سیالات حفاری

معماری فرهنگ قوم لر حفاری وسیالات حفاری تمدن لرستان

 
مواد افزودنی به گل‌های حفاری
نویسنده : رضا سپهوند - ساعت ٢:٥٦ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/۸/۱٦
 

مواد افزودنی به گل‌های حفاری

جهت کنترل رفتار ذرات
کلوئیدی، جلوگیری از هدر رفتن گل حفاری، کاهش خواص ژله شدن و کاهش گرانروی معمولاً
به گل حفاری بعضی از ترکیبات شیمیایی را اضافه می‏کنند. همچنین ممکن است گل حفاری
در هنگام برخورد با طبقات مختلف زمین، خاصیت خود را از دست بدهد، به همین دلیل باید
گل حفاری کنترل شده و خواص از دست رفته جبران شود. به همین خاطر مواد مختلفی
(معدنی و شیمیایی) به آن اضافه می‌کنند، که این  موادمورداستفادهتابع: روشحفاری،مقاومتسنگ‌ها،میزانشکستگی،عمق،موادگازیوترکیبکانیشناسی
سنگ هستند.

در اینجا
به شرح بعضی از این مواد می‏پردازیم:

میکا: برای جلوگیری از گیر
کردن مته در سنگ‌های دارای خاصیت چسبندگی زیاد، نظیر زون گسلی یا سنگ‌های مارنی،
باید از میکا استفاده شود. همچنین در مواقع ضروری میکا به گل حفاری افزوده شده تا
ترک خوردگی موجود در طبقات زمین را پر نموده و از ورود گل به طبقات زمین جلوگیری
می‌کند‌.

گرافیت: هر گاه مته و محور آن به
هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از برطرف شدن
مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت: باریت به دلیل سادگی
مصرف در حین کار، خنثی بودن از نظر شیمیایی، نرمی ‌و مناسب بودن از نظر قیمت، در
گل حفاری مورد استفاده قرار می‌گیرد‌. باریت در آب حل نمی‏شود و به صورت ذرات معلق
در گل باقی می‏ماند و خواص گل را تغییر نمی‏دهد. یک ویژگی مهم باریت چگالی بالای (SG =4/2gr/cm 3) آن است به طوری که وقتی در گل حفاری قرار دارد در مقایسه با ذرات
دیگر حجم کمتری از گل را اشغال می‏کند در نتیجه هم چگالی گل را بالا می‏برد که
بسیار برای غوطه‏ور شدن ذرات سنگ مناسب است و هم حجم بیشتری از گل را در این حالت
مایع تشکیل می‏دهد و باعث روان‏تر شدن جریان گل می‏شود.

 گالن: برای افزایش وزن مخصوص در صورتی که فشار آب یا گاز در
سنگ‌هایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد از گالن استفاده می‌کنند. این ماده تا
کنون خیلی کم استفاده شده است زیرا وزن مخصوص بالایی دارد و سریع ته نشین می‌شود و
معلق نگه داشتن آن بسیار دشوار است.

سنگ آهک(1)1: این ماده همانند باریت در آب نامحلول و جزو مواد غیر
فعال به حساب می‌آید و برای بالا بردن وزن گل‌های پایه روغنی ( تا وزن 100 پوند بر
فوت مکعب) از آن استفاده می‌شود‌. نوع خالص آن به گل سفید معروف است‌. سنگ آهک در
اسید کلریدریک به خوبی حل می‌شود و به همین دلیل هنگام حفاری در سازند آسماری از
آن به عنوان افزایش دهنده وزن گل استفاده می‌کنند‌. تا پس از پایان عملیات حفاری
بتوان به وسیله اسید کلریدریک تمام ذرات سنگ آهک را که احتمال می‌رود خلل و فرج
طبقه نفت خیز را پر سازند، حل نموده و خروج نفت را آسان‌تر کند‌. البته نوع دیگر
آن به صورت دانه‌دانه است و به سنگ آهک دانه‌ای معروف است، فقط برای پر کردن ترک
یا گسستگی‌های طبقات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آهک زنده: جهت کاهش وزن مخصوص و
برای بالا بردن pH گل پایه آبی از آهک استفاده می‌شود‌.
ضمناً به عنوان پایدارکننده‌های گل‌های روغنی نیز مصرف می‌شود‌. مقدار مصرفی آن
حدود 6 تا 8 پوند برای هر بشکه می‌باشد‌.

کربوکسی متیل
سلولز
)
2 (
:
یک نوع کلوئید آلی است و معمولاً تحت نام عمومی‌ ثعلب در میان مردم شناخته می‌شود‌.
پودری است سفید رنگ که در آب به خوبی حل می‌شود‌. CMC یک نوع پلیمر آنیونی است که ذرات آن روی سطح ذرات رسی قابل جذب هستند.

ژیپس: برای جلوگیری از آلودگی
کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانی‌های رسی از ژیپس استفاده می‌شود.

آزبست: به منظور افزایش درصد
مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.

نمک: در موقع حفاری از میان
سازندهای نمکی به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل تورم رس‌ها در سازند
ماسه سنگی از نمک استفاده می‌شود.

پرلیت و خاکستر
آتشفشانی
:
جهت تهیه سیمان‌های سبک و خاص به کار می‌روند.

فسفات‌ها: فسفات‌ها برای
فرونشاندن بار الکتریکی موجود روی ذرات رس، شیل و بنتونیت‌های تجارتی به کار می‌رود‌.
در مواردی که گل حفاری منعقد می‌شود از این ماده برای پایین آوردن غلظت گل استفاده
می‌گردد‌.

 L.C.M(1)1:
موادی هستند که برای پر کردن ترک خوردگی‌های دیوار چاه و جلوگیری از مهاجرت گل
حفاری به درون این حفره‌ها به کار می‌روند و عبارتند از: الیاف گونی و پوسته
شلتوک، پوست گردو، پوست صدف یا گوش ماهی، خاک اره (پسماندهای اره نجاری) و مواد
دیگری نظیر ساقه برنج یا گندم.

کربنات سدیم یا
سوداـ اش
(2): این ماده به عنوان رسوب‌دهنده
یون کلسیم به خصوص سولفات کلسیم در گل‌های پایه آبی با pH
پایین نقش مهمی ‌را بازی می‌کند‌.

کاستیک سودا: نام دیگر آن سود سوزآور
است، در آب به خوبی حل می‌شود و قادر است pH
محیط را به 14 برساند و از آن برای کنترل pH گل
پایه آبی استفاده می‌شود‌. به دلیل هزینه بالا، گاهی از آهک به جای سود سوزآور
استفاده می‌شود‌.

 بیکربناتسدیم(3)1: این ماده به سودای خمیر معروف است، از بی‌کربنات سدیم به
منظور رسوب دادن یون کلسیم حاصل از سیمان یا سولفات کلسیم بی‌آب در گل‌هایی کهpH آنهابالاتراز 5/8 باشد،استفادهمی‌شود‌.
هدف اصلی از به کار بردن بیکربنات در گل‌های حفاری مبارزه با آلودگی سیمان است
زیرا سیمان pH گل را بالا می‌برد و خواص فیزیکی گل
را به کلی خراب می‌کند‌. بی‌کربنات سدیم به علت داشتن یون هیدروژن خود باعث کاهش pH می‌شود‌.

بی کربنات
باریم
(4): پودری سفید رنگ و بسیار
سمی ‌می‌باشد‌. برای مبارزه با آلودگی گل حفاری به انهیدریت (سولفات کلسیم بی‌آب)

از آن استفاده می‌شود‌. هنگامی‌که در لایه زمین دارای انهیدریت در حال حفاری
هستیم، مقدار زیادی سولفات کلسیم وارد گل می‌شود و خواص گل را تغییر می‌دهد‌. وجود
یون حاوی کلسیم در لایه‏های حاوی ژپیس(5) و انهیدریت(6)
باعث به هم پیوستن رس‌های موجود در گل حفاری شده اصطلاحاً گل گلوله گلوله می‏شود و
این امر باعث هدر رفتن آب گل حفاری و افزایش گرانروی و ضخیم ‏شدن بیش از حد گل
می‏شود که با افزایش کربنات باریم و جوش‏شیرین در زمانی که مقدار کلسیم کم باشد و
یا چنانچه مقدار کلسیم زیاد باشد باید با افزایش آهک گل آهکی یا کلسیمی‌ساخت تا
مشکل گل را تا حدودی برطرف کنند.

لیگنو سولفات
فروکروم
:
این ماده که در صنعت به سپرسین نیز معروف است به عنوان تینر(1)5 درگل‌هایآبنمکاشباع استفاده می‌شود‌. این ماده باعث
کاهش گرانروی در گل‌های که مواد جامد آنها کم و pH
بالا است می‌گردد.

کرومات سدیم(2)
و سولفیت سدیم
:
برای کاهش زنگ‌زدگی در لوله‌ها از آنها استفاده می‌شود‌.

کلرور کلسیم(3): به صورت فلس یا دانه‌دانه
و رنگ‌های سفید یا خاکستری یافت می‌شود‌. این ماده شدیداً جاذب رطوبت است‌. از
کلرور کلسیم در گل‌های بدون مواد جامد، سیمانکاری چاه نفت به عنوان کاهش‌دهنده
زمان بندش سیمان و در گل‌های پایه روغنی به منظور جلوگیری از ریزش رس موجود در
طبقات زمین استفاده می‌شود‌.

فروبار: ماده‌ای است به رنگ
قرمز آلبالویی و مخلوطی از هماتیت(4) با سیلیکات‌های غیر قابل متورم
شدن ساخته شده است‌. وزن مخصوص آن gr/cm37/4 و ذرات آن به صورت
گرد و مدور هستند‌. در عملیات حفاری همانند باریت به عنوان افزایش‌دهنده وزن گل
استفاده می‌شود‌. ترکیبات فروبار شامل 85 درصد سیلیکات‌های آلومینیوم فوری و سرب
می‌باشد‌.

 نشاسته(5)1: نخستین پلیمر آلی است که به مقدار وسیعی
در گل‌های پایه آبی مصرف می‌شود‌. وظیفه اصلی نشاسته در عملیات حفاری کنترل هرزروی
آب(6) می‌باشد‌. اما برای کاهش خاصیت ژلاتینی گل هم به کار می‌رود.

پلیمر ایکس سی(7): نام دیگرآن زانتان گام
می‌باشد‌. این ماده یک نوع پلی ساکارید محلول در آب است و در اثر واکنش باکتری‌های
بخصوصی بر روی هیدرات‌های کربناته بدست می‌آید‌.

این پلیمر به عنوان یک
ماده سوسپانسیون ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد و هدف اصلی از به کارگیری آن تهیه
گل‌های حفاری عاری از مواد جامد می‌باشد. ‌.

صابون مایع(8): مایعی است که در صورت
مخلوط کردن با آب، کف تولید کرده و برای ساختن گل حفاری با وزن حجمی‌ کمتر از وزن
آب مورداستفادهقرارمی‌گیرد‌.