مطالب آموزنده در مورد برنامه جداره گذاری

harping

عضو جدید
برنامه جداره گذاری

برنامه جداره گذاری یک چاه شامل دو قسمت عمده و مهم می‌باشد ،یکی انتخاب سایز جداری و مته مناسب و دیگری انتخاب دقیق عمق جداره گذاری است. قبل از انجام هر گونه طراحی،مهندس طراح باید حداقل به موارد زیر توجه داشته باشد:

1)هدف از حفاری چاه(اکتشافی ،تولیدی،تزریقی)
2)سکانس‌های زمین شناسی منطقه که باید شامل لیتولوژی،فشار سازند و مشکلات حفاری در هر لایه باشد
3)سایز های موجود جداری و مته در انبار
4)حداکثر نیروی قابل تحمل توسط دکل هنگام راندن لوله جداری

از آنجایی که هدف ابتدای برای حفاری هر چاه،تولید نفت یا گاز از مخزن می‌باشد،بنابراین قطر جداری آخر که در سکشن مخزن قرار می‌گیرد.باید به اندازه ای بزرگ باشد

که مشکلی برای تکمیل چاه نیاز احتمالی در آینده به فراز آوری با گاز(Gas lift)و راندن وسایل ارزیابی مخزن پیش نیاید. قطر نهایی بزرگ‌تر سبب تولید با نرخ بیشتر از

مخزن ولی در عوض افزایش هزینه نهایی می‌گردد.سرعت حفاری بالاتر،حجم گل و سیمان مورد نیاز کمتر،رشته جداری کوچک‌تر و دکل با توان کمتر از جمله مواردی

هستند که به کاهش هزینه در حفاری حفره کوچک‌تر کمک می‌کنند.با مشخص شدن قطر جداری تولیدی،سایز مته برای حفاری مخزن مشخص می‌گردد. برای راندن یک

لوله جداری به منظور داشتن یک عملیات سیمان کاری خوب و نصب جداری در عمق مورد نظر،باید اثر کیک گل حفاری روی دیواره چاه و حداکثر قطر خارجی لوله جداری

(در محل اتصالات)مد نظر قرار گیرد یا به عبارت دیگر طراحی به شیوه‌ای صورت گیرد که فضای حلقوی با اندازه متناسب (بین 1تا3.5اینچ)بین رشته جداری و دیواره چاه

موجود باشد.قطر داخلی لوله جداری برای فاز قبلی،باید به گونه ای انتخاب شود که مته بتواند بدون گیر از درون آن عبور کند. به این ترتیب می‌توان با توجه به سایز مته

برای فاز بعدی،قطر گذر(Drift diameter)را برای جداری قبلی تخمین زد و این پروسه را تا رسیدن به سطح ادامه داد.شکل زیر به صورت شماتیک الگوریتم انتخاب سایز مته

و جداری را نشان می‌دهد. خط‌های پیوسته انتخاب‌های معمول و خط‌های غیر پیوسته،انتخاب‌های محتمل را نشان می‌دهند.

1_spPipeChart.jpg

انتخاب محل جداره گذاری

عمق لوله جداری تولیدی،با توجه به عمق مخزن و محل تکمیل چاه،و عمق لوله جداری سطحی نیز با توجه به قوانین کشور و یا قوانین شرکت نفت تعیین می‌گردد و در

این بین، تنها عمق جداره گذاری برای لوله های جداری میانی با توجه به محدودیت‌های عملیاتی موجود توسط مهندس حفار یا طراح چاه مشخص می‌شوند.

در حین حفاری فرا تعادلی(over balanced drilling)فشار دینامیک در هر نقطه از چاه باید بیشتر فشار سازند و در عین حال زیر فشار شکست سازند باشد در صورتی که

برای حفاری فرو تعادلی(under balanced drilling) شرایط کاملاً متفاوت است. در این نوع حفاری،فشار جریانی سیال حفاری در ته چاه باید کمتر از فشار سازند باشد تا

سیال بتواند در حین حفاری تولید شود و از طرف دیگر،فشار سیال حفاری باید به گونه ای باشد که بتوان جلوی فروریختن(Hole collapse)دیواره چاه را بگیرد. بنابراین

دانستن این حدود فشاری،برای طراحی وزن گل حفاری و در ادامه، طراحی رشته جداری بسیار مهم است

روش معمول برای انتخاب نقاط جداره گذاری،عبارتست از رسم نموداری شامل گرادیان های فشار سازند و فشار شکست سازند(در شکل زیر)تا بتوان با توجه به وزن گل

Untitled.jpg

انتخابی،محل گذاشتن لوله های جداری مشخص گردد. معمولاً برای انتخاب عملیات حفاری مطمئن و بدون مشکلاتی مانند فوران چاه یا هرزروی کامل گل،مقادیری به

عنوان حاشیه امنیت یا safety marginدر نظر گرفته می‌شود. از محل عمق پاشنه جداری تولیدی یک خط عمودی(چون در حفاری یک فاز معمولاً وزن گل تغییرات چندانی

نمی‌کند و ثابت است)به سمت بالا رسم کرده،زمانی که این خط به نمودار مربوط به شکست سازند(حاشیه امن شکست)برخورد کرد،عمق مربوط به نقطه برخورد را

محل جداری میانی در نظر می‌گیریم و از همین عمق از روی خط مربوط به فشار سازند(حاشیه امن کیک)،خط عمودی دیگری را آغاز و دوباره به سمت بالا ادامه می‌دهیم

تا با برخورد دوباره به نمودار مربوط به شکست سازند نقطه جداره گذاری جدید مشخص شود. این فرایند را ادامه می‌دهیم تا به سطح برسیم و هر بار برخورد با خط مربوط

به فشار شکست سازند نشان دهنده جداره گذاری یک رشته جداری میانی است.

با مشخص شدن تعداد رشته های جداری در هر فاز می‌توان وزن گل مناسب را با توجه شرایط فشاری چاه انتخاب کرد. در انتخاب وزن گل پیشنهاد می گردد به منظور

جلوگیری از کیک و ایجاد پایداری در دیواره چاه وزن گل بالا در نظر گرفته شود.البته انتخاب وزن گل بالا علاوه بر هرزروی ،سبب کاهش چشمگیر سرعت حفاری

می‌گردد.بنابراین بهتر است وزن گل به گونه ای انتخاب شود که فشار ناشی از ستون گل حدود100تا200پام از فشار سازند بیشتر شود.

یکی دیگر از فاکتور های مهمی که باید در تعیین محل‌های جداره گذاری مد نظر قرار گیرد،این است که جداری میانی در عمقی قرار داده شود تا در صورت کیک کردن چاه و

اقدام به کشتن آن سازند در پاشنه جداری قبلی نشکند.همان طور که در شکل بالا نشان داده شده است خط سمت راست نشان دهنده حد بالایی فشار

(فشار شکست سازند)در هر عمق است که به خاطر افزایش تراکم سنگ با افزایش عمق افزایش می‌یابد. بنابراین برای جلوگیری از شکست باید پاشنه(کفشک)جداری

میانی تا جایی که ممکن است پایین آورده شود،اگر به خاطر شرایط فشاری حاکم بر چاه این امر امکان پذیر نیست باید جداری میانی دیگری بین این دو نقطه در نظر

گرفته شود.

در حین کیک اگر چاه بسته شود،فشار سر چاه شروع به افزایش می‌کند تا جایی که سبب شکستن سازند در پاشنه جداری می‌گردد. اگر کیک گازی باشد،شدت افزایش

فشار به مراتب بیشتر خواهد بود کیک تلورانس پارامتری است که مشخص می‌کند آیا در صورت بستن چاه،شکست در پاشنه جداری اتفاق می‌افتد یا نه و به عبارت دیگر

کیک تلورانس عبارتست از ماکزیمم فشار سازند در ته چاه(در نقطه جداره گذاری بعدی)،که اگر با گل موجود چاه بسته شود هیچ گونه شکافی در دیواره چاه ایجاد نشود.

محل جداره گذاری باید به گونه ای انتخاب شود که چاه توانایی تحمل 20بشکه کیک گازی را در عمق پایین‌تر دارا بوده و هیچ گونه گیر دیفرانسیلی رشته حفاری،بین نقطه

جداره گذاری و ته چاه مشاهده نشود.

ضیف تر ین نقطه در طول چاه از نظر مقاومت در برابر شکست پاشنه جداری است،زیرا این نقطه،اولین نقطه از حفره باز چاه است که فشار گل به طور مستقیم به آن

اعمال می‌شود. هر چه ما به سمت‌های پایین‌تر چاه می‌رویم مقاومت شکست سازند بیشتر می‌شود و خطر شکستن دیواره کاهش می‌یابد .برای جلوگیری از شکست

در پاشنه جداری باید فشار ستون گل در مقابل پاشنه جداری،کمتر از مقاومت شکست سازند در این نقطه باشد.از سوی دیگر به منظور جلوگیری از گیر اختلاف

فشاری(Differential sticking)در قسمت حفره باز ،هرگز نباید اختلاف فشار ستون گل و سازند بیشتر از
psi 1000 شود.


اگر در اثر ورود سیال به داخل چاه کیک اتفاق بیفتد و سیال وارد شده گاز باشد،شروع به انبساط و بالا رفتن می‌کند که همراه با افزایش فشار سر چاهی خواهد بود.برای

طراحی،همواره باید بدترین حالت را در نظر گرفت که در مورد کیک گازی،وجود متان خالص است،زیرا متان دارای کمترین وزن مولکولی و در نتیجه دارای کمترین گرادیان

فشار می‌باشد.در این صورت می‌توان فشار در نقطه بالایی کیک گازی را تقریباً برابر با فشار در ته کیک در نظر گرفت،یعنی گرادیان فشار گاز نزدیک صفر باشد.در لحظه

کشتن چاه،بدترین حالت زمانی است که بالای کیک به محل کفشک جداری برسد زیرا این نقطه ضعیف‌ترین قسمت چاه بوده و احتمال شکستن سازند در این محل

بالاست.بنابراین با دانستن فشار سازند در ته چاه به همراه گرادیان فشار کیک و گل حفاری،حداکثر فشار دالیزی سطحی(SICP(Maximum shut in casing pressure))را

می‌توان به گونه‌ای تعیین کرد که هیچ گونه شکافی در دیواره چاه ایجاد نشود. این فشار در محل چند راه کاهنده فشار قابل رویت و ملموس است و از طریق رابطه زیر

بدست می‌آید
SICP[SUB]max[/SUB]=0.052(FG[SUB]@ shoe[/SUB]-MW)D[SUB]shoe
[/SUB]
اگر فشار در سطح کمتر یا برابر با SICP[SUB]max[/SUB]باشد مشکلی پیش نمی‌آید.با توجه به ماکزیمم فشار سطحی می‌توان کیک تلورانس(k)را تخمین زد


0.052K × D[SUB]BH [/SUB]= SICP[SUB]max[/SUB] + 0.052MW × D[SUB]BH [/SUB]


K=[FONT=&quot]D[SUB]Sho[/SUB][/FONT] /D[SUP][SUB]BH[/SUB][/SUP] ( [FONT=&quot][/FONT]FG[SUB]@ shoe[/SUB]-MW ) +MW


در روابط بالا:
SICP[SUB]max[/SUB][SUB]:[/SUB]ماکسیمم فشار سطحیPSI
FG[SUB]@ shoe[/SUB]:گرادیان فشار شکست سازند در پاشنه جداری،PPg
D[SUB]shoe [/SUB]:عمق عمودی پاشنه جداری است
K:کیک تلورانس،ppg
D[SUB]BH[/SUB]:عمق عمودی ته چاه،ft

اگر مقدار زیادی گاز وارد چاه شود،مقدار کیک تلورانس به شدت کاهش می‌یابد بنابراین برای اطمینان از تعیین دقیق محل گذاشتن جداری میانی همواره سیال وارد شده به چاه گاز در نظر گرفته می‌شود.

اگر در حین حفاری به یک لایه گازی پر فشار برسیم ،گاز وارد چاه خواهد شد و به خاطر تا خیر زمانی تا موقعی که بتوان در سطح از روی افزایش ارتفاع گل در داخل تانک‌ها،کیک را تشخیص داد،حداقل

حدود15بشکه کیک گازی وارد چاه می‌شود.حال اگر کل پروسه بستن چاه به خوبی انجام شود و حداقل زمان ممکن برای بستن چاه یک دقیقه در نظر گرفته شود،در این زمان نیز حدود20بشکه گاز وارد چاه

خواهد شد. بنابراین در حالت ایده آل بعد از ورود35بشکه سیال چاه بسته خواهد شد.

از آنجایی که فشار فقط به ارتفاع سیال بستگی دارد،حجم ورودی گاز به چاه مهم نمی‌باشد بلکه مهم ارتفاعی است که این سیال در اطراف لوله های وزنه و لوله های حفاری اشغال می‌کند. به ارتفاع ناشی

از ورود 35بشکه سیال خارجی مینیمم ارتفاع کیک گفته می‌شود که اگر مقدار آن طول لوله های وزنه کمتر باشد از فرمول زیر قابل محاسبه است.


L[SUB]K [/SUB][SUB]min=[/SUB]1029.4/D[SUP]2[/SUP][SUB]h[/SUB] – OD[SUP]2[/SUP][SUB]DC [/SUB]× V[SUB]kick[/SUB]
[SUB] [/SUB]​
 
Similar threads
Thread starter عنوان تالار پاسخ ها تاریخ
harping مطالب مفید از لوله های آستری مهندسی نفت 1

Similar threads

بالا