| گل حفاری، انواع، کاربردها، مزایا و مشکلات ناشی از آن | |
| تعداد صفحات | ۳۸ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۸۹۹ kb |
گل حفاری، انواع، کاربردها، مزایاو مشکلات ناشی از آن
در این قسمت پروژه با موضوع گل حفاری، انواع، کاربردها، مزایاو مشکلات ناشی از آن به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
مقدمه
گل حفاری سیالی متشکل از مواد مختلف است که جهت سهولت و ادامه عملیات حفاری از دیرباز در حفاری مورد استفاده قرار می گرفت و به مرور زمان مواد مختلف با خواص گوناگون فیزیکی و شیمیایی به آن افزوده شد. میزان پیشروی حفاری و بررسی های اقتصادی حفاری ها، نقش موثر گل حفاری و انتخاب مناسب آن، در حفاری سازندهای مختلف را آشکار می سازد. بررسی مشکلات بوجود آمده به هنگام حفاری و ارائه راهکارهای مناسب به ویژه در انتخاب نوع گل حفاری و افزاینده های مناسب با آن، در این نوع گل ها مورد توجه گل شناسان بوده است.
از جمله مشکلاتی که طی سالهای اخیر، در حفاری سازندهای شیلی مدنظر بوده است مشکلات استفاده از گل هایی بر پایه روغن بوده است که به دلیل اثرات مخرب زیست محیطی دور ریزنده های این نوع گلها گل شناسان را به سمت استفاده از گل هایی بر پایه آب سوق داده است که با توجه به مشکلات خاص ایجاد شده در این نوع گل ها نیز، بحث استفاده از افزاینده های پلیمری جهت بهبود خواص کلی انواع گل ها در مواجهه با انواع مشکلات ایجاد شده در سازندهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است.
در این پروژه سعی شده است که با معرفی سیال پلیمری و مقایسه آن با سیال روغنی و تأثیر هر یک بر روند حفاری، نشان داده شود که می توان امیدوار بود در آینده ای نزدیک در صنعت حفاری کشور سیال پلیمری به طور کامل جایگزین سیال روغنی خواهد شد.
گل حفاری
سیستم گل حفاری در عملیات حفاری با ترکیب خاص خود یکی از مهم ترین قسمت های عملیات حفاری می باشد و سهم بسزایی در این عملیات ایفا می کند. بدون داشتن سیستم گل حفاری، عملیات حفاری امکان پذیر نمی باشد. گلی که جهت آغاز حفاری مصرف می شود، در مکانهای مختلف متفاوت می باشد به گونه ای که در پاره ای موارد می توان آب مصرف نمود، حال آن که این مساله همیشگی نیست. طبقات سطحی بعضی نواحی از شنها و قلوه سنگ های کم مقاومت تشکیل شده اند که در این صورت گل تقریبا غلیظی لازم است تا از شسته شدن طبقات جلوگیری کرده و خرده سنگ ها را به سطح زمین برساند و دیواره پایداری برای چاه به وجود آورد.
جهت حفاری طبقات سطحی معمولا از گل طبیعی استفاده می شود که در این صورت مصرف مقدار زیادی آب جهت پایین نگه داشتن وزن و غلظت گل ضروری خواهد بود. در اعماق پایین تر که جهت بالا آوردن خرده سنگها به غلظت و خاصیت ژلاتینی بیشتر برای گل نیاز است، بنتونایت استفاده می شود. این ماده همچنین قشری به نام کیک روی دیواره به وجود می آورد که گذشته از، ازدیاد مقاومت دیواره در برابر ریزش، باعث جلوگیری از نفوذ آب گل به داخل طبقات نیز می شود ، که برای کنترل غلظت آن علاوه بر میزان مصرف بنتونایت، از کنترل PH نیز می توان بهره برد.
تاریخچه گل حفاری
به طور کلی می توان تاریخچه گل حفاری را به شش مرحله خلاصه کرد:
مرحله اول، ۱۹۲۰-۱۹۱۴: تصورها و برداشت های عمومی درباره گل وجود داشت. بدین سان که هر کس بر اساس یافته های خود نظریه و پیشنهادی در مورد گل حفاری می داد.
مرحله دوم، ۱۹۳۰-۱۹۲۰: در این سال ها شرکت های گل حفاری شروع به کار کردند و هر کدام مواد جدیدی را به بازار عرضه نمودند که این مسأله باعث تنوع مواد مصرفی در گل حفاری شد.
مرحله سوم، ۱۹۴۰ – ۱۹۳۰: در این مدت شرکت های گل حفاری توانستند وسایلی را جهت آزمایش گل حفاری عرضه و مواد شیمیایی جدیدی به کار ببرند.
مرحله چهارم، ۱۹۵۵-۱۹۴۰: در این سال ها به توسعه ویژگی های سیستم گل حفاری پرداختند مانند مخازن مدرن گل، تفنگهای گل و دیگر ابزار مهندسی گل که مواد جامد را از گل جدا می کنند.
مرحله پنجم، ۱۹۷۰-۱۹۵۸: پیدایش مهندسی گل به شکل دانشگاهی و امروزی یعنی، کلاس های درسی برای افراد تحصیل کرده ابداع شد، فرمولها یکی پس از دیگری درباره گل عرضه شد.
مرحله ششم، از ۱۹۷۰ به بعد: امروزه مشاهده می کنیم که در سیستم های گل حفاری و خواص آنها تغییرات و پیشرفت هایی به وجود آمده است و هر روز مواد کامل تر و جدیدتری به بازار عرضه می شود.
وظایف مهم گل حفاری
در اینجا شاید بهتر باشد ابتدا به وظائف سیال حفاری بپردازیم.
تمیز کردن کف چاه و حمل خرده سنگ های حفاری شده به سطح زمین
خنک کردن و روانکاری وسایل حفاری مانند مته، لوله های وزنه و لوله های حفاری
دیواره سازی و به وجود آوردن یک لایه غیر قابل نفوذ برای دیواره چاه
جلوگیری از ورود سیال طبقات
تحت فشار به داخل چاه کشف نفت، گاز یا آب داخل طبقات جلوگیری از ته نشین شدن خرده سنگ ها و مواد افزاینده وزن گل حفاری، زمانی که گل حفاری در حال سکون باشد.
جدا کردن مواد حفاری شده پس از رسیدن به سطح زمین
تقلیل وزن لوله های وزنه، لوله های حفاری و لوله جداری
انتقال قدرت هیدرولیکی پمپ های گل به مته
به حداقل رساندن هر گونه اختلالی در وضع مجاور چاه
ارائه اطلاعات به زمین شناس
در زیر هر یک از وظایف گل حفاری را توضیح می دهیم
تمیز کردن کف چاه و حمل خرده سنگ های حفاری شده به سطح زمین
یکی از وظایف مهم گل حفاری، دور کردن سنگ های خرد شده از زیر مته می باشد. این عمل باعث طول عمر مته گشته و راندمان حفاری را افزایش می دهد. گل حفاری که از کف چاه به طرف بالا حرکت می کند، خرده سنگ ها را با خود به سطح می رساند. خرده سنگها تحت وزن خود مایل به ته نشین شدن در داخل گل می باشند. غلظت، پمپاژ زیاد و حرکت سریع گل در داخل چاه به این تمایل غلبه کرده خرده سنگها را به سطح زمین می رساند. چندین عامل در راندمان گل جهت بالا آوردن خرده سنگها موثرتر هستند که عبارتند از:
الف) سرعت در فضای حلقوی ۱ سرعت در فضای حلقوی عامل مهمی در بالا آوردن خرده سنگها بوده و منظور، سرعت حرکت گل پشت لوله حفاری می باشد. بطور کلی برای حمل ذرات و کنده ها توسط گل، سرعت صعود گل در فضای حلقوی باید بیش از سرعت سقوط کنده ها و ذرات جامد گل باشد.
سرعت سقوط کنده ها و ذرات جامد گل از یک طرف بستگی به وزن مخصوص و شکل هندسی آنها و از طرف دیگر بستگی به گرانروی، وزن، تیکسوتروپی (تمایل گل به ژله شدن و ماسیدگی در حال سکون) و سرعت گل در فضای حلقوی دارد. سرعت گل به چهار عامل پمپاژ، سرعت پمپ، قطر چاه و قطر خارجی لوله حفاری بستگی داشته و این متغیرها باید طوری تنظیم شوند تا سرعت گل در فضای حلقوی به میزان ۱۰۰ تا ۲۰۰ فوت در دقیقه باشد
ب) وزن مخصوص وزن مخصوص، وزن واحد حجم گل بوده و باعث تقلیل وزن ذرات می شود. هر چه وزن مخصوص گل افزایش یابد، اثر نیروی شناوری آن بیشتر می شود و به همان نسبت قدرت بالا آوردن مواد توسط آن افزایش می یابد.
ج) ویسکوزیته ویسکوزیته که به نوع و پراکندگی ذرات معلق در گل بستگی دارد، از عوامل مهم در قدرت حمل مواد حفاری شده می باشد. ویسکوزیته را بر حسب زمان لازم جهت عبور یک کوارت؟ گل از قیف مخصوصی به نام قیف مارش اندازه گیری می کنند. دستگاه دیگری موسوم به گرانروی سنج فن جهت اندازه گیری ویسکوزیته گل نیز به کار برده می شود.
د) دوران لوله ها دوران لوله ها نیز به واسطه نیروی گریز از مرکز، ذرات جامد را از دور لوله ها پراکنده کرده و به سمت مرکز فضای حلقوی که دارای حداکثر سرعت است می راند و سریع تر به سمت زمین هدایت می کند.
خنک کردن و روان کاری وسایل حفاری
گرمای قابل ملاحظه ای از اصطکاک مته و لوله ها با دیواره چاه حاصل می شود و مقدار بسیار کمی از این حرارت توسط طبقات جذب می شود به همین جهت باید این حرارت توسط گل حفاری از محیط عمل خارج شود. حرارت جذب شده توسط گل حفاری در بین راه جذب و در سطح زمین از گل خارج می شود. اگر گرمای ناشی از اصطکاک به این وسیله دفع نشود، مته می سوزد و لوله های حفاری در محل تماس با سازندها به زودی فرسوده و سوراخ می شوند.
گل حفاری تا حدی باعث روان کاری نیز می شود. خاک رس و بنتونایت که در گل حفاری وجود دارند خود نوعی روان ساز محسوب می شوند، به علاوه می توان از سایر روان کننده ها مانند گازوئیل نیز در گل حفاری استفاده نمود. در هر صورت این نوع مایع حفاری در کم کردن گشتاور، فشار پمپ ها، ازدیاد طول عمر مته و غیره تاثیر بسزایی دارد. گل های امولسیونی دارای خاصیت روان کاری بیشتری می باشند. با مصرف این نوع گل ها می توان مقدار بیشتری وزن روی مته وارد کرد بدون این که یاتاقان مته صدمه ای ببیند.
فهرست عناوین
۱-۱- مقدمه
۲-۱- گل حفاری
۳-۱- تاریخچه گل حفاری
۱-۴- وظایف مهم گل حفاری
۱-۴-۱- تمیز کردن کف چاه و حمل خرده سنگ های حفاری شده به سطح زمین
۱-۴-۲- خنک کردن و روان کاری وسایل حفاری
۱-۴-۳- اندود کردن و نگهداری از دیواره چاه
۱-۴-۴- جلوگیری از ورود سیال طبقات تحت فشار به داخل چاه
۱-۴-۵- کشف نفت، گاز یا آب داخل طبقات
۱-۴-۶- جلوگیری از ته نشین شدن خرده سنگ ها و مواد مولد وزن گل حفاری
۱-۴-۷- جدا کردن مواد حفاری شده پس از رسیدن به سطح زمین
۱-۴-۸- کاهش وزن لوله جداری و لوله حفاری
۱-۴-۹- انتقال نیروی هیدرولیکی به مته
۱-۴-۱۰- به حداقل رساندن هر گونه اختلالی در وضع طبقات مجاور چاه
۱-۴-۱۱- ارائه اطلاعات به زمین شناس
۱-۵- خصوصیات گل حفاری
۱-۵-۱- وزن گل
۱-۵-۲- نقطه واروی (نقطه تسلیم) YP
۱-۵-۳- قدرت ژله ای (Gel Strenght)
۱-۵-۴- گرانروی
۱-۵-۵- گرانروی پلاستیکی (PV)
۱-۵-۶- گرانروی ظاهری (AV)
۱-۵-۶-۱- اندازه گیری گرانروی
۱-۵-۷- صافاب گل و کیک دیواره
۱-۵-۸- PH (غلظت يون هیدروژن یا آلکالینیتی)
۱-۶- انواع گل های حفاری
۱-۷- گل های پایه آبی
۱-۸- دسته بندی افزاینده های سیالات حفاری از نظر کاربرد و چگونگی انتخاب نوع افزاینده
فصل دوم : شیل و مشکلات ناشی از آن
۱-۲- مقدمه
۲-۲- شیمی رس(clay chemistry)
۲-۳- تأثیرات متقابل شیمیایی CHEMICAL INTERACTION
۲-۴- میکانیزم پایداری شیمیایی شیل
۲-۵- روشهای به حداقل رساندن واکنشهای متقابل گل پایه آبی با شیل
منابع
| گل حفاری، انواع، کاربردها، مزایا و مشکلات ناشی از آن | |
| تعداد صفحات | ۳۸ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۸۹۹ kb |