبت و حفظ غلظت پلیمر در حد

 

١١

 

مناسب، کنترل مواد جامد در حد مطلوب و استفاده از غلظت و نوع پلی گلایکول مناسب در سیستم برای

 

نقطة ابری شدن ) گلایکول با شوری گل ( ) CLOUD POINT . می باشد TAME دستیابی به اثر

 

پائین می آید. غلظت پلی پلاس باید از راه تست آمونیاک مورد بررسی قرار گیرد. ( به (NACL
و KCL

 

قسمت "آزمایشات مربوطه و تجهیزات
مورد نیاز
" مراجعه شود. ) غلظت پلی گلایکول را می توان هم به

 

دستی و با استفاده ( refractometer ) وسیله ریتورت کیت دو مرحله ای و هم با استفاده از شکست سنج

 

از محاسبات مخصوص که در قسمت آزمایشات گل گلایکولی آمده، حساب کرد. بعد از تقطیر آب در

 

510°
تقطیر شده و جهت اندازه گیری گلایکول c (950°F) 149° دستگاه خاموش و نمونه در c (300°F)

 

گل باید زیر 15 پوند در بشکه باشد. MBT آماده می شود. میزان

 

مکانیسم بازدارندگی گلایکول به سه طریق کاملاً متفاوت می باشد که عبارتند از:

 

- جذب سطحی شیمیایی

 

- ایجاد میکرو امولسیون و نشستن آنها به روی خلل و فرج چاه و مسدود کردن آنها.

 

- ایجاد یک کیک نازک با منافذ کمتر روی دیواره چاه.

 

-5 بازدارنده های مکمل و مکانیسم
آنها
:

 

به جهت بازدارندگی یونی KCL سیستمهای پلی گلیکول وقتی با یک نمک بازدارنده، به عنوان مثال

 

مورد استفاده قرار گیرند، موثرتر واقع می شوند.[ 1 ] در این قسمت به PHPA و یک پلیمر کپسول ساز مثل

 

جوانب مختلف مربوط به این مواد و مکانیسم اثر آنها خواهیم پرداخت.

 

:KCL -1-5

 

مورد نیاز برای استفاده KCl این ماده جهت جلوگیری از آبگیری رسها به کار می رود. مقدار واقعی

 

در گل حفاری متغیر بوده و بستگی به شرایط چاه و لایه های حفاری شونده دارد. سازندهای قدیمی که

 

١٢

 

و شیلهای جوانتر که دارای رسهای قابل آبگیری KCl % دارای رسهای متورم نشونده هستند نیاز به 3 تا 5

 

حدود % 15 نیاز دارند. بسته به شرایط و محدودیتهای زیست محیطی که احتمال KCl می باشند به میزان

 

دارد برای کلراید وجود داشته باشد ممکن است از منابع دیگر پتاسیم نیز ( با کمی تفاوت در عملکرد و نه

 

[ و ... استفاده گردد. [ 3 K2CO3 ،KNO خیلی زیاد ) مانند 3

 

این سیستم جهت پایدار سازی شیلهای حساس به آب گسترش زیادی پیدا کرده و به وسیله یونهای

 

بازدارنده پتاسیم این امر صورت می گیرد. طبیعت بازدارندگی این سیستم، آبگیری شیلها را به حداقل کاهش

 

می دهد که در نتیجه به هم آمدن دیواره چاه و توپی شدن استابلایزر و مته، ریزش شیلها به درون چاه و نیز

 

تقلیل نفوذ پذیری نقاط بهره ده چاه به حداقل خواهد رسید. سیستم پتاسیم کلراید از نمک کلرید

 

به عنوان منبع اصلی یون پتاسیم به دلیل خاصیت بازدارندگی آن استفاده می کند. این (KCL) پتاسیم

 

سیستم در حالتی که از پلیمر برای خصوصیت کپسوله کردن آن استفاده شود نتیجه بخش تر خواهد بود.

 

می توانند برای (PHPA) یا پلی آکریلامیدهایی با هیدرولیز ناقص (PAC) هر کدام از پلی آنیونیک سلولزها

 

تولید کپسولهای جامد رسی مورد استفاده قرار گیرند. این پلیمرها کنده های حفاری را پوشش می دهند و اثر

 

متقابل آب با شیلهای در معرض آب را محدود می کند.

 

از آنجایی که بعضی از شیلها حساسیت بیشتری نسبت به آب دارند(در مقایسه با شیلهای دیگر)، به مقادیر

 

برای باز داشتن این شیلها نیاز است. در حین عملیات حفاری، کنده های شیلی به طور KCL متفاوتی

 

پیوسته باید از بابت پایداری مدنظر گیرند. اگر غلظت کلرید پتاسیم ناکافی باشد کنده های شیلی نرم و

 

سست خواهند شد و بالعکس با غلظت کافی نمک، کنده ها یکپارچگی خود را حفظ خواهند کرد.

 

3 تا 5 درصد / شیلهای قدیمی تر معمولاً در حدود 10 تا 15 پوند در بشکه به پتاسیم کلراید نیاز دارند( 5

 

وزنی) در حالی که برای شیلهای جوانتر( از لحاظ عمر زمین شناسی) ممکن است 30 تا 50 پوند در بشکه

 

8 تا 15 درصد وزنی).پتاسیم کلراید و دیگر مواد شیمیایی می بایست قبل از اضافه / نمک مورد نیاز باشد ( 5

 

شدن به سیستم در آب خوب مخلوط شوند تا بهترین و مناسبترین بازدهی را داشته باشند. وقتی آب سخت

 

برای این سیستم مورد استفاده است باید سختی آب تا حد کمتر از 300 میلی گرم در لیتر نگهداشته شود.

 

١٣

 

این کار به وسیله سودا اش قبل از اضافه کردن پلیمر به سیستم صورت می پذیرد زیرا پلیمرها به سخت یهای

 

موجود در آب حساس هستند.

 

از آنجایی که سیستمهای پتاسیم کلرایدی حساسیت زیادی به مواد جامد دارند بهتر آن است که برای تهیة

 

آنها از یک محلول تازه به جای سیال حفاری حفرة قبلی استفاده کرد. به این منظور در اولین گام، آب را به

 

وسیله سودااش جهت کنترل سختی درمان کرده، سپس بنتونایت را در آب شیرین پیش هیدراته(از قبل در

 

و ..... اضافه م یکنند. POLY PAC و POLY- PLUS ،KOH ،KCL آب حل شده) نموده و سپس

 

خصوصیات رئولوژیکی و کنترل صافاب توسط مواد پلیمری کنترل می شود که نباید در دمای بیشتر از

 

300° مورد استفاده قرار گیرند. این سیستم در مقابله با مواد جامد و کلسیم حساس بوده و معمولاً گرانتر F

 

از بقیه سیستمهای پایه آبی می باشد. غیر از منبع کلرایدی جهت یون پتاسیم منابع دیگر مثل کربنات

 

[ پتاسیم، سولفات پتاسیم، استات پتاسیم و هیدروکسید پتاسیم (پتاس) موجود است.[ 1

 

گلهای پایه پتاسیم در مناطقی استفاده می شوند که شیلها می بایست از تغییرات شیمیایی بازداشته شوند.

 

مکانیسم عمل بدین صورت است که کاتیون پتاسیم جایگزین یونهای سدیم یا کلسیم اسمکتایت

 

و رسهای میان لایه ای می شود. علت بازدارندگی بیشتر یون پتاسیم در مقایسه با یون کلسیم (smectite)

 

یا دیگر یونهای بازدارنده اینستکه بهتر در شبکه ساختاری رسها قرار می گیرد و مانع از آبگیری آنها می

 

شود. گلهای پایه پتاسیمی در شیلهایی که شامل مقادیر بالایی اسمکتایت یا رسهای میان لایه ای هستند به

 

که شامل مقادیر بالایی ،(Shallow shales) بهترین وجه عمل می کنند. اما با این وجود شیلهای کم عمق

 

از مونت موریلونایت هستند، در سیستم گلهای پایه پتاسیمی متورم می شوند. مزایای استفاده از این نوع گل

 

نبایستی ما را از هزینه ها غافل کند.

 

کاری که پتاسیم با رسها انجام می دهد بر مبنای دو مکانیسم است: سایز یونها و انرژی هیدراسیون. در

 

حقیقت یونهای پتاسیم دارای اندازه های مناسبی هستند که در درون فضای بین دو لایة چهاروجهی سیلیکا

 

2.66 است که 􀕀 که در ساختار سه لایه ای رس یکدیگر را لمس می کنند قرار می گیرد. قطر یونی پتاسیم

 

2.8 در فضای شبکه ای ساختار رسی است. 􀕀 خیلی نزدیک به فاصلة

 

١۴

 

چگونگی پایدارسازی شیلهای مشکل ساز با یونهای پتاسیم به صورت زیر است. هنگامیکه رس در حال

 

باشد، یون پتاسیم جایگزین سدیم و کلسیم می (Montmorillonite) حفاری از نوع مونت موریلونایت

 

شود که نتیجة آن ساختاری پایدارتر با مقاومت بیشتر در مقابل تبلور خواهد بود. هنگامیکه رس در حال

 

باشد، پتاسیم جایگزین هرگونه ناخالصی کاتیونی قابل تعویض در ساختار رس (Illite) حفاری از نوع ایلایت

 

می شود. با جایگزینی پتاسیم در ساختار شیل، تمایل برای تعویض یونی بیشتر کاهش می یابد و شیل

 

پایدارتر می شود. در رسهایی با لایه های مختلف، پتاسیم هم بر روی ایلایت و هم بر روی مونت موریلونایت

 

اثر می کند و میزان تورم بر اثر نفوذ آب کاهش می یابد. بنابراین، یونهای پتاسیم شیلهایی را که دارای

 

است را پایدار می کند. (Smectite) درصدهای بالایی از ایلایت یا ایلایت/اسمکتایت

 

پارامترهای کلی گوناگونی می تواند به عنوان ملاک در بکارگیری گلهای پایه پتاسیمی مطرح باشند. این

 

کلی گوئیها بر اساس نتایج آزمایشهای میدانی و آزمایشگاهی است. یون پتاسیم در شیلهای حاوی مقادیر

 

زیاد ایلایت و رسهای میان لایه ای به خوبی عمل می کند. این گفته تا زمانی صحت دارد که شیل مورد

 

بحث فوق العاده سخت نباشد و یا اینکه به خاطر وجود شکستهای ریز در ساختار شیل حالت شکنندگی

 

نداشته باشد. در این موارد حتی کوچکترین احتمال متورم شدن می تواند پایداری چاه را به خطر بیندازد.

 

ورود سیال به درون شکستهای ریز پدیدة متورم شدن را سرعت می بخشد. حتی 80 % کاهش در آبگیری

 

برای پایدار نمودن سازند کافی نیست. بنابراین، این شیلها با گلهای پایه پتاسیمی که در ترکیبشان

 

آسفالتیت و آسفالتن به کار رفته، با موفقیت حفاری می شود. گلهای پایه پتاسیمی برای حفاری شیلهای

 

ایلایتی خیلی سخت مورد استفاده قرار می گیرد. در حالت ایده آل شیلهایی از این دست می بایست قبل از

 

اینکه این نوع گلها برای آنها پیشنهاد شود، تست شوند.

 

شیلهایی که حاوی مقادیر زیاد مونت موریلونایت هستند در تماس با سیستم گلهای پایة پتاسیم تا حدی

 

متورم می شوند. درجة بازدارندگی مناسب مورد نیاز برای این نوع شیلها به حدی است که هزینة استفاده از

 

این سیستم را بسیار بالا می برد، بویژه به این علت که بیشتر شیلهای از این دست در عمقهای کم وجود

 

دارند. برای اینکه پدیدة تعویض یونی روی دهد می بایست مقادیر زیادی پتاسیم در سیستم وجود داشته

 

١۵

 

باشد، بخصوص زمانیکه قطر چاه زیاد بوده و سرعت حفاری زیاد باشد. مجدداً آزمایش شیل مورد نظر از

 

لحاظ درجة بازدارندگی و هزینة مواد مصرفی می بایست انجام گیرد و مشخص شود که آیا هزینه ها در حد

 

معقول و منطقی در می آیند یا خیر. اگر پراکندگی ذرات به جای فرسایش چاه مشکل اصلی باشد، سیستم

 

گل پایه پتاسیمی ممکن است که مشکل را تا حد زیادی کاهش دهد.

 

مزایای انجام تستهای آزمایشگاهی قبل از استفاده از سیالات بازدارندة پایه پتاسیمی در سازندهای شیلی

 

مشکل دار بر کسی پوشیده نیست. اگر مغزه از چاههای مجاور در دسترس باشد، یک سری آزمایشها شامل

 

ایزوترم جذبی، تورم و پراکندگی را می توان بر روی آن انجام داد. اگر مغزه در دسترس ،X‐ray آزمایش

 

نباشد می توان آزمایشهای پراکندگی را بر روی کنده های حاصل از چاههای قبلی انجام داد. اگر هیچ نمونه

 

ای در دست نباشد می بایست نوع شیل را بر اساس عمق، روابط زمین شناختی و اطلاعات نمودارگیری شدة

 

در دسترس تخمین زد.

 

همچنانکه حفاری پیش می رود، واکنشهای تعویض یونی با کاتیونها در شیل، کنده ها و دیوارة چاه

 

(همچنین با کاتیونهای روی سطح رس اضافه شده به سیال حفاری)، میزان یون پتاسیم را در سیال حفاری

 

به طور فاحشی کاهش می دهد. چونکه غلظت یون پتاسیم بایستی در حد کافی باقی بماند تا تضمینی برای

 

بازدارندگی سیال باشد، لذا همیشه مقدار اضافه تری پتاسیم را وارد سیستم سیال حفاری می کنیم.

 

اساس بازدارندگی یونی هر یک از سیستمهای سیال حفاری یکی است و آنچه که باعث می شود یک سیستم

 

سیال خاص مورد استفاده قرار گیرد به اینکه کدام سیستم برای کاربر ارجحیت دارد، وزن گل مورد نیاز، نوع

 

سازندهایی که می بایست حفاری شوند، دماهای مورد انتظار، صافاب مورد نیاز، تجهیزات موجود در دکل و

 

تجهیزات کنترل جامدات موجود در دکل بستگی دارد. باز هم بر اهمیت استفاده از تجهیزات کنترل جامدات

 

مناسب تأکید می شود.

 

دغدغة اصلی در استفاده از سیستمهای سیالات پایة پتاسیمی، نگهداشتن میزان پتاسیم در حد کافی برای

 

تعویض یونی به همراه مقدار اضافی از آن در سیستم است. اگر میزان یون پتاسیم به کمتر از مقدار مورد نیاز

 

نزول کند، شیلها یا رسها شروع به آبگیری کرده و باعث ناپایداری دیوارة چاه و مشکلات گل می شود. اگر به

 

١۶

 

[ سرعت درمان کافی بر روی گل صورت نگیرد، کل منافع گلهای پتاسیمی از بین می رود.[ 3

 

قابل ذکر است، در سیستمهای پتاسیم کلرایدی جهت تأمین کمبود یون کلراید مورد نیاز گلایکول از سدیم

 

کلراید استفاده می شود (در صورتیکه محدودیت افزایش وزن سیال وجود داشته باشد بناچار بایستی نوع

 

گلایکول را تغییر داد.)

 

:PHPA -2-5

 

-1-2-5 مقدمه :

 

پلیمرها از سال 1930 یعنی زمانی که نشاسته ذرت به عنوان یک افزودنی در گلهای حفاری در

 

جهت کاهش هرزروی مورد استفاده قرار گرفت، در صنعت حفاری مطرح شدند. از آن زمان تا به امروز

 

پلیمرها بسیار تخصصی تر و متنوع تر شده و به همین نسبت در صنعت حفاری نیز بیشتر مطرح شده اند.

 

پلیمرها امروزه یک جزء لاینفک سیستمهای پایه آبی به شمار می روند. بعضی از سیستمهای گل حفاری نیز

 

ساختاری کاملا پلیمری دارند که به طور کلی سیستمهای پلیمری نامیده می شوند.

 

امروزه گستره وسیعی از پلیمرها در دسترس ما هستند . تعدادی از پلیمرها مانند نشاسته منشاء طبیعی

 

دارند ، تعدادی دیگر که کاربردهای تخصصی تر دارند پلیمرهای طبیعی اصلاح شده بوده و پلیمرهای

 

پیچیده تر دیگری هم هستند که به طور مصنوعی و طی فرآیندهای شیمیایی خاص تولید می شوند.

 

پتانسیل نامحدود پلیمرها برای رشد و توسعه ، آنها را برای استفاده در تمام زمینه ها در صنعت حفاری قابل

 

کاربرد می سازد. با استفاده از تکنولوژی پلیمر می توان شرایط مختلف را در سطح مولکولی مورد بررسی

 

قرار داده و پلیمری برای آن شرایط خاص طراحی کرد. با توجه به گفته های بالا آینده بسیار درخشانی را

 

[ می توان برای پلیمرها در صنعت حفاری متصور شد. [ 1

 

-2-2-5 شیمی پلیمر و کاربردها:

 

١٧

 

یک پلیمر در حقیقت مولکول بزرگی است که از واحدهای تکرار شونده کوچک و مشابهی تشکیل

 

شده است. این واحدهای کوچک تکرار شونده مونومر نامیده می شوند. عمل اتصال این مونومرها به یکدیگر

 

برای تشکیل یک مولکول پلیمر بزرگ را پلیمریزاسیون گویند. پلیمرها ممکن است دارای وزن مولکولی در

 

حد میلیون بوده و یا اینکه متشکل از تعداد محدودی مونومر باشند که در این صورت وزن مولکولی پلیمر

 

بسیار کم خواهد بود. پلیمرهایی که دارای تعداد کمی از واحدهای تکرار شونده باشند، الیگومر نامیده می

 

شوند.

 

نوشته می شود. برای مثال ساده ترین n برای بیان فرمول شیمیایی یک پلیمر فرمول تجربی مونومر با درجه

 

است. پلی اتیلن نتیجه پلیمریزاسیون مونومر اتیلن با فرمول (C2H4)n پلیمر، پلی اتیلن با فرمول

 

است. در طول فرآیند پلیمریزاسیون، باند دوگانه از بین می رود و پلیمر پلی اتیلن تشکیل می (CH2=CH2)

 

شود.

 

n( CH2=CH2) (CH2‐CH2)n

 

پلی اتیلن اتیلن

 

n . می باشد (CH2‐CH مرتبه تکرار واحد ( 2 n پلی اتیلنی که در نتیجه این فرآیند تولید می شود متشکل از

 

را درجه پلیمریزاسیون می گویند. پلیمرها عموما دارای درجه پلیمریزاسیونی بزرگتر از 1000 هستند.

 

پلی اتیلن مثالی از یک هوموپلیمر ( پلیمر همگن ) است. هوموپلیمرها شامل تنها یک مونومر هستند.

 

مثالهای دیگر پلیمرهای همگن، پلی پروپیلن و پلی استایرن هستند. نوع دیگری از پلیمرها هستند که از دو

 

یا بیش از دو نوع مونومر تشکیل شده اند این نوع پلیمرها کوپلیمر نام دارند. مونومرها می توانند در

 

نسبتهای متعدد و در مکانهای مختلفی در زنجیره پلیمری قرار داشته باشند. کوپلیمریزاسیون قدرت انعطاف

 

بیشتری در اختیار طراح پلیمر قرار می دهد.

 

ساختار پلیمرها :

 

طبقه بندی ساختار پلیمرها به سه صورت : خطی ، شاخه ای و اتصال میانی می باشد برای این موارد در زیر

 

١٨

 

مثالهایی آورده شده است:

 

  • • خطی

 

Partially Hydrolyzed ) PHPA ،(Carboxy methyl cellulose) CMC : مثال

 

(Hydroxy Ethylcellulose) HEC و (Polyacrylamide

 

  • • شاخه ای

 

. ( Xanthan gum ) مثال : نشاسته و صمغ زانتان

 

  • • اتصال ضربدری

 

١٩

 

اتصال میانی ( xanthan gun ) مثال : صمغ زانتان

 

در پلیمرها احتمالات بسیاری در تشکیل ساختار مولکولی وجود دارد. که هر یک از این احتمالات منجر به

 

ساختار پلیمری خاصی شده و به تبع آن بر عملکرد پلیمر نیز تأثیر می گذارد . تعدادی از این احتمالات در

 

زیر آورده شده است :

 

-1 نوع مونومر یا مونومرها

 

-2 وزن مولکولی

 

-3 نوع و میزان اصلاحات شیمیایی که بر روی پلیمر صورت گرفته است.

 

[ -4 تعداد گروههای جانبی یا اتصال ضربدری که بر روی زنجیره اصلی پلیمر وجود دارند.[ 1

 

عواملی که رفتار یک پلیمر ویژه را تعیین می کنند، پیچیده هستند و اغلب فقط با یک تغییر کوچک در

 

ساختار مولکولی، خصوصیات یک پلیمر بطور کلی عوض می شود. این موضوع به پلیمرها یک تنوع ذاتی می

 

دهد و باعث می شود که پلیمرها کاربردهای بسیاری داشته باشند. مهمترین متغیرهای ساختاری عبارتند از:

 

[ شکل 3 : ساختار بنیانی پلیمر[ ٢

 

٢٠

 

الف- وزن مولکولی یا طول زنجیر- این متغیر با محدود کردن تعداد گروه های خاتمه دهنده زنجیر یا بوسیله

 

شکست زنجیرهای بزرگتر قابل تغییر است. خصوصیت مهم دیگر توزیع وزن مولکولی است.

 

این موضوع درشکل 4 برای دو نمونه که دارای وزن مولکولی میانگین برابر هستند، نشان داده شده است. در

 

موردی که توزیع اندازه وزن مولکولی گسترده است(شکل 4)، مقدار زیادی از مواد با وزن مولکولی کمتر،

 

غالب هستند یا حداقل واکنش مواد با وزن مولکولی بیشتر را تعدیل می کنند.

 

ب- نوع گروه های واکنش دهنده- واکنش پذیری شیمیایی به نوع گروه ها و تعداد گرو ههایی که به ملکول

 

متصل شده اند، وابسته است و معمولاً بیش از یک گروه واکنشگر وجود دارد. توزیع گروه ها بروی زنجیره

 

اصلی پلیمری نیز منعکس کننده خصوصیات و واکنش پذیری آن است. اغلب بدلیل طبیعت پیچیده

 

پلیمرها، جزییات ساختاری آنها مشخص نیست، اما شرایط واکنشی متفاوت م یتواند در ساختار پلیمر تغییر

 

بوجود آورد و بر عملکرد پلیمر تاثیر بگذارد.

 

[ شکل 4 : منحنی های توزیع وزن
مولکولی [
2

 

گروههایی که برروی پلیمر قرار می گیرند عبارتند از:

 

غیر یونی 􀂃

 

٢١

 

گروه های آندی یا باردار منفی 􀂃

 

گروه های کاتدی یا باردار مثبت 􀂃

 

البته ممکن است بیشتر از یک گروه در ملکول موجود باشد. گروه های مختلف در جدول 1 مشخص هستند.

 

از آنجائیکه گروه ها، بازی ضعیف یا اسیدی ضعیف هستند طبیعت بار الکتریکی بعضی از گروه ها وابسته به

 

پی، اچ پلیمر است و از غیر یونی به کاتدی یا آندی تغییر خواهد کرد.

 

[ جدول 1: گروههای قطبی[ 2

 

ساختار سه بعدی- شکل احتمالی یا ساختار سه بعدی مولکول به عوامل زیر وابسته است:

 

شاخه ای شدن ساختار 􀂃

 

غلظت و نوع گروه های موجود در مولکول ها 􀂃

 

پی، اچ محلول - پی، اچ خصلت یونی محلول را تحت تاثیر قرار می دهد و بنابراین جاذبه و دافعه در 􀂃

 

داخل مولکول را نیز تغییر می دهد.

 

قدرت یونی یا غلظت نمک- قدرت یونی یا غلظت نمک، دافعه الکترواستاتیکی بین بارهای الکتریکی 􀂃

 

٢٢

 

را تحت تاثیر قرار می دهد. افزایش مقدار الکترولیت توازن بین نیروهای جاذبه و دافعه را برهم می

 

زند و اجازه می دهد بارهای الکتریکی مشابه به یکدیگر نزدیک شوند که اثر آن بر روی پلیمرهای

 

باردار منفی، تغییر پیکربندی از پلیمر گسترده در آب شیرین(در آّب شیرین نیروهای دافعه ملکول

 

را پهن و باز می کند.) به ساختار مارپیچی در محلول نمکی(که نیروهای دافعه کمتر هستند.) است.

 

این موضوع در شکل 5 بصورت هندسی نشان داده شده است. تغییر شکل ملکولی، خصوصیات

 

فیزیکی پلیمر در محلول را عوض خواهد کرد. تحقیقات 1__________نشان می دهد مارپیچی شدن پلیمر موجب

 

می شود که پلیمر سطح تماس کمتر با آب یا ملکول های پلیمری دیگر داشته باشد و چون ایجاد

 

گرانروی حاصل تماس مولکولها با یکدیگر است، افزایش نمک گرانروی یک پلیمر باردار را کاهش

 

خواهد داد و برعکس گرانروی یک پلیمر غیریونی با افزایش نمک تغییر نمی کند.

 

یون های چند ظرفیتی- یون های چند ظرفیتی می توانند بعنوان عوامل اتصال عمل کنند. یون 􀂃

 

های چند ظرفیتی این کار را با واکنش دادن یا کمپلکس شدن با بیش از یک گروه باردار برروی

 

ملکول انجام م یدهند. اتصالات می توانند گرانروی و حلالیت را کاهش دهند، به همین دلیل

 

سیمان(که محتوی یون های کلسیم محلول است و قلیا ئیت بالایی نیز دارد) با پلیمرهای آندی

 

مانند کربوکسی متیل سلولز(سی ام سی) واکنش می دهد و مقدار واکنش، تابعی از غلظت یون های

 

[ محلول است. [ 2 PH چند ظرفیتی و

 

[ شکل 5: اثر غلظت الکترولیت بر شکل
پلیمر[
2

 

-3-2-5 روابط بین ساختار پلیمری
و عملکردشان در سیالات
حفاری:

 

٢٣

 

این قسمت خصوصیات کلی مورد نیاز یک پلیمر را برای انجام دادن یک کار معین در سیال حفاری

 

نشان خواهد داد و قسمت بعدی، پلیمرهایی را توصیف می کند که معیارهایی مانند هزینه، در دسترس

 

بودن و پایداری در سیستم گل را دارا هستند و همچنین یک کار معین را در سیال حفاری انجام می دهند.

 

[ جدول 2 روابط بین عملکرد در سیال حفاری و خصوصیات اساسی ساختار پلیمر را نشان می دهد.[ 2

 

خصوصیات اصلی عملکردها

 

وزن مولکولی بالا

 

وزن مولکولی بالا و ساختار شاخه ای یا عوامل اتصال

 

(cross‐linking agent)

 

وزن مولکولی بالا و انواع غیر یونی یا انواع آنیونی جایگزین

 

وزن مولکولی پایین که دارای بار منفی در مقادیر آلکالینی است.

 

وزن مولکولی بالا با گروه های باردار که بروی رس جذب م یشود.

 

گروه های هیدروفیلیک و هیدروفوبیک بروی گروه های یکسان

 

ذرات کلوییدی تشکیل می دهد.

 

گرانروی

 

گرانروی و خصوصیات ژله ای گل

 

گرانروی در محلولهای آب نمک

 

ضد لختگی پراکندگی یا عمل رقیق شدن

 

لختگی

 

افزایش دهنده سطوح

 

مواد کنترل کننده صافاب

 

[ جدول 2: خلاصه ای از رابطة
بین عملکردهای پلیمر در سیال حفاری
و ساختار کلی آن[
2

 

-4-2-5 طبقه بندی پلیمرها :

 

پلیمرهایی که در صنعت سیالات حفاری به کار می روند می توانند به سه صورت طبقه بندی شوند

 

که این طبقه بندی میتواند: بر اساس شیمی پلیمرها باشد، اینکه آنیونی هستند یا کاتیونی . بر اساس

 

عملکردشان باشد، اینکه به عنوان یک عامل ویسکوزیته دهنده هستند یا اینکه به عنوان یک عامل جلوگیری

 

از صافاب گل به کار می روند و بر اساس منشاء پلیمر. به این صورت که پلیمرهای مورد استفاده در سیالات

 

حفاری داری سه منشاء هستند که عبارتند از :

 

- پلیمرهای طبیعی

 

- پلیمرهای طبیعی اصلاح شده

 

- پلیمرهای مصنوعی

 

٢۴

 

-1-4-2-5 پلیمرهای طبیعی :

 

پلیمرهای طبیعی، پلیمرهایی هستند که در طبیعت و به طور طبیعی و بدون دخالت انسان تولید

 

می شوند این مواد از منابع طبیعی مثل گیاهان ، حیوانات و تخمیرهای باکتریایی بوجود می آیند.

 

این مواد با گذشتن از یک سری فرآیندها به محصول نهایی مورد استفاده تبدیل می شوند که این مراحل

 

عبارتند از : برداشت، جدا سازی، آسیاب کردن و خشک کردن و در نهایت بسته بندی. پلیمرهای طبیعی

 

ساختارهای پیچیده تری نسبت به پلیمرهای مصنوعی داشته و وزنهای مولکولی بیشتری نیز در مقایسه با

 

پلیمرهای مصنوعی دارند . این پلیمرها همچنین در مقایسه با پلیمرهای مصنوعی پایداری حرارتی کمتری

 

داشته و مقاومت کمتری نیز نسبت به تجزیه باکتریایی دارند.

 

پلیمرهای طبیعی مورد استفاده در سیالات حفاری متشکل از مولکولهای شکر پلیمریزه شده بوده و متعلق

 

به طبقه ای از ترکیبات به نام پلی ساکاریدها می باشند. مونومرهای تشکیل دهنده این پلیمرها شامل

 

6 هستند ( : 12 : واحدهای شکر می باشند که متشکل از اتمهای کربن : هیدروژن : اکسیژن با نسبت 6

 

شکل 6 ). پلیمریزاسیون واحدهای شکر از طریق فرآیند کندانس که در آن آب از واحدهای شکر در طی

 

فرآیند حذف می گردد، صورت می گیرد. پلی ساکاریدی که در طی این فرآیند بدست می آید متشکل از

 

واحدهای شکری است که از طریق اتمهای مشترک اکسیژن به یکدیگر متصل شده اند. پلی ساکاریدها

 

می باشند. C6(OH2) 5 و با فرمول شیمیایی 5 : 10 : شامل اتمهای کربن : هیدروژن : اکسیژن با نسبت 6

 

استخوانبندی اصلی اتصال پلیمرهای طبیعی پیچیده تر از پلیمرهای مصنوعی است. این استخوانبندی شامل

 

ساختارهای حلقوی کربناته بوده که توسط اتمهای اکسیژن به یکدیگر متصل شده اند. پلیمرهای مصنوعی

 

دارای اتصالات کربن – کربن ساده تری هستند.

 

٢۵

 

شکل 6: گلوکز

 

نشاسته پلیمری طبیعی است که از حبوبات و گیاهان متعددی بدست می آید ، در این میان نشاسته سیب

 

زمینی و ذرت به خاطر کاربرد بیشتری که در سیالات حفاری دارند ، بیشتر مورد توجه ما هستند.

 

شکل 7: آمیلوپکتین

 

٢۶

 

شکل 8: آمیلوز

 

است. ( Amylopectin ) و آمیلوپکتین ( amylose ) نشاسته شامل 2 پلی ساکارید به نامهای آمیلوز

 

آمیلوز که در حقیقت سازنده شاخه اصلی نشاسته است شامل زنجیره ای از حلقه های کربوهیدارته می

 

باشد. آمیلوپکتین زنجیره شاخه دار حلقه های کربوهیدراته ایست که از زنجیره راست خط آمیلوز منشعب

 

می شوند.

 

نشاسته در حالت خام در آب حل نمی شود بلکه به صورت ذراتی معلق در آب در می آید . برای اینکه بتوان

 

در سیالات حفاری از آن به عنوان یک افزودنی مناسب استفاده کرد می بایست پوسته آمیلوپکتینی آمیلوز

 

شکسته شده و آمیلوز آزاد شود. به این منظور دانه های نشاسته حرارت داده می شوند تا سلولها شکسته

 

شوند و آمیلوز آزاد شود. این فرایند را پیش ژلاتیناسیون می گویند . هنگامی که آمیلوز در آب پراکنده می

 

شود متبلور می شود. در نهایت محصول بدست آمده خشک می شود و به عنوان محصول نهایی بسته بندی

 

می گردد. محصول بدست آمده یک محصول غیر یونی بوده و در آب شور اشباع به اندازه آب شیرین حل می

 

گردد.

 

نشاسته ذرت شامل به طور متوسط حدود % 25 آمیلوز و % 75 آمیلوپکتین است. نشاسته سیب زمینی ذره

 

ای متفاوت با نشاسته ذرت است. نشاسته سیب زمینی دارای وزن مولکولی بیشتری نسبت به نشاسته ذرت

 

بوده و نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین آن در مقایسه با نشاسته ذرت بیشتر است . بنابر این و با توجه به گفته

 

های بالا عملکرد این دو نشاسته نیز کمی با هم متفاوت است. نشاستة سیب زمینی مقاومت بیشتری نسبت

 

به سختی آب و حرارت در مقایسه با نشاستة ذرت دارد و همچنین ویسکوزیته بیشتری نیز ایجاد می کند.

 

بزرگترین مشکل استفاده از نشاسته ها در گل حفاری تمایل آنها به تخمیر است . آنها به طور طبیعی تمایل

 

٢٧

 

به تخمیر دارند که می بایست در هنگام استفاده از آنها در گل حفاری از یک سری مواد ضد تخمیر استفاده

 

کرد. گروهی نشاسته های سیب زمینی وجود دارند که شامل مواد باز دارنده از تخمیر می باشد.

 

دومین محدودیت نشاسته به عنوان یک افزودنی در گل حفاری توانایی حرارتی کم آن می باشد. نشاسته

 

102 قرار می گیرد به سرعت °c (225 ° F) هنگامی که به صورت طولانی مدت در معرض دماهای بالاتر از

 

تجزیه می شود.

 

بعضی از محیط ها استعداد بیشتری برای تجزیه باکتریایی در مقایسه با محیط های دیگر دارند . بدترین

 

محیط از این نظر آبهایی هستند که در آنها فعالیت زیست توده ها زیاد باشد. منبع اینگونه آبها عبارتند از

 

خنثی و PH ، آبهای راکد یا آبهایی که از رودخانه ها یا منابعی نظیر آنها سرچشمه می گیرند. دماهای بالاتر

 

آبهای شیرین تر همگی عواملی هستند که رشد باکتریها را سرعت می بخشند . مشکلات باکتریایی در

 

بالا کمتر به چشم می خورد گر چه این مشکلات با PH سیستم های با میزان نمک بالا و محیط های

 

گذشت زمان در این سیستمها نیز بوجود خواهد آمد.

 

به عنوان یک پلیمر طبیعی طبقه بندی می شود اگر چه این محصول به ( Xanthan Gum ) صمغ زانتان

 

جای اینکه به صورت طبیعی تولید شود از طریق فعالیتهای یک سری باکتریهای خاص تولید می شود.

 

در طول دوره زندگی اش از طریق (Xanthomonas compestris ) باکتری زانتوموناس کامپستریس

 

یک فرآیند پیچیده آنزیمی صمغ زانتان را تولید می کند. زانتان در آب حل می شود و تا حدی آنیونی بوده

 

و دارای شاخه های زیادی می باشد. این صمغ دارای وزن مولکولی 2 تا 3 میلیون است که برای استفاده در

 

سیالات حفاری وزنی نسبتا زیاد است.

 

زانتان دارای ساختاری متشکل از پنج حلقه تکرار شونده شامل دو حلقه به عنوان شاخه اصلی و 3 حلقه به

 

عنوان شاخه جانبی می باشد . شاخه اصلی شامل بقایای گلوکز که از نظر ساختار شبیه به سلولز می باشد.

 

شاخه های جانبی منشعب شده از شاخه اصلی شامل 3 حلقه از جنس حلقه های شکر می باشد. گروههای

 

عاملی متعددی از قبیل گروههای عاملی کربوکسیل ، کربنیل، هیدورکسیل و غیره به شاخه های جانبی

 

متصل است که همین گروههای عاملی باعث بوجود آمدن خواص ویسکتوزیته دهندگی در زانتان می شود.

 

٢٨

 

در حقیقت ساختار شاخه ای طولانی پلیمر در ترکیب با پیوند هیدروژنی نسبتا ضعیف بین گروههای جانبی

 

باعث خاصیت ویسکوزیته دهندگی در زانتان می شود . هنگامی که غلظت پلیمر به حد خاصی می رسد

 

پیوند هیدروژنی بین شاخه های جانبی پلیمر تشکیل می شود که نتیجه آن شبکه ای در هم پیچیده از

 

مولکولهای با پیوند ضعیف می باشد. نیروهای الکتروستاتیک بین مولکولهای پلیمر ضعیف است بنابراین

 

هنگامی که تنشی به سیستم محلول پلیمر اعمال می شود نیروهای جاذبه نگهدارنده مولکولهای پلیمر تحت

 

کشش قرار می گیرند. با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین مولکولهای پلیمر ، ویسکوزیته محلول پلیمر

 

کاهش می یابد و با حذف این تنش پیوندهای هیدروژنی شکسته شده دوباره تشکیل می شوند و ویسکوزیته

 

اولیه دوباره به محلول باز می گردد.

 

(Xanthan Gum)
شکل
9: صمغ زانتان

 

است یعنی با افزایش تنش برشی بر روی ( pseudo – plastic ) محلول زانتان یک سیال شبه پلاستیک

 

همچنین این محلول دارای خاصیت .( shear – thinning ) محلول ویسکوزیته آن کاهش می یابد

 

ژلاتینی نیز می باشد. تحت شرایطی که میزان برش اعمال شده بر روی محلول زیاد است ( برای مثال در

 

٢٩

 

داخل لوله حفاری ) ویسکوزیته این سیال کاهش می یابد. در شرایط که میزان برش اعمال شده خیلی زیاد

 

است ( مثلا در نازلهای مته حفاری ) ویسکوزیته این سیال آنقدر کاهش پیدا می کند که سیال از لحاظ

 

ویسکوزیته شبیه به آب می شود. در شرایطی مانند شرایط داخل فضای حلقوی چاه که میزان برش اعمال

 

شده کمتر است پیوندهای هیدروژنی دوباره تشکیل شده و ویسکوزیته مجددا افزایش می یابد. در حالتی که

 

حالت ( thixotrapic characteristics ) سیال هیچگونه حرکتی ندارد به خاطر خاصیت تیکسوتراپیک

 

( welan gum ) ژلاتینی به خود می گیرد. صمغ زانتان و یک پلیمر زیستی مشابه دیگر با نام صمغ ولان

 

دو مورد از محدود پلیمرهای تجاری هستند که در سیالات پایه آبی خواص ژلاتینی تولید می کنند.

 

میزان غلظت زانتان برای اینکه در محلول خاصیت ژلاتینی تولید کند بستگی به آبی دارد که برای ساخت

 

0/5 می باشد lb/bbl محلول مورد استفاده قرار می گیرد. در مورد آبهای شیرین وزن داده شده این مقدار

 

3 lb/bbl این مقدار 2 تا NaCl و یا محلول با شوری بالا از kcl در حالی که در موارد آبهای شور با نمکهای

 

است. در آبهای شور با میزان نمک بالا پلیمر زانتان ( همچون دیگر پلیمرهای پایه آبی ) به راحتی متبلور

 

نمی شود و تا حدی به همان صورت اولیه باقی می ماند. در آبهای شیرین ، پلیمر متبلور می شود و شاخه

 

های جانبی پلیمر با یکدیگر در تماس قرار گرفته و در نتیجه پیوند هیدروژنی بین آنها برقرار می شود که

 

نتیجه آن ایجاد خاصیت ژلاتینی در محلول می باشد.

 

صمغ زانتان در مواردی خاص به سیال حفاری اضافه می گردد. اغلب به عنوان جایگزینی برای رسها به

 

منظور ایجاد خاصیت ژلاتینی به کار می رود. همچنین صمغ زانتان به عنوان جایگزینی برای رسها در ایجاد

 

ویسکوزیته و حالت معلق سازی ذرات جامد در محلول به کار می رود. اضافه کردن این ماده از چند جهت

 

مفید است که مهمترین فایده آن بالا بردن ظرفیت حمل و معلق سازی جامد در مایع بدون افزایش در

 

میزان جامدات سیال است. این خاصیت زانتان در افزایش ویسکوزیته باعث می شود که از آن در حفاری

 

های افقی و با عمق زیاد ، بویژه درمواردی که سرعت جریان سیال در فضای حلقوی کم است استفاده شود.

 

زانتان دارای خواص متعددی است که آن را یک انتخاب ایده آل برای کاربرد در سیالات حفاری داخل

 

NaBr , CaCl مخزن و عملیات تکمیلی / تعمیراتی چاه می نماید. این ماده به آبهای شور شامل آب دریا ، 2

 

٣٠

 

ویسکوزیته می دهد. این ماده با اکسید کننده ها یا آنزیمها تجزیه می CaBr و تا حدی 2 , KCl , NaCl

 

شود و در اسید حل می شود که به این ترتیب به راحتی آثار آن از بین خواهد رفت. این ماده خاصیت

 

را در سیال CaCo را افزایش داده و مواد وزن افزای قابل حل در اسید مثل 3 ( gel strength ) ژلاتینی

 

به صورت معلق در می آورد.

 

محصولاتی از زانتان وجود دارند که حاصل تصفیه زانتان هستند. در حقیقت هر گونه بقایای باکتریایی به

 

منظور ایجاد محصولی تمیز و عاری از هر گونه آلودگی برای کاربرد در سیال حفاری حذف گردیده است.

 

-2-4-2-5 پلیمرهای طبیعی اصلاح شده:

 

پلیمرهای طبیعی اصلاح شده در سیالات حفاری بسیار کاربرد دارند. سلولز و نشاسته دو پلیمر طبیعی

 

هستند که برای تولید پلیمرهای طبیعی اصلاح شده مورد استفاده قرار می گیرند . موادی که در نتیجه این

 

اصلاحات بدست می آیند دارای خواص متفاوتی در مقایسه با پلیمرهای طبیعی اولیه هستند .

 

در حقیقت به منظور اینکه این محصولات در سیالات حفاری کاربرد داشته باشند می بایست از مواد اولیه

 

غیر یونی مانند سلولز و نشاسته محصولات پلی الکترولیت بدست آید که در زیر تعریفی از پلی الکترولیت

 

آورده شده است.

 

پلی الکترولیتها :

 

تعداد زیادی از پلیمرها در آب قابل حل نیستند و بنابراین در سیالات حفاری پایه آبی کاربردی ندارند مگر

 

اینکه بر روی آنها اصلاحاتی صورت گیرد. به منظور ایجاد خاصیت انحلال در آب گاهی اوقات پلیمرها می

 

بایست اصلاح شوند تا از آنها پلی الکترولیت بدست آید. این عملیات شامل تغییر در واحدهای تکرار شونده

 

پلیمر می باشد. یک پلی الکترولیت ، پلیمری است که در آب حل می شود و یونهای متعددی با بارهای

 

مشابه و مخالف بوجود می آورد. یک پلی یون دارای بارهایی است که در طول زنجیره پلیمر تکرار می شوند.

 

بارها می توانند مثبت ( پلیمرهای کاتیونی ) یا منفی ( پلیمرهای آنیونی ) باشند. تعداد پلیمرهای کاتیونی

 

٣١

 

معدود است در حالی که بیشتر پلیمرهایی که در سیالات حفاری به کار می روند آنیونی هستند.

 

کارایی یک پلی الکترولیت بستگی به سایتهای فعال بر روی پلیمر دارد که آن نیز به نوبه خود بستگی به

 

عوامل زیر دارد :

 

غلظت پلیمر .I

 

غلظت و توزیع یونهای با قابلیت یونیزه شدن .II

 

شوری و سختی سیال .III

 

سیال PH .IV

 

با افزایش تعداد سایتهای فعال ، پلیمر در سیال حل می شود . علت این امر نیروی دافعه ای است که بین

 

بارهای همنام بوجود می آید و برای به حداقل رساندن این نیروی دافعه می بایست ذرات در بیشترین فاصله

 

نسبت یکدیگر قرار گیرند که این به معنای حل شدن پلیمر در سیال می باشد. ذرات باردار به وجود آمده به

 

ذرات رس محلول در سیال متصل شده و باعث ایجاد ویسکوزیته در سیال می گردند.

 

اثرات غلظت : .I

 

همچنان که مورد بحث قرار گرفت ، هنگامی که پلیمرها در فاز آبی یک سیال حفاری حل می شوند یک

 

ساختار کش آمده را از خود به نمایش می گذارند این گفته به این معنا نیست که این اجزاء به شکل

 

مستقیم هستند بلکه یک حالت پیچ خورده دارند چرا که با این حالت بیشترین فاصله بین بارهای همنام

 

بوجود خواهد آمد.

 

در غلظتهای کم پلیمر در محلول آبی ، پوشش ضخیمی از مولکولهای آب ( حدود 3 یا 4 مولکول )

 

مولکولهای پلیمر را در بر می گیرند. یک نیروی دافعه الکتروستاتیک بین این پوشش ها ( که یک حالت

 

کاملا گسترش یافته دارند ) وجود دارد و سطوح گسترده این پوشش ها باعث ایجاد ویسکوزیته پلیمر در

 

سیال می گردد.

 

٣٢

 

با افزایش غلظت پلیمر، پوشش آبی دور پلیمرها کاهش می یابد. با افزایش تعداد مولکولهای پلیمر پوششهای

 

آبی کمتر شده و در نتیجه ویسکوزیته افزایش می یابد. علت این افزایش در ویسکوزیته آنستکه هنگامی که

 

غلظت پلیمرها زیاد می شود با چسبیدن به مقدار کمی آب با یکدیگر برخورد می کنند و همین علت، عامل

 

افزایش در ویسکوزیته است.

 

: PH اثرات .II

 

تعیین کننده میزان یونیزاسیون گروههای عاملی موجود PH است. درحقیقت PH حلالیت پلیمر تحت تأثیر

 

بر روی زنجیره پلیمری است. برای مثال، در بیشتر موارد گروه عاملی که بر روی پلیمرهای محلول در آب

 

یافت می شود، گروه کربوکسیل است . گروه کربوکسیل یونیزه شده ویژگی غالب بیشتر پلیمرهای آنیونی

 

و از این قبیل می باشد. ( Xanthan gum ) صمغ زانتان ، PHPA , CMC مثل

 

شکل 10 : گروه کربوکسیل یونیزه
شده

 

همچنانکه در شکل 10 مشاهده می شود گروه کربوکسیل یونیزه شده دارای یک اکسیژن با پیوند دو گانه و

 

یک اکسیژن با پیوند یگانه بر روی کربن مربوط به کربوکسیل می باشد. یونیزاسیون در نتیجه واکنش گروه

 

کربوکسیل با یک ماده قلیایی مثل سود سوزآور صورت می گیرد. در حقیقت انحلال پلیمر در نیتجه

 

( یونیزاسیون گروه کربوکسیل اتفاق می افتد . ( شکل 11

 

٣٣

 

شکل 11 : حلالیت پلیمر

 

مکانیسم این حلالیت به این صورت است که آب به خاطر بار منفی گروه سدیم کربوکسیلات به سمت آن

 

جذب می شود. هنگامی که پلیمر به آب اضافه می شود ، یون سدیم از زنجیره پلیمری جدا شده و یک بار

 

منفی بر روی پلیمر برجا می گذارد. پلیمر اکنون دارای بار منفی بوده آمادگی تبلور توسط آب را دارد. با

 

متبلور شدن پلیمر توسط مولکول آب، پوشش دور پلیمر از نظر اندازه افزایش یافته و در نتیجه ویسکوزیته

 

افزایش می یابد.

 

بین 8.5 تا 9.5 صورت می گیرد. اگر مقدار بیشتری ( در PH بهترین حلالیت گروه کربوکسیل در گستره

 

سود سوز آور به محلول اضافه شود خواص ویسکوزیته دهندگی ( PH = 8/ مقایسه با مقدار مورد نیاز برای 5

 

کمتر از 7 ) قرار PH محلول در محدوده اسیدی ( یعنی PH پلیمر ممکن است تا حدی کاهش یابد. اگر

 

گیرد گروه کربوکسیلات به کربوکسیل تبدیل شده و حلالیت پلیمر کاهش می یابد.

 

اثرات شوری : .III

 

شوری اثر زیادی در کارایی پلیمر دارد. شوری از کش آمدن و باز شدن پلیمر که در هنگام حل شدن پلیمر

 

در آب اتفاق می افتد جلوگیری می کند. این حالت به این علت اتفاق می افتد که بر سر آب رقابت صورت

 

می گیرد . نمک آب موجود و در دسترس پلیمر ( را که موجب تبلور و بزرگ شدن پلیمر می شود ) را

 

محدود می کند. با افزایش شوری پلیمر به آن حد متبلور نمی شود و در نهایت ویسکوزیته زیادی هم به

 

محلول نمی دهد .

 

اگر به محلولی از آب شیرین که پلیمرها در آن به طور کامل متبلور شده اند نمک اضافه شود در محلول یک

 

٣۴

 

مشاهده خواهد شد. علت این امر این است که همچنان که ( Viscosity Hump ) افزایش ویسکوزیته

 

نمک در آب حل می شود و مولکولهای آب را از پلیمر جدا می کند سیستم برای لحظه ای ناپایدار شده و

 

یک افزایش موقتی در ویسکوزیته مشاهده خواهد شد. علت این ناپایداری این است که پلیمرها درحالی که

 

دارند به حالت غیر متبلور و اولیه شان بر می گردند با پلیمرهای دیگر و جامدات حفاری برخورد می کنند.

 

با برگشتن پلیمرها به حالت اولیه ویسکوزیته به طور چشمگیری کاهش می یابد.

 

عملا ، کارایی پلیمرها درمحیط های شور کاهش می یابد ولی می توان با یک سری افزودنیهای خاص این

 

را ( Xantan Gum ) پلی آنیونیک سلولز ) یا صمغ زانتان ) PAC مشکل را حل کرد. برای مثال می توان

 

به اندازه دو برابر غلظت حالت عادی یا حتی بیشتر اضافه کرد تا درمحیط شور اثر کنند.

 

اثرات یونهای
مثبت دو ظرفیتی
: .IV

 

یونهای دو ظرفیتی از قبیل کلسیم و منیزیم می توانند اثرات بدی بر روی سیال حفاری داشته باشند.

 

همچنانکه یون سدیم میزان آب در دسترس پلیمرها را کاهش می دهد یونهای دو ظرفیتی کلسیم و منیزیم

 

میزان آب در دسترس پلیمر را بیشتر کاهش می دهند. این امر باعث کاهش بیشتراثر پلیمر درمحلولهای

 

آبی می شود. پلیمرهای آنیونی در حضور یون کلسیم مشکلات بیشتری نیز دارند چرا که یون کلسیم با

 

شده و ( Flocculated ) پلیمرهای آنیونی واکنش می دهد که در نتیچه آن پلیمر تبدیل به ذرات کلوخه

 

پیشنهاد می ( Na2Co به خاطر وزنشان در محلول ته نشین می شوند. برای حل این مشکل سودااش ( 3

 

و یا پلیمرهایی که ( Xanthan Gum ) شود پلیمرهایی که مقدار کمی آنیونی هستند نظیر صمغ زانتان

 

غیر یونی هستند نظیر نشاسته توسط کلسیم رسوب نمی کنند. ولی به خاطر اثر کاهش میزان آب در

 

دسترس توسط کلسیم کارایی آنها کاهش می یابد.

 

1-2-4-2-5 - مشتقات
سلولز:

 

٣۵

 

سلولز یک پلیمر طبیعی است که در آب حل نمی شود. برای اینکه در سیالات حفاری قابل کاربرد باشد آنرا

 

یک پلی الکترولیت است. شکل CMC . می کنند ( Carboxy Methyl Cellulose ) CMC تبدیل به

 

12 و 13 چگونگی اصلاح ساختار حلقوی تکرار شونده سلولز با وارد کردن یک گروه کربوکسی متیل آنیونی

 

را نشان می دهد. محصول بدست آمده از این طریق میل ترکیبی با آب داشته و در آب محلول است.

 

شکل 12 : سلولز

 

D.S=1.0،(Sodium Carboxymethylcellulose) شکل 13 : کربوکسی متیل سلولز سدیمی

 

با (CL CH2 COONA ) کربوکسی متیل سلولز در نتیجه واکنش نمک سدیمی اسید مونوکلرواستیک

 

برای تشکیل یک پلی ( ‐ CH2OH ) سلولز تشکیل می شود. بر اثر این واکنش یک جانشینی در گروه

 

الکترولیت صورت می گیرد.

 

خواص کربوکسی متیل سلولز سدیمی بستگی به عوامل متعددی دارد که عبارتند از:

 

( D.S ) - درجه جانشینی

 

٣۶

 

( D.P ) - درجه پلیمریزاسیون

 

- یکنواختی جانشینی

 

- خلوص محصول نهایی

 

درجه پلیمریزاسیون به تعداد دفعاتی که ساختار حلقوی تکرار می شود ، اشاره دارد.

 

ساختار حلقوی ، ساختاری تکرار شونده است که پلیمر را تعریف می کند. هر چه درجه پلیمریزاسیون

 

میزان ویسکوزیته آن CMC افزایش یابد وزن مولکولی افزایش می یابد. با افزایش درجه پلیمریزاسیون

 

است. CMC Low Vis دارای وزن مولکولی بیشتری در مقایسه با CMC High Vis . افزایش می یابد

 

درجه جانشینی به تعداد جانشینی هایی که روی یک واحد حلقوی صورت می گیرد اشاره دارد. در سدیم

 

کربوکسی متیل سلولز نشان داده شده در شکل 13 ، درست یک جانشینی بر روی هر ساختار حلقوی وجود

 

این پلیمر برابر با 1 است. D.S. دارد و این به معنای این است که

 

صورت گرفته است. جانشینی می ( ‐ CH2OH ) در مثال بالا جانشینی تنها در گروه هیدروکسی متیل

 

برابر 3 می ( D.S. ) صورت گیرد که دراینصورت درجه جانشینی ( ‐OH ) توانست در دو گروه هیدروکسیل

 

0 و / بین 7 CMC مربوط به D.S. 0 برسد حلالیت محقق خواهد شد. گستره / به 45 D.S. شد. هنگامی که

 

یکسان بوده و Low Vis یا Medium ،High Vis ها اعم از CMC 0/8 است . این مقدار برای تمامی

 

آنها است.
D.P. ها در CMC فرقی نمی کند . تنها تفاوت بین این

 

( Polyanionic cellulose) هایی که درجه جانشینی بالاتری دارند به عنوان پلی آنیونیک سلولز CMC

 

شناخته می شوند. ( PAC ) با علامت اختصاری

 

با D.S. است و تنها دو پلیمر از نظر CMC دارای ساختار شیمیایی و درجه پلیمریزاسیونی به اندازه PAC

 

1 است. / 0 تا 0 / بین 9 PAC مربوط به D.S. هم فرق دارند . میزان

 

CMC در مقایسه با PAC های بالاتر باعث حلالیت بیشتر سلولز می شود که این باعث عملکرد بهتر D.S.

 

در PAC در آب شیرین یکسان عمل می کنند اما در آبهای شور یا سخت PAC و CMC است. هر دو پلیمر

 

بهتر عمل می کند. CMC مقایسه با

 

٣٧

 

و خلوص یکسان عملکرد متفاوتی از خود نشان می دهند. این D.S و D.P با PAC و CMC گاهی اوقات

 

یا CMC حالت به خاطر یکنواختی ( یا عدم یکنواختی ) درجانشینی های بر روی زنجیره پلیمری است. یک

 

که به طور ضعیفی عمل می کند ممکن است دارای جانشینی هایی در یک انتها یا در میان زنجیره PAC

 

پلیمری باشد. نتیجه این امر یک پلیمر با حلالیت محدود و بنا بر این عملکرد ضعیف می باشد.

 

کیفیت موجود است. این محصول دارای خاصیت کنترل صافاب در ( PAC ) نمونه ای سلولز پلی آنیونیک

 

است. این ماده یک کیک نازک ، سفت انحنا پذیر بر KCl و NaCl ، سیالات حفاری آب شیرین ، آب دریا

 

روی سازند تشکیل می دهد که مانع از نفوذ صافاب به سازندهای نفوذ پذیر می شود. همچنین ویسکوزیته

 

در آب دریا، آب CMC عالی ای را در آب شیرین و آب شور ایجاد می کند، همچنین برای درمان مشکل

 

400 است توصیه می شود. در جدول زیر mg/lit نمک و آبهایی که میزان کلسیم محلول آنها بالای

 

آورده شده است . CMC و PAC خصوصیات و محدودیتهای

 

PAC و CMC : جدول 3

 

نوع دیگری از پلیمر سلولز اصلاح شده است. ( Hydroxy Ethyl Cellulose ) HEC

 

این ماده با خیساندن سلولز در محلول سود سوز آور و سپس واکنش سلولز قلیایی با اکسید اتیلن تولید می

 

شود .

 

بر جای گروههای هیدروکسیل و ( Hydroxy Ethyl ) نتیجه این فرآیند جانشینی گروه هیدروکسی اتیل

 

هیدروکسی متیل است. اگر چه در این حالت پلیمر غیر یونی است اما گروههای هیدروکسی اتیل میل

 

ساختار پلیمر D.S ترکیبی کافی با آب را دارند که این باعث حل شدن پلیمر در آب می گردد. علاوه بر

 

٣٨

 

شاخه های جانبی اتوکسیلات قرار می گیرد. D.P تحت تأثیر

 

نامیده می شود و در حقیقت جانشینی ( Molar Substitution ) شاخه های جانبی جانشینی مولار D.P

 

مولار تعداد متوسط مولکولهای اتیلن اکسایدی است که با هر واحد سلولز واکنش داده اند. هنگامی که گروه

 

هیدروکسی اتیل به هر واحد متصل می شود این گروه می تواند با گروههای بیشتری به صورت انتها به انتها

 

بیشتر M.S واکنش دهد. تا زمانی که اکسید اتیلن موجود باشد واکنش می تواند ادامه پیدا کند. هر چه

 

باشد حلالیت پلیمر درآب افزایش یافته و بنا بر این مقاومت بیشتری نسبت به نمک و سختی دارد. عموما

 

بین 1.5 تا 2.5 است. HEC در پلیمر M.S گستره مقادیر مربوط به

 

(Hydroxyethylcellulose) شکل 14 : هیدروکسی اتیل سلولز

 

عمدتا ___________به عنوان عاملی برای افزایش ویسکوزیته و جلوگیری از صافاب گل در عملیات تعمیرات و HEC

 

سازگار CaBr و 2 Cacl2 , Nacl , Kcl تکمیل چاه به کار می رود. این ماده با شورابهایی نظیر آب دریا

 

است. این ماده یک پلیمر خیلی تمیز و قابل حل در اسید است که آن را مناسب برای مراحلی از حفاری می

 

غیر یونی است به اندازه HEC کند که سیال حفاری در تماس با سطوح تولید مخزن است. چون که

 

پلیمرهای یونی با سطوح باردار واکنش نمی دهد که این عامل نیز به نوبه خود نقش آن را به عنوان یک ماده

 

( 250°F
) توانایی تحمل دماهای حداکثر HEC . افزودنی به گل در عملیات تکمیل چاه درخشانتر می سازد

 

١٢١ را دارد. °c

 

و فعالیت باکتریایی تأثیر زیادی بر آن نمی گذارد. خاصیت ژلاتینی تولید نمی کند و در حقیقت PH

 

٣٩

 

ویسکوزیته برای مقادیر برشهای کم ایجاد می کند. اگر چه به طور کلی باعث افزایش درویسکوزیته سیال

 

حفاری می گردد.

 

-2-2-4-2-5 مشتقات
نشاسته:

 

همچنان که قبلا در این بخش بیان شد نشاسته در بسیاری از موارد بدون هیچگونه اصلاحی قابل

 

کاربرد است. اما مشتقات نشاسته که از طریق اصلاحات صورت گرفته بر آن بدست آمده اند دارای خواص

 

متفاوتی نسبت به آن می باشند. مثلا با اصلاحاتی که بر روی نشاسته صورت می گیرد می توان مقاومت آن

 

را نسبت به تجزیه باکتریایی و همچنین حرارت بالا برد. تعدادی از مثالهای مربوط به نشاسته اصلاح شده در

 

زیر آورده شده است.

 

( CMS ) ( -1-2-2-4-2-5 نشاسته کربوکسی متیل

 

: Corboxymethyl Starch )

 

کربوکسی متیل نشاسته از ، CMC این نشاسته نمونه ای از یک پلیمر اصلاح شده است. همچون

 

طریق یک فرآیند جانشینی کربوکسیلات به جای گروههای هیدروکسیل یا هیدروکسی متیل بدست می

 

جانشینی بیشتر بر روی گروه هیدروکسی متیل صورت می گیرد. ، CMC آید. همچنین باز هم مشابه

 

۴٠

 

D.S=1،(Carboxymethyl
starch
) شکل 15 : نشاسته کربوکسی
متیل

 

نمونه ای نشاسته کربوکسی متیل وجود دارد که از صافاب جلوگیری کرده و مقداری هم باعث افزایش

 

در PAC ویسکوزیته در سیالات حفاری پایه آبی می شود. این ماده جایگزین خوبی برای مواد خانواده

 

سیستمهایی است که نیاز به کنترل صافاب خوبی داشته و خواص ویسکوزیته و ژلاتینی زیادی از آنها انتظار

 

است تا نشاسته . این ماده دارای پایداری حرارتی شبیه CMC نمی رود. عملکرد این محصول بیشتر شبیه

 

149°
) بوده و احتیاجی به مواد ضد باکتری ندارد. c ( 300°F
) بیش از ) PAC و CMC

 

Ca 20000 و + 2 mg/lit در سیالات حفاری با غلظت کلر کمتر CMS این محصول خانوادة

 

کمتر از

 

ی به خوبی عمل کرده و با همه سیستمهای پایه آبی PH 800 کارایی بهتری دارد. این ___________ماده در هر mg/lit

 

سازگار است.

 

-2-2-2-4-2-5 نشاسته
هیدروکسی پروپیل:

 

است. این ماده حاصل واکنش (HP ) مثال دیگری از یک نشاسته اصلاح شده، هیدروکسی پروپیل

 

نشاسته با اکسید پروپیلن است. نشاسته اصلاح شده ای که در نتیجه این فرآیند بدست می آید غیر یونی

 

بوده و محلول در آب است . اصلاحی که در نتیجه این فرآیند بر روی نشاسته صورت گرفته تنها به حلالیت

 

جانشینی می تواند در سایت مربوط به HEC و CMS نشاسته در آب افزوده است . همچون موارد مربوط به

 

هیدروکسی متیل یا سایتهای هیدروکسیل موجود بر روی ساختار حلقوی صورت گیرد. از سوی دیگر

 

جانشینی بیشتر درگروه هیدروکسی متیل صورت می گیرد. CMS و CMC همچون

 

۴١

 

M.S=2 ،D.S=0/5 ،(Hydroxypropyl
Starch
) شکل 16 : نشاسته هیدروکسی پروپیل

 

گروههای پروپوکسیلات نیز به عنوان D.P . نتیجه این فرآیند جانشینی گروههای پروپوکسیلات است

 

تعداد متوسط مولکولهای M.S . شناخته می شوند ( M.S ) ( Molar Substitution ) جانشینی مولار

 

اکسیدپروپیلن است که با هر واحد نشاسته واکنش داده اند. هنگامی که یک گروه هیدروکسی پروپیل به هر

 

واحد متصل می شود می تواند با گروههای بیشتری در یک ساختار انتها به انتها واکنش دهد. واکنش اکسید

 

پروپیلن با نشاسته شباهتهایی به واکنش سلولز با اکسیداتیلن دارد. در هر دو مورد جانشینی با یک ساختار

 

آن تعریف شود. M.S تکرار شونده صورت می گیرد که می بایست با

 

آنها با یکدیگر M.S و D.S , D.P موجود است . خواص این محصولات بر اساس HP انواع متعددی نشاسته

 

متفاوت است.

 

موجود است که اوایل برای کنترل صافاب در سیستمهای سیال حفاری داخل HP نمونه ای از نشاسته

 

مخزن مورد استفاده قرار می گرفت . این ماده در ترکیب با کربنات کلسیم کیکی تشکیل می دهد که قابل

 

CaBr2 , NaBr , با بیشتر شورابها از قبیل آب دریا HP حل در اسید است. مشابه نشاسته ، این نمونه از

 

و . . . سازگار است و همچنین احتیاج به مواد ضد باکتری ندارد. Cacl2 , Kcl , Nacl

 

خاصیت ویسکوزیته دهندگی بسیار خوبی دارد که آن را مناسب کاربرد در سیالات حفاری HP این نمونه از

 

در ویسکوزیته مربوط به مقادیر برشی کم HP این نمونه از ، PAC داخل مخزن می سازد . بر خلاف

 

( Xanthan Gum ) دخالت دارد و باعث افزایش آن می شود. این ماده به همراه صمغ زانتان (LSRV)

 

می گردد. (LSRV) باعث افزایش ویسکوزیته مربوط به مقادیر برشی کم

 

۴٢

 

4 می باشد اگر چه در مواردی غلظتهای بیشتری lb/bbl 2 تا ، HP مقادیر توصیه شده برای این نمونه از

 

بهتر از بیشتر مواد HP هم به منظور کاهش صافاب به کار گرفته شده است. پایداری حرارتی این نمونه از

 

121°
را در شورابها داراست. c (250°F
) نشاسته ای است. این ماده تحمل دماهایی تا

 

محصولی از نشاسته ذرت هیدرولیز شده آنزیمی وجود دارد که با اصلاحات شیمیایی به مالتودکسترین

 

تبدیل شده است. نتیجه هیدرولیز تولید محصولی با وزن مولکولی خیلی کمتر که تا (Malto dextrin)

 

حدی خاصیت آنیونی نیز دارد ، می باشد.

 

این محصول تقریبا به طور گسترده ای در سیالات حفاری آهکی مورد استفاده قرار می گیرد. علت این امر

 

آنستکه میزان حلالیت کلیسم را در سیالات پایه آهکی افزایش می دهد. مکانیسم عمل به این صورت است

 

Ca که در یک چنین محیطهایی این پلیمر بیشتر هیدرولیز می شود و + 2

 

به گروههای کربوکسیلات که در

 

Ca حین فرآیند هیدرولیز تولید می شوند، متصل می شود. که نتیجه آن حلالیت بیشتر یون + 2

 

است. عقیده

 

Ca بر اینستکه میزان بیشتر + 2

 

بازدارندگی بیشتری را بوجود می آورد.

 

همچنین این محصول به عنوان یک عامل ضد کلوخه ای شدن عمل می کند . غلظت مورد استفاده آن در

 

4 است. lb/bbl یک سیستم آهک، 2 تا

 

93°
را تحمل کرده و احتیاج به مواد ضد c ( 200°F
) مشابه نشاسته معمولی ، این ماده حرارتهای تا

 

باکتری دارد.

 

-3-4-2-5 پلیمرهای مصنوعی:

 

پلیمرهای مصنوعی به طور شیمیایی از مشتقات نفتی تولید می شوند. بر خلاف پلیمرهای طبیعی و

 

پلیمرهای طبیعی اصلاح شده، پلیمرهای مصنوعی از مولکولهای کوچکتری ساخته شده اند. امکان انعطاف

 

پذیری نامحدودی در طراحی پلیمرهای مصنوعی وجود دارد. آنها می توانند دقیقا مطابق با نیازهای خواسته

 

شده ساخته شوند.

 

۴٣

 

غالبا، پلیمرهای مصنوعی از اتیلن طبق فرآیند جانشینی بدست می آیند. فرآیند پلیمریزاسیون در پلیمرهای

 

که در آن اتیلن های جانشین شده به انتهای ) ( Addition Reaction ) مصنوعی طبق واکنش افزایش

 

می تواند هر “ A “ یک زنجیزه پلیمری اضافه می شوند ) صورت می گیرد. در شکل زیر، گروه جانشین شده

 

گروه عاملی باشد.

 

CH
= CH
2

 

A

 

در شکل بالا به استخوانبندی اصلی کربن – کربن پلیمر و احتمالات جانشینی نامحدود آن توجه شود.

 

اتصال کربن – کربن در مقایسه با اتصال کربن – اکسیژن ( که قبلا در مورد پلیمرهای با پایه نشاسته و

 

سلولز مورد بحث قرار گرفت ) پایدارتر و مستحکم تر است.

 

371°
را دارد . c ( 700°F
) اتصال کربن – کربن نسبت به باکتری مقاومتر بوده و تحمل حرارتهای بیش از

 

لذا در مواردی که پلیمر های مصنوعی درمعرض باکتری یا حرارت قرار می گیرند گروههای جانشین شده

 

قبل از پیوند کربن – کربن تجزیه می شوند.

 

پلی آکریلات :

 

پلیمریزاسیون اسید آکریلیک و خنثی سازی آن با هیدروکسید سدیم پلیمر پلی آکریلات سدیم

 

یک پلیمر آنیونی بوده که می تواند بسته به وزن مولکولی اش هم به SPA . را تولید خواهد کرد (SPA)

 

عنوان ماده ضد کلوخه شدن و هم به عنوان ماده ای برای کنترل صافاب عمل کند.

 

۴۴

 

شکل 17 : پلی آکریلات سدیم

 

در طول حفاری یک چاه عملکرد متقابل بین کنده های حفاری اثرات بسیار زیادی را بر روی خواص گل

 

دارد . در گل حفاری یک تمایل طبیعی برای کلوخه شدن وجود دارد.( شکل 18 ) . کلوخه ای شدن نتیجه

 

افزایش در خواص رئولوژیک گل حفاری است.

 

۴۵

 

شکل 18 : کلوخه ای شدن
جامدات حفاری

 

در وزنهای مولکولی کم ( کمتر از 10000 ) به عنوان یک ماده ضد کلوخه ای شدن عمل می کند. این SPA

 

ماده شدیدا آنیونی بوده و جذب مواد جامد فعال در گل حفاری می شود. پلیمر جذب شده بارهای مثبت

 

روی ذرات جمع شده را خنثی می کند که نتیجه اش دافعه متقابل بین ذرات و از بین رفتن حالت کلوخه

 

ای می باشد. هر چه که پلیمر کوچکتر باشد این عمل را بهتر انجام می دهد. بیشترین میزان جذب بر روی

 

سطوح ذرات توسط پلیمرهای با زنجیره کوتاه صورت می گیرد که باعث حذف حالت کلوخه ای می شود که

 

خود این حالت کلوخه ای می تواند نتیجه جذب یک پلیمر به چند ذره باشد لذا به همین دلیل است که

 

( گفته می شود بایستی ذرات پلیمر کوچک باشند. ( شکل 19

 

۴۶

 

و رسها
SPA شکل 19 : دیاگرام

 

تعداد زیادی از شرکتهایی که در زمینه گل حفاری کار می کنند از پلی آکریلات با وزن مولکولی کم به

 

عنوان عامل ضد کلوخه ای شدن در گلهای با میزان مواد جامد کم و بدون پراکندگی و دیگر سیستمهای

 

پلیمری استفاده می کنند. این ماده به هر دو صورت پودر و مایع به بازار عرضه می شود.

 

در مقایسه با لیگنوسولفونات در غلظتهای بسار کمتری مورد استفاده قرار می گیرد. عملا ، غلظتهای SPA

 

1/0 از این ماده برای کنترل خواص رئولوژیک گل کافی است. lb/bbl 0/25 تا

 

260°
را تحمل کند. این ماده به خوبی c ( 500°F
) قلیایی ندارد و می تواند دماهای تا PH نیازی به SPA

 

درگلهای پلیمری عمل می کند و گاهی اوقات به تنهایی در گلهای مورد استفاده در مراحل شروع حفاری

 

و در حفاری چاههای زمین گرمایی استفاده می شود. (Spud Mud)

 

به غلظتهای بالای جامدات حساس است. به این علت که این ماده یک ماده فعال سطحی است به SPA

 

راحتی در محیطهای با میزان بالای جامدات غوطه ور می شود. این ماده در مواردی که ظرفیت تعویض

 

12 باشد به بهترین lb/gal 20 معادل بنتونایت و وزن گل کمتر از lb/bbl گل کمتر از ( CEC ) کاتیونی

 

شکل عمل می کند.

 

۴٧

 

: ( Copolymerization ) کوپلیمریزاسیون

 

سرو کار داشته ایم. اما در این ( Homoploymer ) تاکنون در این بخش تنها با پلیمرهای همگن

 

قسمت می خواهیم کوپلیمرها را مورد بحث قرار دهیم . در حقیقت کوپلیمرها شامل 2 یا بیش از 2 نوع

 

مونومر هستند.

 

از طریق کوپلیمریزاسیون می توان پلیمرهایی تولید کرد که خواص آن متفاوت از پلیمرهای مربوط به هر

 

یک از مونومرهای تشکیل دهنده آن است. اضافه کردن هر مونومر دریچه تازه ای برای طراحی پلیمرهای

 

جدیدتر به روی ما باز می کند. برای مثال یک مونومر می تواند جهت بالا بردن توانایی تحمل حرارتی در

 

مورد استفاده (Shale Control) پلیمر به کار رود در حالی که مونومر دیگر می تواند جهت کنترل شیل

 

قرار گیرد.

 

در صنعت سیال حفاری محصولی وجود دارد که یک کوپلیمر است. این ماده از دو مونومر تشکیل شده است

 

که عبارتند از :

 

با آن آشنا شدیم ) و یک مونومر دیگر که در صنعت SPA سدیم آکریلات ( همچنانکه در قمست مربوط به

 

2 ) می شناسند. ‐ acrylamido‐2‐methyl propane sulfonic
acid ) AMPS آن را با نام

 

به پلیمر می دهد عبارتند از : پایداری حرارتی بالاتر و مقاومت نسبت به AMPS خواصی که مونومر

 

جامدات، شوری و سختی. که این خواص در مقایسه با زمانی که سدیم آکریلات به تنهایی وجود داشته باشد

 

تقویت شده اند.

 

شکل 20 : کوپلیمریزاسیون

 

دارای قیمت بالایی در بازار می باشد با این وجود این ماده در حضور مواد آلوده کننده می تواند AMPS

 

۴٨

 

و نشاسته اصلاح PAC پایداری حرارتی بالایی را برای گل ایجاد کند که این مقدار بیشتر از مقادیر مربوط به

 

شده است.

 

AMPS شکل 21 : مونومر

 

مقاومت بالاتری نسبت به آلودگی داشته و AMPS کوپلیمری که در بالا ذکر شد به خاطر حضور مونومر

 

این ماده از لحاظ کاربرد در موارد ، SPA دارد. همچون SPA توانایی تحمل جامدات بیشتری را در مقایسه با

 

سیستمهای کم جامد و غیر پراکنده وسیستمهای پلیمری مناسب تر است. این ماده در کنترل ویسکوزیته

 

با وزن SPA در محیط های با میزان جامد بالا توانایی زیادی ندارد. با این وجود این کوپلیمر در مقایسه با

 

مولکولی کم کاربرد بیشتری در موارد آب دریا دارد.

 

نمونه ای پلی آکریلات با وزن مولکولی متوسط ( 300000 ± ) وجود دارد که عمدتا برای کنترل صافاب

 

204/4°
مقاوم بوده و c ( 400°F
) مورد استفاده قرار می گیرد این ماده به دماهای خیلی بالا ( بیشتر از

 

مورد استفاده قرار می گیرد. همچون کوپلیمر ( Geothermal ) گاهی در حفاری چاههای زمین گرمایی

 

۴٩

 

بستگی ندارد و توسط باکتریها تجزیه نمی شود اما حساس به آلودگی کلسیمی می PH ذکر شده در بالا ، به

 

300 یا mg/lit باشد. به همین دلیل جهت عملکرد بهینه این ماده توصیه می شود که غلظت کلسیم محلول

 

کمتر نگه داشته شود. این ماده در محیط آب شیرین بسیار خوب عمل می کند.

 

این نمونه از پلی آکریلات اغلب اوقات در سیسمتمهای کم جامد ، بدون فاز پراکنده و دیگر سیستمهای

 

به کار برده می شود. علاوه بر ایجاد خاصیت کنترل صافاب، یک اثر پایدار کننده بر PHPA پلیمری چون

 

روی کنده های حفاری دارد. این محصول به ذرات رس متصل می شود و لایه ای کپسول مانند را به دور

 

کنده های حفاری ایجاد می کند. گاهی اوقات هنگامی که این نمونه از پلی آکریلات سدیم به سیستم

 

ایجاد می شود. هنگامی که ( Viscosity Hump ) اضافه می شود یک حالت افزایش موقتی ویسکوزیته

 

پلیمر در سیستم به یک غلظت کافی می رسد و حالت کپسولی در اطراف جامدات ایجاد می کند سیستم

 

دوباره روان شده و حالت پایدار به خود می گیرد.

 

1 است اما ممکن است غلظت مورد استفاده lb/bbl غلظت مورد استفاده این نمونه از پلی آکریلات برابر

 

کمی بیشتر یا کمی کمتر از این هم باشد که این بستگی به میزان مواد جامد گل دارد. این نوع پلی آکریلات

 

یک عامل از بین برنده حالت کلوخه ای است بویژه در حالتی که دمای سیستم زیاد باشد یا اینکه سیستم

 

یک سیستم پلیمری باشد.

 

در حالی که این نمونه از پلی آکریلات حالت روان کنندگی سریعی را ایجاد نمی کند ( همچنانکه در مورد

 

1 تجاوز کند، خواص رئولوژیک lb/bbl کوپلیمر ذکر شده در بالا مشاهده می شود) هنگامی که غلظت آن از

 

را پایدار می کند. این نمونه از پلی آکریلات در پایدار کنندگی خواص رئولوژیک بسیاری از سیستمهای آب

 

زمین گرمایی، کم جامد و بدون فاز پراکنده بسیار مفید و کارآمد است. ، PHPA شیرین از قبیل

 

کوپلیمر پلی
آکریلامید
/ پلی آکریلات :

 

(Partially Hydrolyzed Poly Acrylamid) اصطلاح پلی آکریلامید هیدرولیز شده جزئی

 

گاهی اوقات برای معرفی کوپلیمر پلی آکریلامید / پلی آکریلات به کار می رود. در حقیقت (PHPA)

 

۵٠

 

محصول نهایی کوپلیمریزاسیون پلی آکریلامید / پلی آکریلات است. اگر چه این محصول با نام PHPA

 

شناخته می شود اما در حقیقت از طریق کوپلیمریزاسیون آکریلامید و سدیم آکریلات بدست آمده PHPA

 

تنها به منظور سادگی در کاربرد نام آن به کار رفته است. PHPA است و نام

 

تحت تأثیر وزن مولکولی و نسبت گروههای کربوکسیل به گروههای آمید است . پلی PHPA خواص

 

آکریلامید به تنهایی درآب قابل حل نیست بنابراین می بایست با سدیم آکریلات کوپلیمریزه شود تا قابلیت

 

انحلال در آب بدست آورد. در حقیقت کوپلیمریزاسیون با سدیم آکریلات پلیمری آنیونی ایجاد می کند که

 

در آب قابل حل است. نسبت سدیم پلی آکریلات به آکریلامید در شروع فرآیند، تعیین کننده نسبت دو

 

گروه عاملی در کوپلیمر نهایی می باشد. مونومرهایی که این کوپلیمر را می سازند در شکل زیر نشان داده

 

شده اند.

 

شکل 22 : سدیم آکریلات / آکریلامید

 

در طول کوپلیمریزاسیون ، دو مونومر به صورت تصادفی جهت تشکیل یک پیوند کربن – کربن به یکدیگر

 

متصل می شوند. کوپلیمری که در نتیجه این فرآیند ایجاد می شود دارای گروههای کربوکسیل و گروههای

 

آمیدی است که به صورت تصادفی بر روی اسکلت اصلی کوپلیمر قرار گرفته اند.

 

کوپلیمرنهایی در شکل 23 نشان داده شده است.

 

۵١

 

PHPA : شکل 23

 

توجه به این نکته لازم است که به خاطر پیوند کربن – کربن به عنوان استخوانبندی اصلی تشکیل کوپلیمر،

 

این کوپلیمر نسبت به حرارت و تجزیه باکتریایی مقاومت بسیار خوبی دارد. توجه به این نکته نیز لازم است

 

که این پلیمر آنیونی است و آن به این معناست که تحت تأثیر سختی و سطوح کاتیونی رسها قرار می گیرد.

 

موجود است که دارای وزن مولکولی زیاد و شامل % 65 تا % 70 آکریلامید و PHPA نمونه ای از

 

بقیه آکریلات می باشد. وزن مولکولی این ماده درگستره ای بیش از 20 میلیون قرار می گیرد . این محصول

 

و عاملی در جهت کپسولی کردن مواد جامد در سیستمهای آب شیرین، آب Shale به عنوان یک بازدارنده

 

به کار برده می شود. علاوه بر اینها ، این ماده در آب شیرین تولید ویسکوزیته نیز Kcl و Nacl دریا ، نمک

 

می نماید.

 

این ماده به این صورت است که پلیمر به رسهای روی ( Shale Inhibition ) مکانیسم بازدارندگی شیل

 

دیواره چاه متصل می شود و از تبلور و پراکنده شدن آنها جلوگیری می کند. در حقیقت در این فرآیند این

 

محصول از طریق گروههای کربوکسیل آنیونی خود به بارهای مثبت روی لبه ذرات رس متصل می شود و

 

چونکه دارای وزن مولکولی زیاد بوده و نسبتا طولانی نیز می باشد می تواند با چندین رس ارتباط برقرار کند

 

که نتیجه اش ایجاد یک حالت پوشش بر دیواره چاه و جلوگیری از تماس مولکولهای آب با رسها می باشد.

 

همین اثر این محصول بر روی کنده های حفاری نیز مشاهده می شود . پلیمر انسجام و یکپارچگی کنده

 

های حفاری را حفظ می کند، که این نتیجه اش حذف راحتتر آنها در سطح می باشد.

 

همچنین از طریق بالا بردن ویسکوزیته فاز آبی عمل بازدارندگی شیل را به انجام می رساند. PHPA

 

ویسکوزیته صافاب گل را افزایش می دهد که این عامل به نوبه خود باعث کاهش میزان نفوذ صافاب PHPA

 

۵٢

 

به داخل سازند می شود. اگر چه صافاب گل ممکن است به داخل سازند نفوذ کند اما یک صافاب پلیمری

 

پس از نفوذ به داخل سازند با فشارهای موئینگی روبرو می شود که از نفوذ بیشتر آن به داخل سازند

 

جلوگیری می کند. این عامل همچنین از نفوذ صافاب به داخل شکافهای ریز و درشت سازند نیز جلوگیری

 

می کند.

 

70 واحدهای آکریلات : آکریلامید نسبتی : مطالعات در زمینه شیل ها نشان داده است که یک نسبت 30

 

بهینه برای کاربرد در سیالات حفاری است. این نسبت گاهی با نام هیدرولیز % 30 شناخته می شود.

 

همچنین این موضوع به اثبات رسیده است که پلیمرهای با وزن مولکولی بالا شیل را بهتر از پلیمرهای با

 

وزن مولکولی کم کپسوله می کنند.

 

همچنان که قبلا ذکر شد علت استفاده از آکریلات سدیم ایجاد حلالیت در آب است با این وجود یک پلیمر

 

70 بازدارندگی شیل ایجاد کند. حتی همین : 100 پلی آکریلات نمی تواند به اندازه یک کوپلیمر 30 %

 

70 با وزن مولکولی بالاتر بازدارندگی شیل بهتری را ایجاد می کند. : نسبتهای 30

 

عقیده بر این است که پلی آکریلات با وزن مولکولی بالاتر میل ترکیبی بیشتری با بارهای مثبت روی رسها

 

دارد . همچون لیگنو سولفونات ها هنگامی که پلیمر در سیستم باقی می ماند و به لبه های فعال رسها

 

متصل می شود ، نیروهای جاذبه قوی ممکن است ذرات رس را از هم جدا کرده و در فاز مایع پراکنده سازد.

 

گروههای آمید در این زمینه مفید هستند چرا که بین گروههای آنیونی کربوکسیل و سایتهای کاتیونی بر

 

روی ذرات رس فاصله ایجاد می کنند. هنگامی که گروههای آمید و گروههای کربوکسیل در طول زنجیره

 

پلیمری توزیع می شوند ، خاصیت توده ای گروه آمید از نزدیک شدن زیاد گروه کربوکسیل به بارهای روی

 

رسها جلوگیری کرده مانع جدا شدن ذرات رس توسط گروههای کربوکسیل می شود. گروه آکریلامید تمایل

 

به سطوح رسها دارد ولی پیوند هیدروژنی ضعیفی که عامل این تمایل است در مقایسه با پیوند یونی بسیار

 

قوی ( بین گروه کربوکسیل و لبه های با بار مثبت ذرات رس ) قابل اغماض است. گروه آکریلامید قادر به

 

تشکیل پیوند هیدروژنی در طول سطوح رسها است . همچنان که گفته شد این پیوند هیدروژنی در مقایسه

 

با نیروی پیوند یونی خیلی ضعیف است و تنها کاری که می کند باعث می شود که فاصله ای بین بارهای

 

۵٣

 

ذرات موجود در داخل گل حفاری ایجاد شود.

 

همچنان می تواند در پایدار کردن شیل موثر باشد، اگر چه می بایست غلظت PHPA ، در یک محیط نمکی

 

آن در مقایسه با آب شیرین افزایش یابد تا اثر قابل توجهی بر روی ویسکوزیته صافاب داشته باشد. با افزایش

 

نمی تواند به سرعت در آب متبلور شود. این منجر به کاهش در خواص ویسکوزیته PHPA ، شوری آب

 

دهندگی پلیمر می شود. در این حالت پلیمر هنوز آنیونی است و می تواند بر روی سایتهای فعال چاه جذب

 

شود.

 

در سیالات حفاری پایه نمکی به این معناست که به منظور بدست آوردن همان خواص PHPA بکارگیری

 

ویسکوزیته دهندگی به صافاب و حالت کپسوله کردن کنده ها مشابه آب شیرین می بایست مقدار بیشتری

 

ذاتاً دارای خاصیت KCl به محلول آب نمکی اضافه کرد. چون که گلهای نمکی، خصوصا گلهای PHPA

 

دارای خواص بازدارندگی شیل استثنائی ای می PHPA پایدار کنندگی شیل هستند یک گل نمکی حاوی

 

به صافاب گل خاصیت PHPA دارای خاصیت پایدارکنندگی زیادی برای شیلها هستند و KCl باشد. نمک یا

 

ویسکوز می دهد که عمق نفوذ آن را در داخل سازند محدود می کند.

 

حساسیت آن به کلسیم محلول است. همچون پلی آکریلات ، کربوکسیل PHPA یکی از مشکلات استفاده از

 

آنیونی با کلسیم واکنش می دهد. این حالت بویژه در سیستم آبهای شیرین که کلسیم می تواند پلیمر

 

و هر آنچه که این پلیمر بر روی آن جذب سطحی شده را رسوب دهد یک مشکل اساسی است. در PHPA

 

درحضور کلسیم به عنوان یک عامل کلوخه ای شدن گل عمل می کند این مشکل PHPA بعضی موارد

 

بویژه در مواقعی که میزان جامدات گل کم باشد نمود پیدا می کند . هنگامی که میزان جامدات گل کم

 

باشد و کلسیم به گل وارد شود، کلوخه شدن اتفاق می افتد و جامدات رسوب کرده و از گل خارج می شوند.

 

در سیستم های با میزان جامد بالا ، ورود کلسیم به گل باعث کلوخه شدن گل و افزایش ویسکوزیته در گل

 

می شود.

 

به طور کامل متبلور نمی شود و درمعرض اثرات کلوخه کنندگی کلسیم PHPA در یک گل نمکی ، پلیمر

 

Ca تا حدی تحت تأثیر + 2 PHPA محلول قرار نمی گیرد. البته پلیمر

 

Ca قرار می گیرد و چون که + 2

 

۵۴

 

سایتهای آنیونی پلیمر را اشغال می کند دیگر سایت آنیونی ای برای واکنش با سایتهای فعال دیواره چاه

 

Ca وجود ندارد. به طور خلاصه هنگامی که + 2

 

در محلول وجود داشته باشد باید مقدار بیشتری پلیمر اضافه

 

کرد تا بر اثرات آن غلبه کند.

 

300 برسانیم. mg/lit غلظت کلسیم محلول را به زیر PHPA پیشنهاد می شود که به منظور استفاده از

 

انجام این عمل درسیستمهای کم جامد و با دانسیته کم به ویژه هنگامی که جامدات آنقدر قابلیت متبلور

 

شدن ندارند، راحت تر است. در سیستمهایی که غلظت جامدات نسبتا زیاد است ( مثلا هنگامی که وزن گل

 

20 معال بنتونایت باشد حذف lb/bbl آن بیش از ( MBT ) 10 است و میزان تست متیلن بلو lb/gal بالای

 

کلسیم کاری بس مشکل است . حذف کلسیم از سیستم نیازمند اضافه کردن منابع کربناته مثل سودااش یا

 

بیکربنات سدیم است، که ممکن است باعث کلوخه ای شدن گل شود.

 

یک حالت مشابه برای منیزیم وجود دارد . منیزیم هم به سایتهای آنیونی کربوکسیل جذب شده و با آن

 

به 10 یا 10.5 افزایش یابد. چون که این واکنش PH واکنش می دهد. به منظور حذف منیزیم لازم است که

 

را در این سطح نگه داشت تا از حل شدن مجدد منیزیمی که به PH برگشت پذیر است لذا باید همواره

 

سیستمهای غیر پراکنده اند و به راحتی PHPA رسوب کرده، جلوگیری شود. سیستمهای PH خاطر این

 

های قلیایی را تحمل نمی کنند . همچون هر سیستم غیر پراکنده ای ، افزودن سود سوز آور اثر کلوخه PH

 

OH‐ ) دارد. یون هیدروکسید PHPA کنندگی بر روی سیستم

 

) خیلی واکنشگر است و مستقیما به سراغ

 

رسهای بدون محافظ در سیستم می رود. نیتجه همان است که در موارد اضافه کردن سود سوز آور به گل

 

مراحل ابتدایی حفاری چاه پیش می آید که همان کلوخه ای شدن گل می باشد.

 

برابر 10 و بالاتر از آن سرعت هیدرولیز بسیار زیاد PH ی رخ می دهد ولی در PH در هر PHPA هیدرولیز

 

را مصرف کند و لیکن چون که دراثر PHPA خواهد شد. هیدرولیز هیچگاه تکمیل نمی شود تا تمام

 

تولید می شود می بایست از هیدرولیز جلوگیری کرد. در حقیقت هیدرولیز ( NH هیدرولیز گاز آمونیاک ( 3

 

149°c
( 300°F
) یک فرآیند فوق العاده کند است و دماهای بالا آنرا سرعت می بخشد. در دماهای بالای

 

هیدرولیز سرعت بیشتری به خود می گیرد.

 

۵۵

 

به عنوان تقویت کننده بنتونایت ، کلوخه کننده انتخابی و کلوخه کنند کلی : PHPA

 

خواص متفاوتی را از خود به نمایش می PHPA ، بر اساس وزن مولکولی و نسبت آکریلامید به آکریلات

 

[ گذارد.[ 1

 

۵۶

 

۵٧

 

6 - چگونگی ساخت:

 

فرمولی که در ساخت این نوع گل بیان می شود در حقیقت یک فرمول نوعی است که ممکن است

 

بسته به شرایط چاه و دیگر عوامل تغییراتی در آن ایجاد شود. در ابتدا و قبل از هر کاری مخازن را از سیال

 

حفرة قبل خالی می کنیم و شستشو می دهیم.

 

-1 آب

 

300 سودااش به میزان: mg/lit -2 در صورت بالا بودن کلسیم آب به مقداری بالاتر از

 

پوند در بشکه جهت پائین آوردن سختی آب و کاهش (mg/lit Ca2+‐300) ×FW×0.000928

 

در حقیقت کسر حجمی آب است که از ریتورت کیت بدست می FW ) . یون کلسیم به کار می رود

 

آید. )

 

9.5 بکار می رود. در این – بین 9 PH -3 کاستیک سودا به میزان مورد نیاز جهت افزایش و کنترل

 

استفاده شود چرا که استفاده از سود سوزآور یونهای سدیم ناپایداری ( KOH ) مورد ترجیحاً پتاس

 

را بوجود می آورد که برای گل احتمالاً مشکلاتی را بوجود خواهد آورد.[ 3 ] معمولاً میزان کاستیک

 

مورد نیاز پس از استفاده از سودااش به صورت زیر محاسبه می شود:

 

پوند دربشکه. ولی بهتر است که میزان کاستیک سودا با توجه mg/lit Mg2+ × FW × 0.00116

 

در حقیقت کسر حجمی آب است که از ریتورت کیت بدست FW ) . صورت پذیرد PH اندازه گیری

 

می آید. )

 

بسته به نوع کانیهای رسی و شیل متفاوت است و بر انتخاب نوع گلایکول تأثیرگذار KCl -4 غلظت

 

است. یعنی بین 2 تا 15 % وزنی می تواند باشد.

 

10-12 جهت کنترل صافاب. ( ترجیحاً نشاستة گندم lb/bbl به میزان ( Starch ) -5 نشاسته

 

(نشاستة قرمز))

 

3-5 جهت کنترل صافاب. lb/bbl به میزان PAC‐L -6

 

0.5 جهت بالا بردن رئولوژی و کمک به پائین آوردن صافاب. -1.5lb/bbl به میزان PAC‐R -7

 

0 به جهت کپسوله کردن و کنترل شیل. -0.5 lb/bbl به میزان PHPA -8

 

جهت ایجاد ویسکوزیته در صورت نیاز. Xanthan Gum -9

 

6 % حجمی. - -10 پلی گلایکول به میزان 3

 

85 از کربنات کلسیم و بالاتر از آن از باریت استفاده pcf -11 ماده وزن افزا به مقدار مورد نیاز. تا وزن

 

می شود.

 

۵٨

 

-7 محاسبات مربوطه:

 

برای 100 بشکه گل گلایکولی نتایج محاسبات مواد مربوطه به صورت جدول زیر خواهد بود.

 

نام
ماده غلظت مورد نیاز واحد
غلظت کل غلظت واحد غلظت

 

bbl 95.5 bbl آب

 

lb 191 lb/bbl سودااش 2

 

lb 143.25 lb/bbl کاستیک
سودا 1.5

 

lb 2292 lb/bbl 24 KCl

 

lb 764 lb/bbl نشاسته 8

 

lb 95.5 lb/bbl 1 Xanthan Gum

 

lb 95.5 lb/bbl 1 PAC-R

 

lb 47.75 lb/bbl 0.5 PHPA

 

bbl 4.5 %vol پلی گلایکول 4.5

 

۵٩

 

-8 آزمایشات مربوطه و تجهیزات مورد
نیاز
:

 

در این قسمت باید گفته شود که این گل در حقیقت یک نوع گل پایه آبی است و تمامی آزمایشاتی

 

که در مورد گلهای پایه آبی انجام می شود در مورد آن نیز باید انجام شود. علاوه بر اینها آزمایشاتی نیز

 

وجود دارند که در زیر ذکر شده اند.

 

-1-8 اندازه گیری میزان یون پتاسیم

 

21 باشد: lb/bbl -1 در صورتیکه کمتر از -1 -8

 

مقدار 7 میلی لیتر از صافاب ( گل فیلتر شده ) در لولة سانتریفوژ می ریزیم. .I

 

به آن اضافه می کنیم. ( NaClO مقدار 3 میلی لیتر سدیم پرکلرات ( 4 .II

 

1800 گردش می دهیم تا رسوب در لولة آزمایش تشکیل شود و rpm به مدت 1 دقیقه با دور .III

 

مقدار رسوب را یادداشت می کنیم.

 

در همین جا آورده شده است ) مراجعه می کنیم تا ببینیم این مقدار ) KCl سپس به گراف .IV

 

است. سپس عدد حاصل را بر 3.5 تقسیم می کنیم تا به درصد KCl ،ppb رسوب معادل چند

 

وزنی تبدیل شود.

 

21 باشد: lb/bbl بیش از KCl -2 در صورتیکه مقدار -1 -8

 

استفاده کرد. در این روش: KCl بایستی از روش رقیق سازی به جهت اندازه گیری میزان

 

3.5 از صافاب برمی داریم. mlit مقدار .I

 

3.5 آب مقطر اضافه می کنیم. mlit مقدار .II

 

3 سدیم پرکلرات اضافه می کنیم. mlit مقدار .III

 

مقدار رسوب قرائت شده در مرحلة قبل را در عدد 2 ضرب می کنیم .IV

 

۶٠

 

KCl (wt.%)= 􀯟􀯕⁄􀯕􀯕􀯟

 

􀬷.􀬹

 

K+ ( mg/l )= 1500 *
KCl ( lb/bbl )

 

:PHPA -2-8
اندازه گیری
میزان

 

-1 روش اول: -2 -8

 

  • • تجهیزات ___________و مواد مورد نیاز:

 

سانتریفوژ .I

 

استوانة مدرج سانتریفوژ 15 میلی لیتری .II

 

پیپت 5 میلی لیتری .III

 

بشر 100 میلی لیتری .IV

 

هیدروکسید سدیم ( 0.2 نرمال ) .V

 

محلول کلرید قلع % 10 .VI

 

اسید کلریدریک ( 0.2 نرمال ) .VII

 

محلول معرف کروزول قرمز .VIII

 

۶١

 

  • • روش آزمایش:

 

cc .I

 

10 از صافاب را در یک بشر cc

 

100 می ریزیم.

 

4 قطره معرف کروزول قرمز را به آن اضافه می کنیم. رنگ محلول قرمز/بنفش می شود. .II

 

0.2 ) تیتر می کنیم. نقطة پایانی تیتراسیون با تغییر رنگ N ) محلول را با اسید کلریدریک .III

 

محلول از قرمز به زرد تشخیص داده می شود. در صورت رد شدن از نقطة پایانی با محلول

 

تیتر می کنیم. ( NaOH ) هیدروکسید سدیم

 

flocculate 10% )
را به عنوان مادة ،SnCl با پیپت 5 میلی لیتر، 2 میلی لیتر کلرید قلع ( 2 .IV

 

کننده به محلول اضافه می کنیم. آن را برای 3 تا 5 دقیقه به هم می زنیم. این کار باعث

 

تشکیل بافت کلوئیدی می شود.

 

رسوب ایجاد شده را در استوانة مدرج 15 میلی لیتری به مدت 10 دقیقه سانتریفوژ می کنیم. .V

 

مقدار رسوب تشکیل شده را بر حسب میلی لیتر گزارش می کنیم. .VI

 

  • • محاسبات:

 

kg/m حجم رسوب به میلی لیتر برابر غلظت پلیمر بر حسب ( 3

 

) می باشد.

 

-2 روش دوم: -2 -8

 

  • • تجهیزات و مواد مورد نیاز:

 

هیتر همزن دار به همراه مگنت .I

 

2 عدد ارلن مایر 125 میلی لیتری .II

 

آب مقطر .III

 

محلول اسید بوریک، % 2 وزنی .IV

 

۶٢

 

معرف متیل رد .V

 

محلول هیدروکسید سدیم 6 نرمال .VI

 

لولة تیگون با قطر داخلی 0.25 اینچ به طول 2 تا 3 فوت .VII

 

درپوش لاستیکی شمارة 6 با سوراخ میانی 0.25 اینچ .VIII

 

محلول اسید سولفوریک 0.02 نرمال .IX

 

( Dow‐Coring 84 AFC‐ کف زدای سیلیکونی ( 78 .X

 

لولة شیشه ای با قطر بیرونی 0.25 اینچ ( 2 عدد با طول 3 تا 4 اینچ ) .XI

 

  • • روش آزمایش:

 

دو قطعه لولة شیشه ای را به دو انتهای لولة تیگون متصل کنید. یک سر آن را به درون .I

 

درپوش لاستیکی فرو کرده به طوریکه انتهای لوله دقیقاً با انتهای درپوش لاستیکی تراز شود.

 

در یکی از ارلن ها 25 میلی لیتر محلول اسید بوریک و 6 قطره معرف متیل رد اضافه کنید. .II

 

این ارلن را ارلن جمع آوری نامگذاری نمائید. توجه کنید که رنگ اولیة محتویات این ظرف

 

باید صورتی/قرمز باشد و نه زرد.

 

به داخل ارلن مایر دیگر ( نام آن ظرف واکنش است )، 50 میلی لیتر آب مقطر، 2 میلی لیتر .III

 

در محلول PHPA ضدکف سیلیکون و 10 میلی لیتر سیال حفاری اضافه کنید. اگر غلظت

 

1.5 باشد، باید 10 میلی لیتر سیال حفاری اضافه کنیم و اگر بیش از lb/bbl بیش از

 

4.5 باشد، 5 میلی لیتر سیال حفاری به ظرف واکنش اضافه می کنیم و نتیجة نهایی lb/bbl

 

را دو برابر می کنیم.

 

ظرف واکنش را بر روی هیتر همزن دار قرار دهید. 3 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 6 .IV

 

نرمال به ظرف اضافه کنید و فوراً درب آنرا با درپوش لاستیکی ببندید.

 

سر دیگر لوله را در محلول % 2 اسید بوریک/متیل رد فرو ببرید. .V

 

۶٣

 

ظرف واکنش را به مدت 45 تا 60 دقیقه حرارت دهید و اجازه دهید خوب جوش بخورد تا .VI

 

تقریباً 25 میلی لیتر مادة حاصل از تقطیر در ظرف جمع آوری، جمع شود و رنگ ظرف جمع

 

آوری از صورتی به زرد تغییر کند.

 

در طول مدت زمان حرارت دهی، به گونه ای حرارت را تنظیم کنید که نه خیلی داغ باشد و نه .VII

 

خیلی سرد که اجازه دهد محلول اسید بوریک از ظرف جمع آوری به ظرف واکنش برگشت

 

کند. بعد از اینکه 25 میلی لیتر در ظرف جمع آوری جمع شد، درپوش لاستیکی را بردارید و

 

مایع داخل لوله های رابط را به داخل ظرف جمع آوری هدایت نمائید. محتویات ظرف جمع

 

آوری را تا گرفتن دوبارة رنگ قرمز/صورتی با محلول اسید سولفوریک 0.02 نرمال تیتر کنید و

 

مقدار اسید مصرفی را یادداشت کنید.

 

از روی منحنی تصحیح قابل تعیین است. به یاد داشته باشید که اگر نمونة گل PHPA غلظت .VIII

 

مصرفی شما 5 میلی لیتر بود نتیجه مربوطه را دو برابر کنید.

 

مایع ) ) PHPA شکل 24 :آزمایش
غلظت

 

۶۴

 

خشک) ) PHPA شکل 25 : آزمایش
غلظت

 

-3-8 اندازه گیری گلایکول:

 

:(REFRACTOMETER TEST) -1 روش اول -3 -8

 

استفاده می شود که Atago N10E رفرکتومترهای گوناگونی وجود داشته و معمولاً از نوع .I

 

گلایکول از 0 تا 10 % بکار آید. برای مقادیر بالای 10 % با کارخانه سازنده range می تواند در

 

تماس حاصل شود.

 

20 یا 50 میلی قابل استفاده است. ، ریتورت 10 .II

 

  • • دستور کار:

 

از گلایکول در آب به صورت زیر تهیه نمائید. calibration یک منحنی

 

مخلوطهایی با درصد حجمی مختلف از گلایکول در آب مقطر تهیه کنید ( ترجیحاً 1 تا 6 .I

 

درصد )

 

کرده و روی یک کاغذ گراف خطی مقدار run ریتورت را روی هر کدام از مخلوطهای فوق .II

 

نام واحد رفرکتومتر برای اندازه گیری گلایکول ) را در مقابل ( نسبت به ) brix خوانده شده از

 

) مقدار درصد حجمی اصلی گلایکول اضافه شده به آب که در قبل گفته شد ( 1 تا 6% ) رسم

 

۶۵

 

نمائید.

 

مقدار درصد حجمی مایع تقطیر شده را یادداشت کنید. .III

 

مایع تقطیر شده را کاملاً تکان دهید تا کاملاً مخلوط شود. .IV

 

2 تا 4 قطره از این مایع را روی سطح منشور ( بلور ) رفرکتومتر بریزید. مطمئن شوید که این .V

 

منشور کاملا توسط مایع پوشیده شده و سپس سرپوش آنرا بگذارید. به داخل دریچه ( روزنه

 

رفرکتومتر ) به جائی که منشور ( بلور ) به سمت منبع نشان شده نگاه کنید.

 

را یادداشت نمائید. brix مقدار .VI

 

􀜩􀝈􀝕􀜿􀝋􀝈 % 􀝓􀝄􀝋􀝈􀝁
􀝉􀝑􀝀 􀵌 .VII

 

􀝃􀝈􀝕􀜿􀝋􀝈 􀝌􀝁􀝎􀜿􀝁􀝊􀝐
􀝂􀝎􀝋􀝉 􀜿􀜽􀝈􀝅􀜾􀝎􀜽􀝐􀝅􀝋􀝊
􀜿􀝑􀝎􀝒􀝁

 

􀵈 l􀝅􀝍􀝑􀝅􀝀 􀝂􀝎􀜽􀜿􀝐􀝅􀝋􀝊
􀝋􀝂 􀝐􀝄􀝁 􀝉􀝑􀝀

 

:(DUAL TEMPERATURE RETORT) -2 روش دوم -3 -8

 

API دستور کار این تست برای تمام انواع گلایکولها به یک شکل می باشد. این تست یک تست

 

مورد استفاده قرار می گیرد. API نیست اما دستور کار ریتورت

 

( 950°F ) 150° و c ( 302°F ) ترجیحا 50 میلی لیتر) قابل کنترل در دماهای ) API ریتورت با استاندارد

 

510° برای انجام این تست لازم است. c

 

  • • دستور کار:

 

302° تنظیم کرده تا حدود 90 دقیقه حرارت دهید تا تمام آب خارج شود. این F دما را روی .I

 

نامیده می شود. V حجم 1

 

950° تنظیم کنید و حرارت را ادامه دهید تا دیگر فاز مایعی برای F کنترل کننده دما را تا .II

 

بنامید. V خارج شدن نباشد. این حجم را 2

 

درصد
واقعی گلایکول

 

حل
شده در آب

 

Calibration curve

 

brix مقادیر

 

۶۶

 

950° شامل سیالات روغنی دیگر مانند F • توجه : فاز مایع موجود پس از حرارت دهی در دمای

 

روغنها یا مواد نفتی نیز است که این نکته منفی این آزمایش است. ( این آزمایش برای گلایکولهای

 

رنگی مورد استفاده قرار می گیرد.)

 

CHEMICAL DETERMINATION OF GLYCOL USING ) -3 روش سوم -3 -8

 

:(CENTRIFUGE

 

  • • دستور کار:

 

را در یک لوله مدرج سانتریفوژ بریزید. FILTRATE 8 میلی لیتر از .I

 

به آن اضافه کنید و سپس به خوبی تکان دهید که دیگر نمک حل نشود NaCl 3 گرم .II

 

محلول را بمدت 3 دقیقه سانتریفوژ کنید. .III

 

جدا شده و یک فاز از آن در بالای لوله به وجود می آید. حجم این NaCl گلایکول از محلول اشباع .IV

 

یادداشت کنید. (V) لایه را درون لوله مدرج به عنوان حجم

 

۶٧

 

-9 مشکلات احتمالی و روش رفع
آنها
:

 

-1- مگنست: 9

 

به علت منیزیمی که در ساختار مگنست وجود دارد این منیزیم بر روی پلیمرها اثر منفی گذاشته و

 

باعث از دست رفتن خاصیت پالیمرها شده و میزان صافاب و ژل گل را افزایش داده و موجب تورم

 

.( -2- شیلها شده و در مواردی موجب تنگی چاه نیز می شود ( مراجعه شود به 12

 

-2- مشاهدة شیلهای ریزشی بر
روی شیکر: 9

 

اگر بر روی شیکر شیلهای ریزشی مشاهده شد نمی بایست اولین قضاوت آبگیری شیلها باشد بلکه

 

احتمال دارد که به خاطر به کارگیری وزن کمتر از مقدار مورد نیاز شیلهای ریزشی به داخل چاه و

 

به درون جریان سیال حفاری وارد شده باشند از سوی دیگر در سازندهایی که شیلهای ریزشی

 

وجود دارد بر اثر تنشهای مکانیکی وارده از سوی رشتة حفاری، شیلهای ریزشی به درون جریان

 

سیال وارد می شوند. که در چاههای انحرافی این مورد احتمال نمود بیشتری دارد.

 

۶٨

 

-10 مقایسة گلهای روغنی و گلایکولی:

 

-1-10 قیمت:

 

80 با وزن / در این قسمت محاسبة مربوط به ساخت 100 بشکه گل روغنی با نسبت 20

 

75 آورده شده است. pcf تقریبی

 

میزان مصرف برای 100 بشکه قیمت واحد ( ریال ) قیمت کل ( ریال ) ( lb/bbl
) نام ماده واحد میزان مصرف

 

1,831,680 160 11,448 80% by
vol. Lit.
گازوئیل

 

10,631,798 5,315,899 2 DR(55 gal) primary
em.

 

4,510,808 4,510,808 1 DR(55 gal) secondary
em.

 

10,321,991 378,473 27.27272727 30 Sks(110 lb) CaCl2

 

715,909 15,750 45.45454545 25 Sks(55 lb) Lime

 

13,463,850 448,795 30 15 Sks(50 lb) FLC

 

15,088,055 829,843 18.18181818 10 Sks(55 lb) Gelton

 

3,274,628 467,804 7 154 BG(2200 lb) Limestone
powder

 

جمع
کل ( ریال ) 59,838,719

 

گازوئیل

 

 

Primary em.

 

18%

 

Secondary Em.

 

8%

 

CaCl2

 

17%

 

Lime

 

1%

 

FLC

 

23%

 

Gelton

 

25%

 

Limeston Powder

 

5%

 

گازوئیل

 

Primary em.

 

Secondary Em.

 

CaCl2

 

Lime

 

FLC

 

Gelton

 

Limeston Powder

 

۶٩

 

75 آورده pcf و در این قسمت محاسبة مربوط به ساخت 100 بشکه گل گلایکولی با وزن تقریبی

 

شده است.

 

میزان مصرف برای 100 بشکه قیمت واحد ( ریال ) قیمت کل ( ریال ) ( lb/bbl
) نام ماده واحد میزان مصرف

 

37,460 27,471 1.363636364 1 - 2 Sks(110 lb) سودااش

 

47,844 350,853 0.136363636 0.1 - 0.2 DR(110lb) کاستیک سود ا

 

2,736,000 62,700 43.63636364 18 - 30 Sks(55 lb) کلرید پتاسیم

 

4,983,241 322,445 15.45454545 7 - 10 Sks(55 lb) starch

 

1,207,829 664,306 1.818181818 1 Sks(55 lb) PAC-R

 

2,914,131 1,602,772 1.818181818 1 Sks(55 lb) Xanthan
Gum

 

642,839 707,123 0.909090909 0.5 Sks(55 lb) PHPA

 

9,613,777 2,800,827 3.432477812 3 - 6 % by
vol. DR(55
gal) Glycol

 

1,871,216 467,804 4 90 BG(1000 kg) Limestone
powder

 

جمع
کل ( ریال ) 24,054,337

 

سودااش

 

 

کاستیک
سودا

 

 

کلرید
پتاسیم

 

%١١

 

Starch

 

21%

 

PAC‐R

 

5%

 

Xanthan

 

Gum

 

12%

 

PHPA

 

3%

 

Glycol

 

40%

 

Limestone

 

Powder

 

8% سودااش

 

کاستیک
سودا

 

کلرید
پتاسیم

 

Starch

 

PAC‐R

 

Xanthan Gum

 

PHPA

 

Glycol

 

Limestone Powder

 

٧٠

 

-2-10 محیط زیست:

 

میزان آلوده کنندگی این ماده چه در دریا و چه در خشکی از گل روغنی و آسفازول ( که پایة نفتی

 

دارد ) به مراتب کمتر است.

 

-3-10 اثرات بر روی تجهیزات:

 

این گل بر خلاف گل روغنی بر روی تجهیزات لاستیکی و پلاستیکی تأثیر نمی گذارد و آنها را

 

خراب نمی کند.

 

٧١

 

-11 کمکهای اولیه در کار با
سیال گلایکولی
:

 

-1- بلعیدن: 11

 

دزهای پائین توانایی آسیب زیادی نمی رسانند. مقادیر کم که در حین کار با مواد

 

خورده شوند، آسیبی نمی رسانند ولی مقادیر بیشتر از آن ممکن است آسیب برساند.

 

اقدامات اولیه: اگر مقادیر زیادی بلعیده شده باشد بایستی فرد وادار به استفراغ شود و به

 

اعضای بهداری اطلاع داده شود.

 

-2- پوست: 11

 

یکبار تماس به مدت کوتاه ممکن است مقداری سوزش ایجاد کند. تماسهای به مدت

 

طولانی یا مکرر نیز ممکن است مقداری سوزش ایجاد کند. اگر تماس با مواد در دماهای بالا

 

صورت گیرد، ممکن است باعث سوختگی پوست شود. این مواد به مقدار زیادی از طریق پوست

 

جذب نمی شود.

 

اقدامات اولیه: آلودگی را شسته شده و دوش گرفته شود.

 

-3- تنفس: 11

 

به خاطر خواص فیزیکی که دارد، بخارات تولید شده در دمای اطاق در مدت کوتاه

 

تأثیر چندانی بر سلامت فرد ندارد. اگر حرارت داده شود یا بخار غلیظ از آن تولید شود ممکن

 

است باعث سوزش و یا اثرات دیگر شود. تماس طولانی مدت: حیواناتی که به مدت طولانی در

 

معرض پلی گلایکولها قرار گرفتند، دچار مرض کبد شدند.

 

اقدامات اولیه: اگر تغییری احساس شد هوای آزاد استنشاق شود. به پزشک مراجعه شود.

 

-4- چشم: 11

 

سوزش در چشم ایجاد نمی کند.

 

اقدامات اولیه: چشمها را با مقادیر زیادی آب شستشو دهید.

 

٧٢

 

-12 سوابق استفاده در شرکت ملی
حفاری ایران
:

 

قبل از شروع این مبحث ذکر این نکته لازم است که اگر چه طرز ساخت این نوع گل به صورت

 

نوعی و مشکلات احتمالی و مقایسه و مزیتهای این نوع گل در لابلای بحث بیان شده، ولی به جهت قابل

 

( Case Study ) فهم بودن مطلب برای دوستان و همکارانی که شاید بیشتر به دنبال موارد واقعی و عملی

 

استفاده از گل گلایکولی هستند و می خواهند از ابتدا تا انتهای پروژه را بدانند و به جهت پیوستگی مطلب

 

برای هر پروژه، تصمیم گرفته شد که تمام مدارکی که برای هر پروژه به دست آورده ایم را پس از ساماندهی

 

مطالب ( با رعایت اصل امانتداری ) در این قسمت ذکر کنیم. از سوی دیگر طرز ساخت این نوع گل از

 

میدانی به میدان دیگر و از چاهی به چاه دیگر اندک تفاوتهایی دارد که این مورد نیز در این تصمیم نقش

 

داشت. از گل گلایکولی در موارد زیر در شرکت ملی حفاری ایران استفاده شده است:

 

-1-12 دکل 63 فتح در میدان نفتی اهواز چاه شمارة 414 در سال 86 ، چاه توسعه ای، کارفرما

 

شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب، از 2448 تا 3433 متری، سازندهای آسماری، پابده، گورپی و

 

. 8 1/ تاپ بنگستان، طول حفره 985 متر، سایز حفره " 2

 

-1 روش ساختن سیال گلایکول مربوط به این چاه: -1-12

 

1. پس از شستشوی مخزن ذخیره مقدار 150 بشکه آب شیرین گرفته شد.

 

2. برای پائین آوردن سختی آب و کاهش یون کلسیم مقدار سودااش ( کربنات سدیم ) به

 

400 رسید. [ ppm 2 اضافه شد که بعد از آزمایش میزان سختی آن به lb/bbl مقدار

 

300 ذکر شده است. ] علت این کار هم ppm این مقدار MI البته در منبع شرکت

 

اینستکه پلیمرهای مورد استفاده به سختی حساس هستند.

 

0.2 کاستیک سودا استفاده شد. [ lb/bbl 8.5 مقدار – بین 9 PH 3. برای افزایش و کنترل

 

هم تنظیم شود چرا که ( KOH ) 9.5 باشد و ترجیحاً توسط پتاس – باید بین 10.5 PH

 

استفاده از سود سوزآور یونهای سدیم ناپایداری را بوجود می آورد که برای گل احتمالاً

 

٧٣

 

[ مشکلاتی را بوجود خواهد آورد.[ 3

 

به محلول افزوده شد و مخلوط گردید. poly sal 6 پلیمر lb/bbl 4. مقدار

 

xanthan gum 1 پلیمر lb/bbl 5. مقدار

 

PAC‐R 1 پلیمر lb/bbl 6. مقدار

 

به محلول مذکور به منظور کنترل شیل افزوده KCl 18 معادل % 5 وزنی lb/bbl 7. مقدار

 

شد.

 

به میزان مورد نیاز ( طبق محاسبات ) جهت رساندن وزن گل ( CaCO 8. لایمستون پودر ( 3

 

. 66 pcf به

 

-2 عملیات سیال حفاری: -1-12

 

مقدار 1200 بشکه گل به روش فوق ساخته و با گل قبلی جابجا شد و با این سیال

 

عمل حفاری شروع شد و بعد از 4 ساعت حفاری و گردش گل نمونه هایی از گل در آزمایشگاه

 

تست کردیم که پارامترهای زیر بدست آمدند.

 

M.W= 66 pcf

 

Vis= 56 sec/qt

 

PV= 11 cp

 

YP= 16 lb/100 ft2

 

FLUID LOSS= 6CC/30 min

 

PH= 9

 

KCl= 4% wt.

 

MBT= 1 lb/bbl CLAY

 

CHLORIDE= 42000 ppm

 

Ca2+= 400 ppm

 

به POLY SAL ،1 lb/bbl و PAC‐UL ،2 lb/bbl برای کنترل صافاب و کاهش آن مقدار

 

٧۴

 

2.8 کاهش داده شد. با توجه به نزدیک شدن ml سیستم گل افزودیم و واترلاس بتدریج تا

 

به سیستم GLYDRIL عملیات حفاری به سازند پابده که شیل دار است، مقدار % 3 حجمی

 

گل اضافه نمودیم و مرتباً سیستم گل را آزمایش نموده و خواص رئولوژی آنرا بدست آورده و

 

تطابق آن با گسترة مناسب کنترل شد که خواص و پارامترهای آن به شرح ذیل است.

 

M.W= 66.5 – 67 pcf

 

Vis= 60 sec/qt

 

PV= 14 cp

 

YP= 18 lbf/100 ft2

 

GEL= 4/6 lbf/100 ft2

 

FLUID LOSS= 2.8cc/30 min

 

SOLID= 15%

 

PH= 9

 

MBT= 2.5 lb/bbl CLAY

 

Ca2+= 300 ppm

 

TOTAL HARDNESS= 340 PPM

 

CHLORIDE= 50000 ppm

 

KCl= 5% wt

 

GLYCOL= 5% vol

 

برای نگهداری از خواص گل و همچنین حفظ غلظت مواد مورد استفاده در گل، مقدار 100

 

بشکه از گل سیستم را به داخل مخزن ذخیره منتقل کرده و پس از محاسبة مواد مورد نیاز،

 

آنها را افزوده و بعد از اختلاط کافی بطور آهسته به سیستم گل اضافه نموده ایم. مثلاً برای

 

به سیستم گل اضافه شد و جهت حفظ خواص PAC‐UL ،2 lb/bbl ، کاهش میزان صافاب

 

رئولوژی، کاستیک سودا و سودااش در گل مصرف شد. برای تثبیت و تمرکز خواص رئولوژی

 

و پودر کربنات کلسیم ( سایز 10 میکرون ) به کل سیستم PAC‐UL ،POLY‐SAL گل مواد

 

٧۵

 

2.5 رس lb/bbl مربوط به گل، که مقدار آن به MBT سیال اضافه شد. بعد از آزمایش

 

رسیده بود متوجه افزایش مقدار شیل در نمونه های کنده های حفاری شدیم که توسط زمین

 

شناس هم تست و تأیید شد و این بیانگر وجود شیل در سازند حفر شده بود.

 

( SHALE INHIBITOR ) برای مجهز کردن سیستم گل به مواد کنترل کنترل کنندة شیل

 

برای همة سیستم گل 1500 بشکه حساب POLY PLUS یا PHPA ، 0.5 lb/bbl مقدار

 

کرده و بطور آهسته به سیستم سیال در حین حفاری افزوده ایم.

 

-3 موادی که برای ساختن گل گلایکول مورد استفاده قرار گرفت. -1-12

 

1– Soda Ash

 

2– Caustic
Soda

 

3– Kcl

 

4– Biocide

 

5– Xanthan
Gum

 

6– PAC‐R

 

7– PAC‐UL

 

8– Poly‐Sal

 

9– Poly‐Plus
( PHPA )

 

10– Glydril

 

11– limestone

 

12– defoamer

 

-4 خواص و وظایف مواد گلایکول: -1-12

 

برای رسوب دادن یون کلسیم آب و کاهش سختی آب و :( CaCO 1. سودااش ( 3

 

شیرین کردن آن مورد استفاده قرار می گیرد.

 

٧۶

 

گل. PH 2. کاستیک سودا: برای افزایش قدرت قلیایی و کنترل

 

که برای افزایش گرانروی ( viscosifier ) یک مادة گرانروی زا :Xanthan Gum .3

 

( 2 lb/bbl سیال از این ماده استفاده می شود. ( به میزان

 

برای کمک به رئولوژی گل و تأثیر کمی نیز در کنترل صافاب دارد.( :PAC‐R .4

 

.( filtration ،shale control ،viscosifier

 

5-6 مصرف lb/bbl برای کنترل صافاب و ایجاد گرانروی در گل به میزان :Poly‐sal .5

 

( filtration ،viscosifier ) . می شود

 

2 در گل مصرف می شود و lb/bbl عمدتاً برای کاهش صافاب به میزان :PAC‐UL .6

 

روی گرانروی سیال تأثیر ناچیزی دارد.

 

5 وزنی در گل مورد استفاده قرار گرفت. - 18 معادل % 7 -22 lb/bbl مقدار :KCL .7

 

در حین حفاری هر 4 ساعت یک بار اندازه KCL علت آن کنترل شیل بود. میزان

 

گیری می شد ( با روش آزمایش که در همین جا آورده شده است. ) که در بعضی

 

به KCL اوقات که درصد وزنی از مقدار مورد نیاز کمتر شد میزان کمبود آنرا با افزودن

 

سیستم جبران کردیم.

 

بشکه های کوچک 24.5 گالنی و مایع است و ضد باکتری می باشد و :Biocide .8

 

تعداد 5 بشکه از آن در کل سیستم گل از ابتدا تا پایان حفاری اضافه شد.

 

بشکه های آن 55 گالنی است و برای کنترل شیل به سیستم گل ابتدا به :GLYDRIL .9

 

میزان % 3 حجمی و سپس تا % 5 حجمی افزوده ایم. این ماده در برابر حرارت ته چاه

 

مقاوم بوده و همراه گل در ته چاه در اثر حرارت بصورت ابری درآمده و با مکانیسم

 

سیستمهای گلایکولی از آبگیری شیلها ممانعت بعمل می آورد.

 

0.5 به سیستم گل افزودیم. به -1lb/bbl هنگام حفاری شیل به میزان :Poly Plus .10

 

این ترتیب که مقدار 100 بشکه از گل سیستم را به داخل مخزن ذخیره منتقل کرده

 

٧٧

 

را به آن اضافه کرده و سپس بطور خیلی آهسته poly plus و مقدار مورد نیاز ماده

 

به سیستم گل افزوده ایم.

 

85 مورد استفاده pcf 64 تا pcf جهت افزایش وزن گل از :(CaCo 11 . لایمستون پودر( 3

 

قرار می گیرد.

 

در بشکه های 55 گالنی و بمنظور جلوگیری از کف کردن گل به :Defoamer .12

 

سیستم گل افزوده ایم.

 

-5 فواید گل گلایکولی: -1-12

 

این نوع سیال یک سیال پایه آبی است که مواد آن آب شیرین و پالیمرها هستند و

 

نسبت به گل روغنی، روی نیروی انسانی و کارکنان ضایعات کمتری دارد. همچنین روی

 

قسمتهای پلاستیکی، تجهیزات، مخازن گل و پمپهای گل و هوزها یا شیلنگهای دستگاه

 

حفاری مانند هوزهای لوله های خوابیده و کیلی هوز تأثیر منفی نداشته و باعث فرسودگی و

 

خرابی این قسمتها نمی شود و وظایف یک سیال حفاری زیر را بطور مطلوب انجام می دهد.

 

-6 مشکلات سیال گلایکول: -1-12

 

هنگام حفاری با این نوع سیال و گردش آن، دو شیکر تاندوم دو طبقه با توریهای

 

در طبقة پائین به صورت همزمان در حال کار بودند که B در طبقة بالا و 120 B100

 

جوابگوی تصفیة گل نبودند و مقدار قابل توجهی گل به همراه کنده های حفاری به بیرون دفع

 

B در طبقة بالا و 100 B شده و هرزروی شد که با تعویض توریهای شیکر و نصب توریهای 80

 

در طبقة پائین هرزروی گل روی شیکر کمتر شده و ناچیز گردید ولی درصد جامدات غیر فعال

 

1 بطور pcf 67 بود بعد 6 ساعت حفاری تقریباً pcf گل بالا رفته است و دانسیته گل که ابتدا

 

٧٨

 

68 رسید که علت آن ضعف دستگاههای تصفیه و عدم وجود pcf ناخواسته افزایش یافته و به

 

سانتریفوژ در سیستم بود.

 

می باشد. موقع poly plus مشکل دیگر این نوع گل، غلظت زیاد آن هنگام افزودن مواد

 

که مقدار 100 بشکه از گل سیستم را درون مخزن ذخیره poly plus مخلوط نمودن مواد

 

گرفته و آماده سازی نموده و بطور آهسته به سیستم گل اضافه کرده، گرانروی سیال را افزایش

 

داد به طوریکه شیکر قادر به الک کردن گل نشد و مجبور شدیم به مدت 2 ساعت گل خروجی

 

کنیم و از زیر شیکر گردش انجام گیرد. بعد از 2 ساعت گردش گل هیچ موادی به bypass را

 

3 سودااش و lb/bbl گل اضافه نگردید و برای پائین آوردن گرانروی مقدار 100 بشکه آب و

 

در مخزن ذخیره حل کرده و محلول مذکور را بطور آرام به سیستم گل PAC UL ،2 lb/bbl

 

افزوده و مقدار کمی لایمستون پودر نیز جهت جبران کاهش وزن ( تنظیم وزن گل سیستم )

 

به سیستم گل اضافه کردیم و بدین ترتیب گرانروی گل سیستم را به گسترة قابل قبول

 

رساندیم و گل برگشتی را از روی شیکر عبور داده و الک شد.

 

[پیشنهاد تجربی: در اینگونه مواقع به جای تعویض سایز توریها که خود مشکلات دیگری را به

 

در هر اتصال لوله ها استفاده کرد.] jet steam همراه دارند بهتر است از دستگاه

 

مشکل دیگر این نوع گل هنگام حفاری سیمان با آن، خواص رئولوژی و پارامترهای این گل از

 

از گسترة قابل قبول خارج شده و غیرنرمال می شود. GEL و YP ،VIS ،PH ،W.L قبیل

 

بنابراین در زمان حفاری سیمان نمی تواند خواص رئولوژی خود را حفظ نماید.

 

-7 روش کنترل جامدات گل
گلایکولی:
-1-12

 

-1 برای نگهداری سیالات لازم است غلظت ذرات جامد نامحلول کاهش داده شود.

 

-2 مواد پلیمری که به ذرات جامد فعال می چسبند گرانند و گل گلایکول نیازمند

 

غلظت های پائین ذرات جامد می باشد. امروزه ملاحظات زیست محیطی به منظور

 

٧٩

 

به حداقل رساندن ضایعات، کنترل ذرات جامد را ضروری می کند.

 

سیالات حفاری را در صورت جداسازی جامدات آن به گونه ای مؤثر می توان دو بار

 

مورد استفاده قرار داد و اگر ضایعات به حداقل برسند، هزینه های تلف شده به

 

حداقل خواهد رسید.

 

دلایل جداسازی ذرات جامد حفر شده زیاد است که شامل:

 

کاهش ضایعات به دلایل زیست محیطی .I

 

کاهش بودجة مربوط به سیالات حفاری .II

 

کاهش بودجة مربوط به هزینة ضایعات .III

 

اجتناب از فوران چاه .IV

 

جلوگیری از گیر لوله ها .V

 

جلوگیری از فرسودگی مته های حفاری .VI

 

جلوگیری از فرسودگی پمپهای گل .VII

 

اگر سیال حفاری به خوبی درمان و تصفیه نشود، هزینه و مشکلات زیادی را بوجود

 

می آورد.

 

12 فروردین ) -2-12 دکل 81 فتح در میدان نفتی منصوری چاه شمارة 72 از اول آوریل 2008

 

6 اردیبهشت 1387 )، چاه توسعه ای، کارفرما شرکت ملی مناطق ) 1387 ) تا 26 آوریل 2008

 

نفتخیز جنوب، از 2217 تا 3827 متری، سازندهای آسماری، پابده، گورپی، ایلام و سروک، طول

 

. 8 1/ حفره 1610 متر، سایز حفره " 2

 

:8 1/ -1 حفرة " 2 -2-12

 

2217 متری – 3827 : 8 3/ حد فاصل حفرة " 8

 

٨٠

 

طول حفره : 1610 متر

 

تاریخ شروع حفاری : 1 آوریل 2008

 

تاریخ تکمیل : 8 می 2008

 

هزینة حفره : 1,404,621,681 ریال ایران

 

هزینه بازاء هر متر : 872,436 ریال ایران

 

هزینه بازاء هر بشکه : 370,779 ریال ایران

 

حجم گل ساخته شده : 3788 بشکه

 

حجم گل مورد استفاده قرار گرفته : 2231 بشکه

 

حجم گل باقیمانده در چاه و تانکها : 1557 بشکه

 

-2 خلاصة وقایع حفاری: -2-12

 

حفاری این قسمت از درون سازندهای آسماری، پابده، گورپی ، ایلام و سروک صورت

 

8 به درون چاه و به بالای 3/ جدید به همراه متة " 8 BHA گرفت. برای شروع حفاری این حفره

 

سیمان رانده شد و سیمان حفاری گردید. گردش گل به منظور تمیز کردن چاه انجام گرفت. سپس

 

نام تجاری مربوط به گل گلایکولی که ) Hyper‐Foil Gen گل قبلی چاه با گل جدید با نام 1

 

مربوط است به شرکتی که این گل از آن خریداری شده است) جایگزین گردید. کفشک حفاری

 

PDC گردید و حفاری تا عمق 2231 متری ادامه یافت. لوله بالا جهت تعویض مته قبلی با متة

 

جدید. تعویض مته و لوله پائین تا عمق 2231 متری.

 

8، پمپ نمودن پیل با ویسکوزیته بالا، هیچگونه کنده ای بر m/hr ادامة حفاری با سرعت متوسط

 

٨١

 

روی الک لرزان مشاهده نشد و این به آن معناست که رئولوژی گل به قدر کافی برای تمیز کاری

 

چاه مناسب است. ادامة حفاری تا عمق 2548 متری. گردش گل، ته چاه بالا آمد.

 

لوله بالا جهت بهسازی چاه تا عمق 2375 متری بدون هیچگونه مشکلی. چاه در وضعیت مناسبی

 

بود.تنگی چاه در عمق 2375 متری به میزان 2 متر. لوله بالا همراه با پمپ کردن به اندازة 1 استند

 

40,000 ). لوله بالا تا کفشک بدون اضافه کشش. بررسی چاه، ساکن lb ( حداکثر اضافه کشش

 

بود. لوله پائین مجدد تا ته چاه و ادامة حفاری تا عمق 2659 متری. مقدار کمی هرزروی به میزان

 

.3 bbl/hr متوسط

 

ادامه حفاری تا عمق 2721 متری ( بالای سازند پابده در 2707 متری ). افت فشار در حدود

 

نشان از نشتی در ساق حفاری می داد. لوله بالا جهت بررسی ساق slow pump .100psi

 

12 ) در ساق حفاری مشاهده شد. خارج نمودن کل لوله های cm 5 و cm ) حفاری. دو نقطه نشتی

 

خوب بود. ادامه لوله بالا، نشتی دیگری بر روی ،BHA حفاری از درون چاه. بررسی چاه در بالای

 

جار مشاهده شد. لوله بالا تا سطح. تست فورانگیر.

 

لوله پائین مجدد به ته چاه جهت ادامة حفاری. حفاری پیشرفت نداشت و هیچگونه گشتاور پیچشی

 

مشاهده نشد. به خاطر احتمال وجود قطعه ای در چاه پیل ویسکوزیته بالا تهیه شد و به درون چاه

 

پمپ شد، چیزی بر روی الک لرزان مشاهده نشد. پیل آب نمک/کاستیک به جهت رفع توپی شدن

 

احتمالی مته تهیه و به درون چاه پمپ شد. هیچگونه تغییری در سرعت حفاری و گشتاور پیچشی

 

جدید برداشته شد و با bottom bit مشاهده نشد. لوله بالا، مته و تمام اجزاء آن سالم بود. متة

 

به درون چاه رانده شد. چاه در شرایط خوبی بود. هیچگونه گشتاور پیچشی junk basket یک

 

مشاهده نشد. پمپ نمودن پیل ویسکوزیته بالا و سعی در جمع نمودن براده ها به درون سبد (

 

گه گاه در مواردی به منظور جمع آوری براده های احتمالی شدت جریان افزایش می .( basket

 

یافت.

 

حفاری در سازند پابده که از جنس مارل بود با سرعت کمی ادامه پیدا کرد و تا 2735 متری پیش

 

٨٢

 

مشاهده نشد. basket هیچگونه براده ای در .junk basket رفت. لوله بالا تا سطح، انداختن

 

برداشته شد و تا عمق 2735 متری به درون چاه رانده شد. حفاری PDC جدید با یک متة BHA

 

3/ تا عمق 2986 متری ( بالای سازند گورپی در 2947 متری ) در سازند پابده ادامه یافت. حفرة " 8

 

8 از 2986 تا 3033 حفاری شد.

 

لوله بالا جهت بهسازی چاه از 2986 متری ( 12 استند ). لوله پائین تا ته چاه، شرایط چاه خوب

 

78 افزایش یافت.ادامة حفاری از 3164 pcf 75 به pcf بود. ادامة حفاری تا 3164 متری. وزن گل از

 

متری تا 3176 متری ( بالای سازند ایلام 3161 متری ).

 

ادامه حفاری از 3176 متری تا 3280 متری. گردش گل به منظور تمیز نمودن چاه. لوله بالا جهت

 

بهسازی چاه بدون هیچگونه اضافه کشش. ادامه حفاری از 3287 متری تا 3357 متری. ( بالای

 

سازند سروک در 3346 متری ). ادامة حفاری از 3453 متری تا 3530 متری.

 

78 به pcf لوله بالا جهت بهسازی چاه از 3530 متری تا 3217 متری در حالیکه وزن گل از

 

79 افزایش یافت. ادامة حفاری از از 3530 متری تا 3585 متری همزمان با افزایش وزن گل از pcf

 

.80pcf 79 به pcf

 

ادامه حفاری از 3604 متری تا 3827 متری ( عمق نهایی چاه ). گردش گل جهت تمیز نمودن

 

چاه. لوله بالا با شستشو و تراش معکوس و گشتاور پیچشی بالا تا 3330 متری و سپس ادامة لوله

 

9 ). بررسی چاه، 5/ بالا با شرایط خوب از 3330 متری تا 2200 متری ( کفشک جداری " 8

 

سایز PDC 6 و متة 1/ 1 هرزروی. ادامة لوله بالا تا سطح. انداختن جار و پایدارکنندة " 2 bbl/hr

 

.Bit Sub 8 و سه شاخه لوله های وزنه. مشاهدة ___________نشتی بر روی 3/8"

 

جدید تا BHA 8 و 3/ 13 سایز " 8 RR 4000 . لوله پائین با متة شمارة psi تست شیرهای فورانگیر با

 

1-2 ، به همراه تراش در لایة سروک ( سنگ ماسه و سنگ bbl/hr عمق 3810 متری، با هرزروی

 

آهک ) به خاطر فشار هیدرواستاتیک پائین. گردش گل ته چاه بالا آمد. لوله بالا با شرایط خوبی از

 

3827 متری تا 3730 متری انجام شد. لوله بالا با تراش معکوس از 3730 متری تا 3470 متری و

 

٨٣

 

به همراه پمپ نمودن از 3470 متری تا 3350 متری ( بالای سروک ) ادامه یافت.

 

لوله بالا با شرایط خوبی تا 2217 متری ادامه پیدا کرد. بررسی چاه 1 تا 2 بشکه بر ساعت هرزروی

 

را نشان داد. لوله پائین مجدد از 2217 متری تا 3820 متری. در سازند سروک شستشو و تراش

 

انجام شد. به علت تنگی چاه در سازند سروک تصمیم به افزایش فشار ستون سیال گرفته شد.

 

82 بخاطر شرایط چاه، همزمان با بالا آمدن ته چاه. لوله بالا pcf گردش گل، بالا بردن وزن گل به

 

8 با شرایط خوب و بدون اضافه کشش یا تراش معکوس از عمق 3/ جهت خارج نمودن متة " 8

 

8 پائین انداخته شد. 3/ 1 هرزروی. متة " 8 -2bbl/hr 3827 متری تا سطح با

 

تا عمق 3823.5 متری بود. DLL‐MSFL‐BCS‐GR بلند کردن ابزار نمودار گیری، تست اول

 

عملیات نمودارگیری از 3823.5 متری تا 3130 متری و 2730 متری تا 2217 متری صورت

 

تا 2753 SDL‐DSN‐LSNG 1 هرزروی. راندن تست دوم bbl/hr گرفت. خارج نمودن ابزار با

 

17klbs متری، ابزار پائین نرفت. سعی در عبور از این نقطه، بدون موفقیت. بالا کشیدن ابزار با

 

اضافه کشش در 2753 متری، 2733 و 2665 متری.

 

8 3/ ادامة بالا کشیدن ابزار نمودارگیری تا سطح. پائین انداختن ابزار نمودار گیری. با متة سایز " 8

 

تا عمق 2660 متری پیش رفتیم. هیچگونه تنگی چاه یا کشش BHA 13 و آخرین RR شمارة

 

مشاهده نشد. برای اطمینان از انجام موفقیت آمیز عملیات نمودارگیری دوم، شستشو و تراش از

 

2660 متری تا 2835 متری صورت گرفت.

 

لوله پائین با شرایط خوب از 2835 متری تا 3818 متری. شستشو و تراش از 3818 متری تا 3827

 

متری. گردش گل ته چاه بالا آمد. شیلهای ترد و شکننده بر روی الک لرزان مشاهده شد. بیرون

 

1 هرزروی. bbl/hr 8 از عمق 3827 متری تا کفشک جداری با شرایط خوب با 3/ کشیدن متة " 8

 

8 از 2217 متری تا 3/ 84 . لوله پائین مجدد با متة " 8 pcf گردش گل همزمان بالا بردن وزن گل به

 

و لوله بالا از 2600 تا 2217 متری. Top Drive 2600 متری به خاطر نقص در سیستم برقی

 

8 با شرایط خوب از 2717 متری تا 3827 متری. گردش گل، ته چاه بالا آمد و 3/ لوله پائین متة " 8

 

٨۴

 

8 با شرایط خوب از از 3827 3/ 84 تنظیم شد. بیرون کشیدن متة " 8 pcf وزن گل سیستم در

 

8 پائین انداخته 3/ 0 هرزروی )، متة " 8 -1bbl/hr متری تا سطح ( بررسی در کفشک و مشاهدة

 

شد. بلند کردن ابزار نمودارگیری.

 

به عمق 3825 متری. نمودار گیری از 3825 متری تا SDL‐DSN‐CSNG راندن ابزار نمودارگیری

 

و نمودارگیری از ته چاه تا عمق 2050 متری. بیرون CDR‐GR سطح. راندن ابزار نمودارگیری

 

3 و در ادامة 1/ کشیدن و پائین انداختن تجهیزات نمودارگیری. راندن 45 شاخه لولة ته باز سایز " 2

 

آن لوله های " 5 تا عمق 3760 متری. گردش ناپیوستة گل. مخلوط و پمپ نمودن 70 بشکه

 

100 ) و پمپ نمودن 195 بشکه گل پشت سر آن به عنوان پلاگ توازن. لوله pcf مگنست (با وزن

 

8 تا 3/ بالا تا 3190 متری. فلاش نمودن لوله ها و ادامة لوله بالا تا سطح. لوله پائین با متة سایز " 8

 

عمق 3435 متری و لمس بالای مگنست. حفاری مگنست از 3435 متری تا 3708 متری. لوله بالا

 

تا کفشک در عمق 2217 متری. لوله پائین تا 3100 متری. ادامة لوله پائین تا 3557 متری. گردش

 

30-35 klb گل ته چاه بالا آمد. کار روی بهسازی گل. لوله بالا از 3557 متری تا 3470 متری با

 

اضافه کشش. ادامة لوله بالا تا 2217 متری. خواص گل به شرح زیر بود:

 

MF.V= 52 sec/qt

 

PV= 18 cp

 

YP= 16 lbf/100ft2

 

GEL= 6/9 lbf/100ft2

 

W.L= 2.6cc/30 min

 

PH= 9.8

 

لوله پائین تا 3691 متری، گردش گل، ته چاه بالا آمد. پارامترهای گل عبارت بودند از:

 

MF.V= 65 sec/qt

 

PV= 26 cp

 

YP= 23 lbf/100ft2

 

GEL= 4/23 lbf/100ft2

 

٨۵

 

PH= 9.3

 

W.L= 5cc/30 min

 

کار بر روی بهسازی گل همراه با گردش گل. خواص گل عبارت بودند از:

 

MF.V= 53 sec/qt

 

PV= 18 cp

 

YP= 12 lbf/100ft2

 

GEL= 4/8 lbf/100ft2

 

W.L= 2.2cc/30 min

 

به خاطر تنگی چاه مشاهده شده در سطح مشترک با مگنست تصمیم به جابجایی گل پایه آبی با

 

گل پایه روغنی گرفته شد.

 

-3 بحث بر روی سیال
حفاری و نگهداری آن: -2-12

 

( KCL‐PHPA Glycol mud system ) Hyper‐Foil Gen این قسمت از چاه با 1

 

که توسط کربنات کلسیم به عنوان عامل مسدود کننده و کنترل کنندة صافاب در ناحیة بهره ده

 

وزن داده شده بود، حفاری شد. تا میزان تراوایی چاه در ناحیة بهره ده در هنگام تولید آسیب نبیند.

 

به PHPA به کار رفته % 8 وزنی در کل حجم گل بود. میزان KCl 69 بود. مقدار pcf وزن اولیة گل

 

0.7 و مقدار گلایکول % 4 حجمی در سازندهای شیلی و مارلی بود. دیگر خواص lb/bbl کار رفته

 

گل در طول حفاری در مقادیر مشخص شده نگاه داشته شدند. بخاطر اینکه شیلهای حین حفاری

 

این قسمت خیلی آبگیر نبودند، لذا نیازی به جلوگیری از آبگیری این شیلها احساس نشد و در

 

نتیجه غلظت مواد بازدارندة کمتری نسبت به آنچه در قسمت مربوط به شیلها نیاز است، مورد نیاز

 

که Xanthan Gum بود. به خاطر اینکه حفاری با آهنگ سریعی پیش می رود، لذا باید مقدار

 

مادة اصلی تأمین کنندة کیفیت دورهای 3 و 6 است در گل حفظ شود.

 

رئولوژی به این خاطر که نقش اصلی در تمیزکاری چاه را بر عهده دارد، بسیار حائز اهمیت است.

 

٨۶

 

و گلایکول به جهت افزایش PHPA برای شروع حفاری این مقطع مورد استفاده قرار گرفت و KCl

 

بازدارندگی کم کم در حین حفاری انتهای سازند آسماری به سیستم گل اضافه شد. میزان صافاب

 

/30min. در کل طول این دوره حفاری زیر

 

cc

 

3 نگه داشته شد.

 

-4 تجهیزات کنترل جامدات: -2-12

 

در طول دورة حفاری این قسمت گل برگشتی از روی الک لرزان عبور کرده و به سیستم

 

گل بازمی گشت. شن زدا، ماسه زدا و سانتریفوژها با پیشرفت حفاری مورد استفاده قرار می گرفتند.

 

175*175*175*140 mud cleaner 110 مش و برای *84*84* سایز توری الکهای لرزان 84

 

مش بود. جهت جبران اضافه حجم حاصل از حفاری گل جدید به سیستم اضافه می شد. انجام این

 

کار از این لحاظ که جامدات موجود در گل حفاری را رقیق می کرد نیز قابل توجه بود.

 

رس موجود در این قسمت خیلی قابل انحلال نبود و ویسکوزیته را هم افزایش نمی داد، علت آن هم

 

بود. مقدار ویسکوزیتة قیفی نیز در طول حفاری در Hydro‐Foil Gen بازدارندگی خیلی خوب . 1

 

50 باقی ماند. -60 sec/qt محدودة

 

-5 نتیجه گیری: -2-12

 

همچنانکه مشاهده می شود، گلی که در این قسمت مورد استفاده قرار گرفته می تواند با

 

توجه به نیاز مشتری تغییرات داده شود و همین انعطاف پذیری این نوع گل است که نقطة قوت آن

 

در استفاده از آن می باشد. رابطة نزدیک ویسکوزیتة قیفی و رئولوژی در بخشهای بحرانی متعدد، به

 

انجام سریعتر و ارزانتر چاه کمک خواهد کرد. این سیستم گل در حقیقت یک سیستم گل پلیمری

 

می باشد که استفادة آن تحت چنین شرایطی آنرا از لحاظ قیمت بسیار ارزان و به صرفه می کند.

 

٨٧

 

-6 توصیه ها -2-12

 

  • • پرش عمودی کنده های حفاری بر روی الک لرزان و چسبیدن آنها مورد توجه قرار گیرد.

 

نیاز به تعمیر و نگهداری تجهیزات کنترل جامدات همچون موتورهای الکهای لرزان به منظور

 

افزایش کارایی ظرفیت حذف جامد لازم و ضروری بنظر می رسد.

 

  • • در طول تمیز کاری مخازن گل، توده های جامدات ته نشین شده و انباشته های کنده های

 

به خاطر mud cleaner حفاری حکایت از بازده پائین تجهیزات کنترل جامدات بویژه عدم کارایی

 

12 ) و پلاگ بودن تعدادی از مخروطهای ماسه زدا ( تنها 3 مخروط باز بود ) psi ) فشار نامناسب

 

داشت. برای رفع این مشکل می بایست پره های پمپ خوراک از " 9 به حداقل " 12 افزایش یابد و

 

از سوی دیگر لوله های جداکننده نیز از لحاظ خوردگی مورد بازبینی قرار گیرند.

 

  • • برای حفاری مگنست می بایست تعداد تانکهای درگیر در فرآیند حفاری را به حداقل

 

توسط سودسوزآور به بیش از 10 افزایش یافته و لیگنوسولفونات مثلاً PH رساند. در حالیکه

 

مورد استفاده قرار گیرد. در نظر گرفتن زمان انقضاء و بسته بندی مناسب مواد مورد Unical

 

استفاده می تواند زمان درمان را کاهش دهد.

 

  • • مگنست

 

حساسیت دارند. در طول حفاری با گل ( Mg و Ca ) همة انواع پلیمرها به دما، قلیائیت و سختی

 

گلایکولی ما با گل ژلاپ شده ای سر و کار داشتیم که مربوط به مواد بازدارنده نمی شد بلکه نتیجة

 

بود. حد بالای مجاز سختی که پلیمرها PAC اثر سختی بالا بر روی پلیمرهایی از قبیل نشاسته و

 

1400 بود که mg/lit 1000 است اما در این مورد سختی در حدود mg/lit می توانند تحمل کنند

 

Mg 1100 آن مربوط بود به + 2 mg/lit

 

. هیچگونه تفاوت قابل توجهی بر روی خواص ظاهری مانند

 

ویسکوزیتة قیفی یا ظرفیت حمل و یا حتی بر روی میزان صافاب مشاهده نشد. به جز اینکه بررسی

 

فیزیکی به همراه ژلاپ شدن گل در هنگامیکه در مدت چند دقیقه در یک ظرف ساکن ته نشینی

 

روی می دهد، تغییراتی را نشان می دهد.

 

٨٨

 

درمان شیمیایی با افزودن سود سوزآور به میزان 1 کیسه در مدت 15 دقیقه و کاهش سریع حالت

 

ژلاتینی که به دنبال آن از لیگنوسولفونات به عنوان پراکنده ساز استفاده گردد، می تواند مثمر ثمر

 

واقع گردد.

 

  • • قویاً توصیه می گردد که به جای پلاگ مگنسیتی از پلاگ از جنس سنگ آهک (

 

با سایز 600 و 1000 میکرون استفاده گردد. ( Limestone

 

2 اردیبهشت 1388 ) -3-12 دکل 62 فتح در میدان نفتی اهواز چاه شمارة 426 از 22 آوریل 2009

 

25 اردیبهشت 1388 )، چاه تزریقی، کارفرما شرکت ملی مناطق نفتخیز ) ) تا 15 می 2009

 

جنوب، از 3360 متری تا 3940 متری، سازندهای آسماری، پابده، گورپی، ایلام و سروک، طول

 

. 8 1/ حفره 580 متر، سایز حفره " 2

 

-1 خلاصه عملیات: -3-12

 

عمودی بوده که توسط دکل 62 (Injection Well) چاه اهواز # 426 یک چاه تزریقی

 

فتح تا سازند سروک حفاری گردیده است.

 

آب مورد نیاز از رودخانه کارون تأمین شده که مشخصات آن به صورت زیر است:

 

Mg/lit کلراید 760

 

Mg/lit سختی کل 280

 

Mg/lit 48 \ کلسیم \ منیزیم 200

 

- 7.5 PH

 

0.02 میلی لیتر اسید سولفوریک 0.02 نرمال / 0.4 Pf / Mf

 

9 ( کفشک جداری در عمق 5/ دکل در 10 آوریل 2009 اسپاد شد و بعد از سیمانکاری جداری " 8

 

که بعداً طبق برنامه در عمق KCl/Polymer 8 با گل 1/ 2872 متری قرار گرفت ) حفره " 2

 

٨٩

 

3360 متری به گل گلایکولی تبدیل شد حفر گردید. این قسمت تا عمق 3940 متری که در تاریخ

 

15 می 2009 گرفته شد، حفاری گردید و توسط آستری " 7 که در عمق 3938.5 متری ( لبه

 

لاینر در عمق 2803 متری ) قرار گرفت، پوشانده شده و بدون هیچ مشکلی در تاریخ 30 می 2009

 

سیمانکاری شد.

 

230°
ثبت گردید. F دمای ته چاه بعد از یک مدت زمان 16 ساعته بدون گردش به میزان

 

3453 بشکه گل جهت رسیدن به عمق نهایی ساخته شد و کلاً 4152 بشکه تا سیمانکاری آستری

 

7 مخلوط گردید. "

 

8 1/ -2 جنبه های مختلف عملیات سیال حفاری در حفره " 2 -3-12

 

8 1/ سایز حفره: " 2

 

Kcl‐Polymer / Glyco‐Drill : نوع گل

 

3940 متری - عمق مقطع: 2872

 

3938.5 متری ( لبه لاینر @ 2803 متری ) @ آستری: "
7

 

8 با 1/ بدون گلایکول ) برای شروع حفاری حفره " 2 ) Kcl/Polymer 1363 بشکه مخلوط

 

lb/bbl ، 10 نشاسته -11 lb/bbl ، 0.08 سود سوزآور lb/bbl ،Kcl ( 5.5% وزنی ) 19.4 lb/bbl

 

5 ماده وزن افزای lb/bbl و XC‐Polymer 0.2 lb/bbl ، 1.5 پرمالوز lb/bbl ،PAC‐LV 4

 

66 ) تهیه گردید. گل قبلی ( که از حفاری قسمت pcf کربنات کلسیم ( برای افزایش وزن از 65 به

 

جایگزین گردیده و برای KCl/Polymer 9 قرار داشت ) به طور کامل با گل 5/ قبل در جداری " 8

 

مورد ( Anhydrite عمدتاً ) Anhydrite/Limestone/Marl از جنس Cap Rock حفاری

 

استفاده قرار گرفت.

 

74 در فاصله 3300 تا 3376 pcf وزن سیستم گل به طور تدریجی توسط کربنات کلسیم از 66 به

 

75 در 3440 متری رسید و با همین وزن تا عمق نهایی pcf متری افزایش یافت و در نهایت به

 

٩٠

 

79000 ( مربوط mg/lit با حداکثر میزان کلراید NaCl 75+ ). همچنین نمک pcf ) پیش رفت

 

به منظور افزایش وزن، کنترل خواص رئولوژیک، خواص گل و جلوگیری از تخمیر ( KCl و NaCl به

 

نشاسته تا جایی که امکان داشت، در سیستم به کار رفت.

 

مربوط بود به سازند آسماری در عمق 3278 متری با میزان % 2.6 وزنی در KCl حداقل غلظت

 

جایی که میزان بازدارندگی زیادی مد نظر نبود. این میزان به % 7 وزنی در پایان حفاری این مقطع

 

رسید و حداکثر درصد به میزان % 8.7 در عمق نهایی و در زمان بهسازی چاه بود.

 

به منظور وجود میزان کافی گلایکول در سیستم گل مورد بحث و حصول اطمینان از بازدارندگی

 

کافی در فصل مشترک سازندهای آسماری و پابده نزدیک به % 5 حجمی گلایکول در عمق 3360

 

متری و در حدود 40 متر بالاتر از سازند پابده ( 3397 متری ) به سیستم گل اضافه شد. درصد

 

4 نگه - گلایکول تا انتهای حفاری حفره مورد بحث ( 3940 متری ) و راندن آستری در گستره % 5

 

در جهت بازدارندگی بیشتر و کپسوله سازی کنده KCl داشته شد. به منظور کمک به گلایکول و

 

به سیستم گل افزوده شد. PHPA 0.25 lit/bbl های مارلی و شیلی خیلی فعال در حدود

 

به منظور حفظ و نگهداری خواص و حجم سیال حفاری تا رسیدن به عمق نهایی محلول تازه به

 

پیل در این Hi‐Vis سیستم گل اضافه می شد. به خاطر قدرت تمیزکنندگی بالای گل، هیچگونه

 

مقطع مورد استفاده قرار نگرفت. در عمق 3365 متری % 1 حجمی گازوئیل به منظور روانکاری به

 

گل اضافه شد که این مقدار در 3743 متری به % 2 افزایش یافت. صافاب گل با استفاده از نشاسته،

 

/30min در گستره بین Permalose ،Pac‐L

 

cc

 

2-3.5 نگه داشته شد و رئولوژی با استفاده از

 

lbf/100ft کافی (در حدود 2 YP با تأمین XC‐Polymer و Pac‐R

 

18 ) و قدرت تمیزکنندگی

 

9.0 تنظیم گردید. - با سودسوزآور بین 9.5 PH خوب کنترل گردید. همچنین

 

/30min 75.5 ، صافاب گل pcf وزن گل

 

cc

 

7% وزنی، گلایکول % 4.7 KCl ، 2.2 ویسکوزیته 48 ثانیه

 

142°
دمای گل برگشتی از چاه در عمق نهایی ( 3940 F حجمی و فاز روغن % 1.6 با حداکثر

 

متری).

 

٩١

 

گل گلایکولی (بدون کربنات (Solution) مواد شیمیایی زیر برای ساخت یک مخزن محلول

 

در طول حفاری مورد استفاده قرار می گیرد. (NaCl کلسیم یا نمک

 

ردیف نام ماده غلظت واحد غلظت

 

lb/bbl ( PH: 9.0-9.5) 0.1- 1 سودسوزآور 0.15

 

lb/bbl ( % by wt. ) 18- 31 ( 5 - 2 کلرید پتاسیم ( 8.5

 

% by vol. (lb/bbl) 3-5 (10.5 - 18 ) Glyco-Dril 3

 

lb/bbl 8 - 4
نشاسته 10

 

lb/bbl 2 DPAC TL 5

 

lb/bbl 3-4 Permalose 6

 

lb/bbl 0.5 Pac-R 7

 

lb/bbl 0.2-0.3
BIODAN XCP 8

 

lit/bbl 0.25 PHPA (liq.) 9

 

هیچگونه کنده های چسبناک ( کنده های مارلی ) در طول حفاری بر روی الک لرزان مشاهده نشد

 

و این گواه بر این مدعاست که سیال حفاری بازدارندگی بسیار خوبی به دور کنده ها ایجاد کرده

 

است. در تمام طول دوره حفاری کنده ها به صورت خشک و با شکلی مناسب در روی الک لرزان

 

مشاهده می شدند.

 

سازند آسماری با سرعت بسیار بالا ( که نظیر آن قبلاً در حوزه نفتی اهواز حتی با گل روغنی

 

مشاهده نشده بود ) و بدون هیچ مشکلی حفاری شد.

 

در محل میدان حفاری تنها کربنات کلسیم سایز 75 میکرون به منظور افزایش وزن وجود داشت و

 

600 ،300 ، هیچگونه سایز درشت تر ( بر خلاف آنچه که در برنامه حفاری ذکر شده بود یعنی 200

 

و 1000 میکرون ) به عنوان مواد جلوگیری از هرزروی موجود نبود. این مورد بارها به صورت کتبی

 

در گزارشات روزانه قید و به صورت شفاهی به نماینده شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب اعلام شده

 

بود.

 

٩٢

 

بعد از رسیدن به عمق نهایی ( نقطه آستری گذاری " 7 ) به خاطر مشاهده شیلهای ریزشی در روی

 

الک لرزان تصمیم به افزایش وزن گل گرفته شد که منجر به گیر ( گیر اختلاف فشاری ) لوله ها در

 

موارد متعدد و مشکلاتی از این دست ( جهت اطلاعات بیشتر به قسمت "مشاهدات" در قسمت "

 

وزن گل و بهسازی چاه " مراجعه شود. )

 

در گل حفاری مخازن ( Low Gravity Solids ) ها LGS به منظور کنترل جامدات حفاری و

 

دائماً چک می شدند و در صورت نیاز تخلیه می شدند. توریها و sand trap و de‐sander

 

به منظور تشخیص به Connection سینی های الک لرزانها دائماً در طول حفاری و در هنگام

 

موقع نقاط پاره و شکسته و ته نشینی های زیر قابها چک می شدند و توریهای پاره عوض می شدند

 

و تنظیم وزن گل) LGS و جامدات ته نشین شده تمیز می شدند. به منظور حذف جامدات (حداقل

 

2900 ) به کار گرفته می شد. -3000 rpm) تا حداکثر مقدار ممکن سانتریفوژ در سرعت بالا

 

-1-2-3-12 هرزروی درون چاهی:

 

  • • مشکل: تلفات (نرمال) حداقل

 

2 هرزروی ته چاه در طول حفاری bbl/hr 5 و در بهینه ترین حالت - • مشاهدات: حداکثر 6

 

این قسمت مشاهده می شد. از یک سو به خاطر هرزروی خیلی کمی که در چاه وجود داشت و از

 

، های مناسب مانند کربنات کلسیم با سایزهای متنوع ( 200 LCM سوی دیگر به خاطر عدم وجود

 

shellfish 600 و 1000 میکرون) هیچگونه درمانی بر روی این گلها صورت نگرفت. تنها ،300

 

در محل میدان حفاری وجود داشت که از یک سو با سایز نازلهای مته سازگاری (oyster shell)

 

نداشت و از سوی دیگر به این خاطر اینکه دارای وزن مخصوص بالایی بود و احتمال ته نشینی در

 

ته چاه را افزایش می داد، گزینه مناسبی برای استفاده در این وضعیت نبود.

 

0-2 هرزروی درون چاهی که در مقاطع بالاتر از ته چاه و سازند bbl/hr به خاطر مشاهده حدود

 

آسماری صورت می گرفت و به خاطر این طرز تلقی غلط که هرزروی از سازند ایلام و از ته چاه

 

٩٣

 

pcf) سرچشمه می گیرد در طول مدت حفاری سازند ایلام گل با وزن مناسب به کار گرفته نشد

 

های مناسب (چیپس LCM 77 ). دلیل اصلی این مشکل به خاطر عدم وجود pcf 75 به جای

 

کربنات کلسیم) در مکان فیلد برای جلوگیری از هرزروی به درون سازند بود. حفاری سازند ایلام در

 

شرایط پایداری در ته چاه و هرزروی در لایه های بالاتر (در سازند آسماری) صورت گرفت. این

 

موضوع 2 روز قبل از اتمام حفاری و رسیدن به نقطه آستری گذاری یعنی زمانی که شیلهای ریزشی

 

های ذکر شده در LCM بر روی الک لرزان مشاهده شد، به نماینده کارفرما ابلاغ گردید. عدم وجود

 

بالا در محل میدان حفاری چه به صورت شفاهی و چه به صورت کتبی در گزارشات روزانه به اطلاع

 

کلیه نمایندگان کارفرما رسید.

 

در حفاری
این قسمت از چاه مورد
LCM توجه: هیچگونه
کربنات کلسیمی به عنوان

 

محل چاه
حفاری بود
. (stock) استفاده قرار نگرفت علت
آن هم عدم وجود آن
در انبار

 

هایی چون کربنات کلسیم درشت جهت رفع LCM • پیشنهادات: همیشه مقدار مناسب از

 

هرزرویهای درون چاهی در سریعترین زمان ممکن و در مواقع مورد نیاز می بایست در مکان حفاری

 

و تزریق محطاطانة آن به لایه های دارای هرزروی در کاهش LCM چاه موجود باشد. تهیه پیلهای

 

نشتی و هرزروی و جلوگیری از هرزرویهای بزرگ درون چاهی، کاهش میزان صافاب، تشکیل کیک

 

فیلتراسیون قوی و جلوگیری از ایجاد کیک ضخیم در نقاط دارای هرزروی نقش بسزایی را ایفا

 

خواهد کرد.

 

با استفاده از بنتونایت پیش هیدراته شده در سیستم گل حفاری می توان ژل مناسبی را در سیستم

 

گل بوجود آورد که قابلیت پوشش دهی مناسبی را برای سازندهای ماسه ای داشته، ریسک هرزروی

 

و ژل) را بهبود می بخشد و به پلیمرها در بهبود کیک YP) درون چاهی را کاهش داده، رئولوژی

 

فیلتراسیون و کاهش صافاب گل کمک خواهد کرد. همچنین مقادیر مناسبی از بنتونایت و مواد وزن

 

افزا می بایست در مکان حفاری چاه موجود باشد تا در زمانی که در سازندهای با هرزروی بالا (بویژه

 

سازند آسماری) نیاز شد مخلوط شده و به درون چاه پمپ شود. انجام این روش بدین صورت است

 

٩۴

 

که در مواردیکه هیچگونه برگشت گل بر روی الک لرزان وجود ندارد و به منظور ایجاد فشار ستون

 

سیال و خالی نبودن چاه از گل، مقدار مناسبی از گل حفاری را فقط با بنتونایت و مواد وزن افزا (با

 

حداقل مواد شیمیایی و زمان اختلاط) مخلوط کرده و به درون چاه پمپ نمود. غلظت کم بنتونایت

 

15 ) آنقدر قدرت نخواهد داشت که بتواند لایه های بهره ده را lb/bbl پیش هیدراته شده (کمتر از

 

نماید. (plug) هر چند هم که دارای تخلخل کمی باشند، مسدود

 

به جای کربنات کلسیم بکار گرفته شود. فشردگی کریستالی marble توصیه می شود که

 

یک سنگ آذرین marble . به مراتب قوی تر از سنگ آهک رسوبی کربنات کلسیم است marble

 

بر خلاف سنگ آهک رسوبی در marble . است که در معرض دما و فشار بالایی قرار گرفته است

 

هنگامیکه در معرض شرایط دینامیکی/ تنشی قرار می گیرد، مقاومت بیشتری نسبت به خرد شدن

 

به ذرات ریز تر، که اثر آن را برای ایجاد حائل جلوگیری کننده از هرزروی کاهش می دهد، نشان

 

می دهد.

 

نکته مهم: همچنانکه بر هر کسی واضح و مبرهن است، منیزیم یکی از منابع آلودگی گلهای پایه

 

آبی است که می بایست در کوتاهترین زمان ممکن درمان شود. بنابراین، قویاً توصیه می شود که در

 

زمانیکه با گل آبی بویژه گل گلایکولی کار می شود از بکار بردن پیل مگنست تا حد ممکن

 

های پائین می تواند مجدداً فعال شده و عمده خواص PH خودداری شود. منیزیم غیر فعال شده در

 

گل را به سرعت تغییر دهد که درمان آن بسیار سخت خواهد بود ( چنانکه این مورد قبلاً در حفاری

 

یکی از چاهها مشاهده شده است ).

 

2-2-3-12 - بازدارندگی:

 

  • • مشکل: مشکلی وجود نداشت
  • • مشاهدات:

 

٩۵

 

و آسماری ( 2872 و 2900 متری) (cap‐rock) سازندهای پوش سنگ (a

 

همراه با انتخاب روشهای مناسب حفاری، بازدارندگی کافی و KCl غلظت کلرید پتاسیم

 

خوبی برای مارلهای چسبناک و فعال ایجاد خواهد کرد و هیچگونه نگرانی در مورد درصد کلرید

 

به PHPA 3 وزنی) در حین حفاری سازند آسماری وجود نخواهد داشت. همچنین - پتاسیم (% 4

 

0.25 در طول حفاری این سازند نگه داشته می lb/bbl سیستم گل اضافه می شود و مقدار آن در

 

در عمل بازدارندگی کمک کرده و به دور کنده هایی که عمل بازدارندگی بر روی KCl شود تا به

 

آنها صورت گرفته یک لایة کپسولی ایجاد کند.

 

میزان گلایکول در سیستم گل در حدود % 5 نگه داشته شد، گلایکول از عمق 3360 متری یعنی در

 

حدود 40 متر قبل از شروع سازند پابده ( که از عمق 3397 متری شروع شد. ) به منظور تضمین

 

بازدارندگی گل در ناحیة گذار بین آسماری و پابده به گل اضافه شد.

 

ذکر این نکته در اینجا جالب توجه است که به خاطر اینکه عمل بازدارندگی و کنترل وزن به خوبی

 

انجام شد سازند آسماری با سرعت بسیار بالایی ( بویژه حد فاصل 3000 تا 3200 متری ) حفاری

 

شد، بطوریکه چنین چیزی قبلاً در این میدان نفتی مشاهده نشده بود.

 

3605 و 3785 متری ) ، سازندهای پابده، گورپی و ایلام ( 3397 (b

 

با غلظت PHPA 4 حجمی و - 4.5 وزنی، گلایکول با غلظت % 5 - با غلظت % 7 KCl با ترکیب

 

0.3 بازدارندگی بسیار خوب و با کیفیتی به دور مارلهای فعال، کنده های شیلی -0.5 lb/bbl

 

100% فعال و درون سازندهای حفاری شده در همان لایه ها صورت گرفت. نوع گلایکول انتخاب

 

4 حجمی، عملکرد بسیار خوبی را نشان داد و هیچ مشکلی در بازدارندگی شیل حتی - شده با % 5

 

بعد از 2 هفته لوله بالا و پائین، شستشو و تراش و ترمیم گیر اختلاف فشاری ( که به خاطر انتخاب

 

روشهای ناصحیح حفاری در ناحیه گذار آسماری- پابده ( ناحیه شیلی ) و سپس بالا بردن نیروی

 

وارد بر کف چاه بعد از رسیدن به نقطة آستری گذاری ( 3940 متری )) بروز نکرد.

 

نه تنها در هنگام حفاری که حتی در هنگام لوله بالا و پائین و گردش از ته چاه همة کنده ها به

 

٩۶

 

صورت چیپس و کاملاً خشک بود و این مورد باعث شگفتی کارفرما، زمین شناس و هر شخص

 

دیگری شد که با این صحنه مواجه شده بود. بر طبق نظر زمین شناس هیچ گونه تفاوتی بین

 

خشکی کنده های ( مارل خاکستری/قرمز، سنگ آهک مارلی، شیل مارلی و شیلهای % 100 فعال )

 

حاصل از حفاری با کلرید پتاسیم/گلایکول و گل روغنی وجود نداشت. همچنین در طول حفاری

 

همه ذرات ریز و درصدهای کم شیلها در نمونة کنده ها ( که دلیلی بر بازدارندگی خیلی خوب این

 

نوع گل بود ) توسط زمین شناس مشاهده و گزارش شد. در مقایسه با گل روغنی همة کنده ها

 

قابلیت شستشو و تشخیص بهتری توسط زمین شناس داشتند.

 

به منظور پر نمودن خلأ دور کنده ها در KCl • پیشنهادات: همیشه باید غلظت مناسبی از

 

6- 3 برای حفاری قسمتهای بالای سازند آسماری و % 7 - سیستم گل بکار گرفته شود. این مقدار % 4

 

50 متر بالای پابده )، سازندهای پابده، گورپی و ایلام. - برای حفاری قسمتهای پائین این سازند ( 40

 

8 ) در 1/ در حدود 50 متر قبل از شروع سازند پابده تا انتهای حفاری این قسمت از چاه ( حفرة " 2

 

4 حجمی گلایکول می بایست به کار برده شود که در حقیقت تضمین کنندة - میدان نفتی اهواز % 5

 

بازدارندگی گل به دور کنده های شیلی/مارلی فعال و چسبناک و درون سازندهای حفاری شده

 

0.3 )، این مقدار در حقیقت -0.5 lb/bbl ) را می توان در غلظتهای کم به کار برد PHPA . است

 

و گلایکول در ایجاد بازدارندگی کافی و کپسوله نمودن کنده های حفاری است. KCl کمک کنندة

 

-3-2-3-12 وزن گل و شرایط چاه:

 

  • • مشکل: در حین حفاری مشکلی وجود نداشت. بعد از رسیدن به نقطة آستری گذاری به

 

وزن گل افزوده شد و مقداری گیر اختلاف فشاری روی داد.

 

75+pcf • مشاهدات: وزن گل بر اساس شرایط چاه و دستورات نمایندة کارفرما بین 66 و

 

66 بود که از عمق 3335 متری کم کم pcf کنترل گردید. شروع حفاری این قسمت با گل با وزن

 

75+ خاتمه pcf 75 رسید و در نهایت به pcf به وزن گل افزوده شد و تا 3442 متری که وزن گل به

 

٩٧

 

75 از کربنات pcf به این وزن رسیده بود) به KCl 65 (که با pcf یافت. برای افزایش وزن گل از

 

کلسیم استفاده شد. همچنین نمک طعام به عنوان کمکی کربنات کلسیم در افزایش وزن سیستم،

 

ایجاد شوری بیشتر برای جلوگیری از تخمیر نشاسته، تنظیم رئولوژی گل در گسترة مقادیر تعیین

 

شده و مقادیر جامد کمتر به کار گرفته شد.

 

جهت تنظیم وزن گل در گسترة تعیین شده و جبران کاهش حجم گل، رقیق سازی معمولی توسط

 

محلولهای با وزن کمتر از وزن سیستم گل موجود صورت گرفت. آزمایشگر گل دائماً توریهای الک

 

لرزانها را جهت جلوگیری از هر گونه سوراخ یا خرابی کنترل می کرد. صفحات توریها با چسبهای

 

سیلیکون درزگیری می شدند و به منظور جلوگیری از هر گونه افزایش وزن که ناشی از بالا رفتن

 

میزان جامدات گل است این صفحات تعویض می شدند.

 

در نقطة آستری گذاری در هنگام یک لوله بالا و پائین کوتاه با مشاهدة شیلهای ریزشی بر روی الک

 

78 افزایش داده شد و با مشاهدة نتایج بهتر از قبل وزن pcf لرزان وزن گل بالا برده شد. وزن گل به

 

80 افزایش داده شد که اولین گیر اختلاف فشاری مشاهده شد. با مشاهدة این حالت 2 pcf گل به

 

77 و سپس pcf 66 به منظور انداختن فشار ستون سیال به pcf محلول 100 بشکه ای با وزن

 

75 یکی پس از دیگری به درون دالیز و بالای مته پمپ شد، اما نه تنها پیشرفتی حاصل نشد pcf

 

بلکه چاه را نیز خراب نمود و رژیم چاه را نیز به حالت ناجوری تغییر داد. به طور خلاصه، سعی در

 

انجام عملیات نمودارگیری در دو مرحله ناکام ماند، چرا که ابزار نمودارگیری در یک مرحله از

 

3425 متری و در مرحلة بعد از 3397 متری ( هر کدام بعد از یک مرحله شستشو و تراش ) پائین

 

78 در بیش از یک pcf 80 و تصمیم به کاهش وزن گل به pcf تر نرفت. بعد از افزایش وزن گل به

 

به سیستم گل bit lube مرحله، در هنگامیکه تراش و شستشو مفید واقع نشد، % 1.5 حجمی

 

اضافه شد. عملیات نمودارگیری با موفقیت انجام شد و هنگامیکه بیش از یک بار گیر اختلاف

 

77 مشاهده pcf 77 کاهش یافت. مشکل دیگری با گل با وزن pcf فشاری مشاهده شد، وزن گل به

 

نشد و آخرین لوله بالا و پائین نیز انجام گرفت و آستری " 7 با موفقیت و بطور کامل و خالی از هر

 

٩٨

 

گونه سؤالی رانده شد.

 

در اینجا ذکر این نکته لازم و ضروری است که همة گیرهای ذکر شده در بالا ( به خاطر گیر

 

آزاد می شدند ولی در حقیقت این گیرها به دلیل افزایش pipe lax اختلاف فشاری ) بعد از اسپات

 

77 ) اتفاق می افتند و جای هیچ گونه شکی وجود ندارد که علت اصلی pcf ) بیش از اندازة وزن گل

 

این گیرها کیک فیلتراسیون ضخیمی است که بر دیوارة چاه شکل می گیرد.

 

  • • پیشنهادات: متأسفانه، برخلاف نظر اکثر افراد، که مشاهدة شیلهای ریزشی در هنگام لوله

 

بالا و پائین در نقطة آستری گذاری را ناشی از آبگیری کنده های حفاری به خاطر عدم بازدارندگی

 

مناسب سیال حفاری می دانستند، افتادن شیلهای ریزشی در حقیقت مربوط بود به عدم بکار گیری

 

وزن مناسب برای سیال حفاری و بویژه انحراف چاه که به خاطر بکارگیری روشهای نادرست و غیر

 

مرسوم در ناحیة فصل مشترک آسماری-پابده روی داد. انحراف چاه در شروع حفاری سازند پابده

 

شروع شد و مقدار آن 4 درجه بود و پس از 13 متر حفاری به 7 درجه افزایش یافت و تا نقطة

 

آستری گذاری مقدار آن به 18 درجه رسید!!! بهتر است بویژه برای اینکه در هنگام حفاری لایه

 

ها/سازندهای شیلی عملکرد بهتری داشته باشیم پارامترهای حفاری بازنگری و تنظیم شوند.

 

برای وزن دهی نیاز به کربنات کلسیم های ریزتر از 70 میکرون ( 50 میکرون ) داشتیم تا بتوانیم

 

ریزترین توری الک لرزان را مورد استفاده قرار داده و نتیجتاً کنترل بهتری بر حذف جامدات و

 

تنظیم وزن گل داشته، کیک فیلتراسیون نازکتر و هرزروی کمتری داشته باشیم.

 

های مناسب در محل مکان حفاری، پس از رسیدن به نقطة آستری LCM به خاطر عدم وجود

 

گذاری وزن نامناسب و بیش از اندازه اعمال شد که باعث بوجود آمدن مشکلات زیادی شد چنانکه

 

قبلاً نیز در بالا ذکر شده بود. لطفاً به قسمت مشاهدات مربوط به " هرزروی درون چاهی " در بالا

 

مراجعه شود.

 

اسپات نمودن پیلهای بازدارنده در اطراف مناطق با شیلها یا مارلهای فعال قبل از عملیات نمودار

 

و نتیجتاً تغییر (PHPA و KCl ، گیری یا راندن آستری ریسک کاهش غلظت بازدارنده ها (گلایکول

 

٩٩

 

در شرایط چاه در نتیجة جذب آب و متورم شدن کنده های فعال را پائین می آورد.

 

توصیه می
شود جهت جلوگیری از آسیب
دیدن چاه از پمپ نمودن
هر گونه گل وزن داده

 

نشده برای
آزاد نمودن گیر اختلاف فشاری
لوله ها شدیداً اجتناب شود
.

 

-4-2-3-12 کنترل صافاب:

 

/30min • مشکل: در طول حفاری سازند آسماری میزان صافاب کمتر از

 

cc

 

3 نشد.

 

/30min 8 میزان صافاب 1/ • مشاهدات: در شروع حفاری حفرة " 2

 

cc

 

2.8 بود که در عمق

 

2991 متری به علت عدم وجود کربنات کلسیم کافی به عنوان مسدود کنندة خلل و فرج در محل

 

/30min مکان حفاری به

 

cc

 

66+ افزایش یافت و در نقطة آستری گذاری به pcf 3.6 در وزن گل

 

/30min

 

cc

 

/30min 75+ رسید. متوسط میزان صافاب در طول حفاری pcf 2.2 در وزن گل

 

cc

 

2.6

 

بود.

 

برای بدست آوردن صافاب مورد نیاز، غلظت مواد کنترل کنندة صافاب در ساخت گلهای جدید به

 

/30min شکل جدول زیر تغییر داده شد که برای نگه داشتن میزان صافاب در کمتر از

 

cc

 

3 تا

 

رسیدن به نقطة آستری گذاری بسیار مفید بود.

 

ردیف نام ماده غلظت واحد غلظت

 

lb/bbl 1 نشاسته 9

 

lb/bbl 3 DPAC TL 2

 

lb/bbl 3.5 Permalose 3

 

PAC‐ و مقادیر کمتری از نشاسته و Permalose همچنانکه در جدول بالا ذکر شده، مقدار بیشتر

 

اثر بهتری بر روی کنترل صافاب در حین حفاری داشته اند. L

 

ذکر این نکته لازم و ضروری است که در همین زمان % 2 گازوئیل به عنوان عامل روانکاری به

 

١٠٠

 

75 افزایش یافت pcf 66 به pcf سیستم گل اضافه شد و وزن سیستم گل توسط کربنات کلسیم از

 

که هر دوی آنها به طور مستقیم بر روی میزان صافاب تأثیر گذار بودند.

 

  • • پیشنهادات: بنتونایت ماده ای است که به عنوان عامل کنترل کنندة صافاب و خواص

 

رئولوژیک گل به گل اضافه می شود. ایجاد مقدار مناسب ژل در سیستم گل با استفاده از بنتونایت

 

پیش هیدراته شده نه تنها دارای اثر پوشش دهی بر روی سازندهای ماسه ای بوده و میزان نفوذ

 

گل را نیز بهبود ( GEL و YP ) سیال به داخل این لایه ها را کاهش می دهد بلکه خواص رئولوژی

 

می باشد. به این طریق که به
تشکیل
XC‐Polymer می بخشد و نتیجتاً نیاز به مقدار کمتری

 

لایه کیک
فیلتراسیون بر روی دیوارة چاه
با حداقل نیاز به پلیمر
های کنترل کنندة

 

صافاب کمک
می کند
.

 

لوله ها به ( connection ) بازرسی مداوم صفحات توریها در حین حفاری و در هنگام اتصال

 

منظور تشخیص سریع هرگونه خرابی جهت جلوگیری از بالا رفتن جامدات حفاری، افزایش صافاب

 

و در نتیجه استفاده بیشتر از مواد کنترل کنندة صافاب امری لازم و ضروری به نظر می رسد.

 

اسپات نمودن پیلهای پلیمری دما بالا در ته چاه قبل از عملیات نمودارگیری یا راندن آستری

 

flow احتمال تخریب پلیمر را کاهش داده و از تشکیل هر گونه کیک ضخیم در هنگامیکه دمای

 

140 می رسد، جلوگیری می کند. °F به line

 

استفاده از کربنات کلسیم با اندازه ذرات کمتر از 70 میکرون ( 50 میکرون ) برای وزن دهی لازم و

 

ضروری به نظر می رسد، چرا که در این صورت امکان استفاده از توریهای الک لرزان با سوراخهای

 

ریزتر فراهم می شود که نتیجة آن کنترل بهتر بر روی فرآیند حذف جامدات، تنظیم وزن گل،

 

تشکیل کیک فیلتراسیون نازکتر و صافاب کمتر می باشد. استفاده از مخلوطی از کربنات کلسیم با

 

دانه بندی متنوع در کاهش ضخامت کیک فیلتراسیون می تواند مفید و مؤثر واقع شود.

 

-5-2-3-12 رئولوژی:

 

١٠١

 

  • • مشکل: قدرت ژلاتینی پائین.

 

ft 17 و 2 - و ژل 30 دقیقه در طول حفاری این مقطع بین 19 YP : • مشاهدات

 

7-8 lbf/100

 

قطر چاه و سرعت حفاری، نیاز به هیچگونه پیل ویسکوزیته بالا که به ،YP بود. با در نظر گرفتن

 

داخل سیستم گل اضافه شود یا به عنوان افزایش دهندة رئولوژی به منظور تمیزکاری بهتر به داخل

 

چاه پمپ شود، احساس نمی شود.

 

این نکته می بایست یادآوری شود که داخل چاه در تمام مدت تمیز بود و هیچگونه افزایش رئولوژی

 

گل به خاطر درمان شیمیایی بیش از اندازه یا بالا رفتن میزان جامدات در گل مشاهده نشد.

 

  • • توصیه ها: همچنانکه هر کسی می داند، بنتونایت ماده ای است که به عنوان عامل کنترل

 

کنندة صافاب و خواص رئولوژیک گل به گل اضافه می شود. رسیدن به قدرت ژلاتینی مناسب تنها

 

با تکیه بر پلیمرها امری غیر ممکن است. نخستین مادة شیمیایی که جهت ایجاد ویسکوزیته، ژل و

 

است. بنابراین بهتر است ( PHB ) خواص رئولوژی به کار می رود، بنتونایت پیش هیدراته شده

 

را با دزهای مناسب جهت XC‐Polymer ،PAC‐R ،Permalose تعدادی از پلیمرها از قبیل

 

ایجاد مقداری رئولوژی / ژل به کار برد و بقیة رئولوژی را با بنتونایت پیش هیدراته شده تنظیم کرد.

 

lifting ) بنتونایت پیش هیدراته شده ممکن است به صورت مکملی برای قدرت بلند کنندگی

 

پلیمرها بکار رود. ( capacity

 

15 ) آنقدر قدرت ندارد که نواحی lb/bbl غلظتهای پائین بنتونایت پیش هیدراته شده ( کمتر از

 

بهره ده را ( حتی با میزان تخلخل پائین ) مسدود کند.

 

-6-2-3-12 کنترل جامدات:

 

  • • مشکلات: صفحات توری الک لرزانها پس از یک مدت زمان نه چندان طولانی به سرعت می

 

شکست.

 

  • • مشاهدات: در ابتدای حفاری این حفره سایز توری الک لرزانها 140 و 175 مش ( تعداد

 

١٠٢

 

سوراخها در یک اینچ در یک توری یا غربال ) بود و از عمق 3200 متری به بعد تا انتهای چاه (

 

3940 متری ) به 175 و 210 مش تغییر کرد. دلیل این رخداد مربوط بود به فاصلة کمی که بین

 

قاب تعدادی از توریها در طول و لاستیکهای تاجی روی تیغه های الک لرزان ( دیواره های

 

جداکننده ) بود که باعث می شد عمل غربالگری الک لرزان به خوبی صورت نگیرد و قابها از طول

 

بشکنند. جهت جلوگیری از هر گونه افزایش جامدات موجود در گل توریها در سریعترین زمان

 

ممکن تعویض می شدند.

 

ها زیر لاستیکهای تاجی پر می شدند! با انجام Big Bag این فواصل با گذاشتن نوارهای مربوط به

 

این عمل طول عمر تعدادی از توریها افزایش می یافت و در مورد بقیة توریها مشکل شکستن توری

 

مرتفع می شد.

 

سینی زیر الکهای لرزان پس از چند ساعت از شروع حفاری مملو از جامدات حاصل از حفاری می

 

شد که مربوط بود به فاصلة بین قاب توریها و ستونهای محل خواب آنها که آنهم نتیجة فرسودگی

 

الکهای لرزان بود. همچنین نوارهای بلند مهارکننده نمی توانستند به خوبی بر روی بدنه فرسوده

 

بنشینند و این خود نیز باعث فرار جامدات حفاری به درون گل می شد.

 

( LGS ) در بعضی از موارد جهت حذف جامدات حاصل از حفاری و جامدات با وزن مخصوص پائین

 

2900 ) استفاده می شد. -3000 rpm ) تا حد ممکن و تنظیم وزن گل از سانتریفوژ با دور بالا

 

حداکثر میزان جامدات با وزن مخصوص پائین در طول حفاری و در نقطة آستری گذاری، % 4.2 بود

 

که این میزان فاصلة بسیار خوبی با برنامه گل حفاری یعنی % 6 داشت.

 

آزمایشگر گل دائماً توریهای الک لرزانها را جهت جلوگیری از هر گونه سوراخ یا خرابی کنترل می

 

کرد. صفحات توریها با چسبهای سیلیکون درزگیری می شدند و به منظور جلوگیری از هر گونه

 

افزایش وزن که ناشی از بالا رفتن میزان جامدات گل است این صفحات تعویض می شدند.

 

  • • توصیه ها: چونکه جامدات عمدة آلوده کننده ها در سیال حفاری و بویژه در گل گلایکولی

 

است، قویاً توصیه می شود که تعمیر و نگهداریهای اساسی بر روی الکهای لرزان قید شده در بالا

 

١٠٣

 

صورت گیرد یا اینکه آنها را با انواع نو یا مدلهای بهتر جایگزین کرد.

 

توصیه می شود که یک جت کوچک که از خط اصلی تفنگها منشعب می شود به صورت جداگانه به

 

متصل شود تا در حین حفاری و در زمان اتصال mud box پائین قاب هر یک از الکهای لرزان و به

 

لوله های حفاری آنها را فلاش کند و به این طریق می توان از ریزترین توریهای ( connection )

 

ممکن استفاده نمود و جامدات موجود در گل را کنترل کرد.

 

لوله ها به ( connection ) بازرسی مداوم صفحات توریها در حین حفاری و در هنگام اتصال

 

منظور تشخیص سریع هرگونه خرابی جهت جلوگیری از بالا رفتن جامدات حفاری، افزایش صافاب

 

و در نتیجه استفاده بیشتر از مواد کنترل کنندة صافاب امری لازم و ضروری به نظر می رسد.

 

استفاده از کربنات کلسیم با اندازه ذرات کمتر از 70 میکرون ( 50 میکرون ) برای وزن دهی لازم و

 

ضروری به نظر می رسد، چرا که در این صورت امکان استفاده از توریهای الک لرزان با سوراخهای

 

ریزتر فراهم می شود که نتیجة آن کنترل بهتر بر روی فرآیند حذف جامدات، تنظیم وزن گل،

 

تشکیل کیک فیلتراسیون نازکتر و صافاب کمتر می باشد.

 

١٠۴

 

-13 محدودیتهای استفاده از این نوع
گل
:

 

این نوع گل در مواردیکه شیلهای ریزشی به مقدار زیاد وجود داشته باشند و خصوصاً اگر تعداد

 

موارد لوله بالا و پائین زیاد باشد به علت کوبشهای فراوان که باعث ریزش شیلهای مستعد ریزش می

 

شود، مناسب نخواهد بود.

 

١٠۵

 

-14 موارد مشکلات بوجود آمده:

 

-1-14 مگنست:

 

به علت منیزیمی که در ساختار مگنست وجود دارد این منیزیم بر روی پلیمرها اثر منفی

 

گذاشته و باعث از دست رفتن خاصیت پالیمرها شده و میزان صافاب و ژل گل را افزایش داده و

 

.( -2- موجب تورم شیلها شده و در مواردی موجب تنگی چاه نیز می شود ( مراجعه شود به 12

 

برای رفع این مشکل می بایست از پلاگ کربنات کلسیمی استفاده کرد.