سیال حفاری

سیالات حفاری وظایف بسیاری را انجام می دهند: کنترل فشار سازند، خارج کردن cutting از چاه، آب بندی سازندهای نفوذپذیر که در حین حفاری با آنها مواجه می شوند، خنک سازی و روانکاری مته، انتقال انرژی هیدرولیک به ابزارهای پایین چاه و مته و مهم ترین آنها، حفظ پایداری چاه. ترکیبات سیال حفاری بر اساس نیاز چاه، قابلیت دکل و محیط متفاوت است. مهندسان سیالات حفاری را برای کنترل فشارهای زیرسطحی، به حداقل رساندن آسیب سازند، به حداقل رساندن هدرروی گل و بهینه سازی پارامترهای حفاری طراحی می کنند.

سیستم های سیال حفاری

سیستم های سیال حفاری دارای یک فاز پیوسته مایع است و یک فاز ناپیوسته شامل جامدات است. در مواردی، آنها همچنین دارای یک فاز گازی هستند که یا بر اساس طراحی یا در نتیجه حباب گاز سازند است. فاز پیوسته ممکن است برای دسته بندی انواع سیال حفاری به عنوان گاز، سیالات آبی یا سیستم های غیرآبی استفاده شود. این سیالات ترکیبی از اجزای مایع و جامد هستند که هر کدام برای تغییر خاصیت خاصی از سیال حفاری مانند ویسکوزیته و چگالی آن طراحی شده‌اند.

ساخت محلول های شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه سیال حفاری

سیالات حفاری آبی که به طور کلی به عنوان گل های پایه آبی شناخته می شوند، رایج ترین و متنوع ترین در بین سه نوع سیال حفاری هستند. آنها از ترکیب ساده آب و خاک رس گرفته تا سیستم های سیال حفاری پیچیده تثبیت کننده خاک رس که شامل اجزای بسیاری هستند، متفاوت است. در سال‌های اخیر، مهندسان و دانشمندان در تلاش برای رقابت با سیالات غیرآبی که معمولاً در محیط‌های حفاری چالش برانگیز استفاده می‌شوند، بر بهبود عملکرد بازدارنده و حرارتی سیستم‌های پایه آبی تمرکز کرده‌اند.

در سیالات حفاری غیرآبی، که معمولاً به عنوان گل های پایه روغنی شناخته می شوند، فاز پیوسته ممکن است شامل روغن های معدنی، استرهای زیست تخریب پذیر، الفین ها یا انواع دیگر باشد. اگرچه معمولاً از سیالات حفاری آبی پرهزینه تر هستند، اما این سیستم ها تمایل به پایداری حرارتی و روانکاری دارند که ممکن است به کاهش هزینه کلی برای اپراتور کمک کند.

چرخه حیات سیال حفاری

طراحی و نگهداری سیال حفاری فرآیند تکراری هست که تحت تأثیر شرایط سطح و چاه قرار دارد. این شرایط با حفر چاه از طریق سازندهای عمیق‌تر تغییر می‌کند و با افزایش تدریجی دما و فشار مواجه می‌شود و گل دستخوش تغییرات شیمیایی می گردد که توسط انواع مختلف سنگ و سیالات سازند ایجاد می‌شود. متخصصان سیال در محل و مهندسان کارکنان از مهندسی فرآیند پیوسته برای تنظیم دقیق سیال حفاری در پاسخ به شرایط تغییرات چاه استفاده می کنند و سپس عملکرد سیال را ارزیابی کرده و خواص سیال را در یک چرخه مداوم اصلاح می کنند.

طراحی اولیه

در مرحله برنامه ریزی، کارشناسان سیال انواع سیستم گل را برای هر بخش چاه انتخاب می کنند. این سیستم ها برای برآوردن چندین مشخصات، از جمله الزامات چگالی، پایداری چاه، گرادیان های حرارتی، لجستیک و نگرانی های زیست محیطی طراحی شده اند. حفاری ممکن است با یک سیستم سیال ساده شروع شود. آب اغلب اولین سیالی است که برای حفاری تا نقطه پوشش اولیه استفاده می شود. همانطور که چاه عمیق تر می شود، افزایش فشار سازند، افزایش دما و تشکل های پیچیده تر نیاز به سطوح بالاتری از کنترل مکانیکی چاه و ظرفیت تمیز کردن آن را دارد. سیستم های سیال ساده ممکن است جابجا شوند یا به گل بازدارنده پایه آبی وزنی تبدیل شوند و به دنبال آن در اعماق بیشتر مایعات حفاری غیرآبی قرار گیرند.

تامین و ساخت دستگاه و تجهیزات آزمایشگاه سیال حفاری

گردش

ویژگی سیال حفاری دائماً در حال تکامل است. در یک چرخه گردش، مایع انرژی مصرف کرده، cutting ها را بلند کرده، مته و چاه را خنک کرده و سپس مواد زائد را در سطح آزاد می کند. این امر مستلزم آن است که مهندسان و متخصصان سیالات به طور مداوم سیستم را با مایعات تازه و سایر مواد افزودنی ارزیابی و شارژ کنند.

اندازه‌گیری و طراحی مجدد

متخصص سیالات حفاری ویژگی‌های خاصی از گل برگشتی را اندازه‌گیری می‌کند. خواص ویژه اندازه گیری شده معمولاً تابعی از نوع سیال مورد استفاده است، اما معمولاً شامل چگالی، رئولوژی، نرخ فیلتراسیون، محتوای فاز پیوسته و نسبت ها و محتوای جامدات طبقه بندی می شود. سیال بیشتر برای pH، سختی، قلیاییت، کلریدها، محتوای گاز اسیدی و سایر پارامترهای خاص برای انواع خاصی از مایعات مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس متخصص یک برنامه درمانی برای 12 تا 24 ساعت آینده طراحی می کند. متخصص حفاری، دریکمن و گل شناس به طور مداوم شرایط چاه و ویژگی‌های سیال برگشتی را کنترل می‌کنند، سپس طبق شرایط چاه و حفاری، تنظیمات گل را انجام می‌دهند.