گل حفاری و نقش آن در حفاری های اکتشافی نفت و گاز

فهرست مطالب :

»موارد استفاده ازگل حفاری

»نقش مواد در گل حفاری

»مواد معدنی مورد استفاده در حفاری

»انواع گل حفاری

»موادی که به گل اضافه می شود 

»مشخصات گل حفاری

»آنالیز گل حفاری

»سیستم گردش گل

»گردش گل حفاری

»» موارد استفاده از گل حفاری

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مغزه گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

گل حفاری غیر از بالا آوردن تراشه های زمین کاربردهای دیگری نیز در ته چاه انجام می دهند که عبارتند از خنک کردن و روان کردن مته . علت اینکه بجای آب از گل حفاری استفاده می شود این است که خرده سنگهای حفاری شده دارای وزن مخصوص زیادی هستند و با اینکه گل بعلت سرعت زیاد آنها را با خود بالا می آورد معهذا باید گرانروی گل بحدی باشد که بتواند خرده سنگها را با سهولت وبه سرعت از چاه خارج کند .

گلی که بدین ترتیب خرده سنگها را از چاه بیرون می کشد و بدرون صافی مخصوصی که شبیه غربال است هدایت می شود در آنجا خود گل از صافی عبور کرده اما خرده سنگها روی صافی باقی می مانند و گل پس از عبور از صافی در مخزنی جمع آوری و از آنجا مجددا بداخل رشته حفاری تلمبه می شود . بدین ترتیب جریان دائمی گل از درون کاسه گردان به داخل رشته حفاری و سرمته و از آنجا به فضای بین رشته حفاری و چاه و تا صافی مخزن ادامه پیدا می کند .

گل حفاری باعث می شود ستون گل حفاری به دیوار چاه فشار آورد و مانع ریزش آن شود . به علاوه بدنه چاه را اندود کرده و منافذ آنرا می گیرد و دیگر آنکه در مواقعی که مته در اعماق زیاد به لایه گاز یا نفت ( در حفاری های نفت و گاز ) می رسد ستون گل مانع می شود که گاز یا نفت از منافذ لایه مذکور که ممکن است فشار زیاد هم داشته باشد بروی چاه را یابد . به همین جهت غلظت و وزن گل حفاری باید بیش از وزن آب و بحدی باشد که بتواند فشار لایه متخلخل مذکور را خنثی کند .

»» نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص: برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت : به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری : ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

»» مواد معدنی مورد استفاده در حفاری

بنتونیت : به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.

میکا : برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

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

باریت : برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.

گالن : به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.

آهک و دولومیت : جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.

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 به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.

کربنات و بی‌کربنات سدیم : به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی : این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند.

»» انواع گل حفاری :

a) گل پایه آبی

b) گل هوا و کف :  نوعی گل پایه آبی بوده که در طبقات با شکستگی زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.

c) گل پایه روغنی : بخش عمده آن گازوئیل ( ???  تا 9?? ) و بقیه آن آب نمک و دیگر افزودنیها می باشد.به چند دلیل در حفاریها از گل روغنی استفاده می شود :

1. در بخشهای مخزنی جهت جلوگیری از ریزش چاه

2. جلوگیری از ریزش شیل

3. عدم نفوذ زیاد گل بدرون سازند

الف ) گاهی نوع خاص از گل تزریق می شود به نام پیل  :  که با ویسکوزیته بیشتر است و هنگامی که چاه ساکن است بدرون چاه اضافه می شود و جلوگیری از هرزروی که یا از LCM (مواد کنترل کننده هرزروی) و یا از  Hv  Pill  (پیل با ویسکوزیته زیاد یا پیل غلیظ)استفاده می شود.

ب  ) سلاگ  : با وزن حجمی بیشتری است و در هنگام لوله لوله بالا مورد استفاده  قرار می گیرد.