انواع سیالات حفاری

[mim-shimi 25,686]

سیالات حفاری عمدتا عبارتند از:

1-گازها

2-مایعات

3-گل حفاری

4-امولوسیون هیدروکربن های نفتی در آب و یا آب در هیدرو کربن های نفتی

5-ترکیبی از دو نوع سیال حفاری.

 

1- گازها

گازهایی که به عنوان سیال حفاری از آنها استفاده می شود عبارتند از هوا،گاز متان، نیتروژن و دی اکسید کربن . استفاده از گاز متان به دلیل میلی که به ترکیب با هوا وتولید انفجار دارد استفاده اش محدود است . امکان به کار گیری نیتروژن و دی اکسید کربن در حال بررسی و تحقیق است که نتایج اولیه به دست آمده در مورد این دو گاز ، امیدوار کننده نیست. تنها گازی که در عمل از آن استفاده می شود و هوا است هوا ارزان سبک و بهترین تمیز کننده است ضمن آنکه به دیواره ی چاه نیز آسیب نمی رساند. اما در همه موارد حفاری نمی توان از هوا استفاده کرد که اهم دلایل آن عبارتند از :

1- پایین بودن چگالی آن که قادر به حمل ذرات درشت حفاری نیست

2- قادر به کنترل فشار طبقات نیست.

3- برای رفع مشکلات ناشی از شیل کاربرد ندارد.

به همین دلیل در حفاریهای اکتشافی و حفاریهای عمیق با ماشینهای چرخشی از هوا استفاده نمی شود .

 

2-مایعات (آب )

مایعاتی که به عنوان سیال حفاری مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از آب خالص (fresh water ) ، آب نمک (salt water) و روغن بعد از هوا تقریبا آب به دلیل گرانروی و چگالی کم مناسب ترین سیال حفاری برای ایجاد چاه در شرایط عادی است،به طور کلی غیر از مواردی که برای استفاده آب ذکر گردیده آب در مواردی استفاده می شود که جرم مخصوص آن برای کنترل فشار طبقات زمین کافی باشد یا چاه از میان سنگ ها کم مقاومتی همچون شیل عبور نکند . آب نمک نسبت به آب خالص مزیت بیشتری دارد . این امر به دلیل وجود نمک در آب (10 درصد ) و داشتن وزن مخصوص زیادتر و ایجاد فشار هیدرو استاتیکی بیشتر نسبت به آب است . روغن فشار هیدرو استاتیکی کمتری نسبت به آب نمک و آب خالص ایجاد می کند که علت آن چگالی کمتری است که نفت نام دارد و در موارد فشار غیر نرملا ( فشار کمتر از 0.433 پوند بر اینچ مربع به ازای هر فوت ) از آن استفاده می شود . حفاری از میان ماسه سنگ توسط آب خالص موجب انبساط و ازدیاد حجم رسی موجود در ماسه سنگ می شود که سبب مسدود شدن منافذ سنگ می گردد . این فرایند بالاخص در چاههای نفت اهمیت ویژه ای دارد زیرا باعث عدم ورود نفت از ماسه سنگ به چاه می شود.

آب نمک موجب انبساط کمتر رس با توجه به آب خالص می شود . در مواردی ممکن است اساس سیال آب باشد اما روغن به آن اضافه شده باشد یا با لعکس در این شرایط سیال به حالت امولسیونی در می آید. افزون روغن به آب به دلیل ایجاد خاصیت جلا دهندگی به سیال است.

3-گلهای روغنی ( اساس ترکیبات نفتی ) (oilbase mude )

ترکیب اصلی اینگونه گلهای حفاری را هیدروکربن های نفتی بالاخص آنهایی که از نقطه اشتعال بالایی (high flash point ) برخوردارند تشکیل می گردد و در آن ذرات جامد به صورت معلق است. از این گونه گلها برای حفاری ماسه سنگ ها استفاده می شود .زیرا استفاده از آب موجب خسارت به آنها می شود . همچنین در مواردی که حفاری از درون شیل موجب ایجاد حفره در آن می گردد ( به دلیل فشار هیدرو استاتیکی زیاد ) از اینگونه گل حفاری که وزن مخصوص کمتری استفاده می شود.

4-گلهای امولسیونی ( اساس آب ) ( wateremulsion mude )

در اینگونه گلهای حفاری معمولا روغن به صورت قطره به درون آب اضافه می شود . مقدار آن به طور معمول بین 10 تا15 در صد از حجم گل حفاری است و در صورت لزوم تا 50 در صد از حجم گل حفاری رامی توان با روغن تشکیل داد. رس و ذرات جامد دیگر نیز می توانند به این گونه گلهای حفاری را آب خالص یا آب نمک تشکیل می دهند. وجود روغن باعث شفافیت و جلا دادن سر مته ، وزنه اضافی و لوله حفاری می شود و بدین طریق موجب کاهش چسبندگی ذرات حفاری به دندانه های مته و رشته لوله حفاری می شود. بالاخص در سیستم حفاری چرخشی لوله حفاری سریعتر می چرخد و در مجموع سرعت حفاری با اینگونه گل حفاری افزایش می یابد.

5-گلهای امولسیونی ( اساس ترکیبات نفتی ) (oilemulsion muds )

ترکیبات اصلی این گونه حفاری را هیدرو کربن نفتی تشکیل می دهد و به مقدار کم به آن اضافه می گردد. این گونه گلهای حفاری برای سنگ های نمکی ، انیدریت (anhydrit ) بسیار مناسب می باشد. ترکیب دو سیال حفاری در مواردی به کار برده می شود که از هوای فشرده جهت کاهش دادن فشار هیدرو استاتیکی سیال استفاده شود . در این شرایط نه تنها به هدر رفتن سیال حفاری کاهش می یابد بلکه سرعت چالزنی نیز افزایش یافت.