سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (9)
☑️ برای حفاری در یک حوزه جدید که هنوز شناختی از آن نیست از چاه‌های اکتشافی استفاده می‌کنند تا لایه‌های حوزه و مهم‌تر از همه لایه سخت و غیرقابل نفوذ پوش‌سنگ شناسایی شود. زمین‌شناس اکتشافی با استفاده از وسائل لرزه‌نگاری و قرار دادن مواد منفجره در نقاط مختلف، پوش‌سنگ را مشخص می‌کند. طبق تجربه، زیر لایه پوش‌سنگ مخزن نفت یا گاز یا هر دو وجود دارد.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (8)
☑️ برای انجام اسیدکاری به صورت اسیدکاری ماتریکس (Matrix Acidizing) یا شستشو با اسید (Acid Washing) می‌توان از لوله مغزی سیار استفاده کرد. معمولاً از حجم‌های 4 و 8 هزار گالنی در صنعت استفاده می‌کنند. مراحل عملیات به صورت زیر میباشد:
1. ابتدا لوله مغزی را پایین می‌بریم تا به عمق مورد نظر برسد. معمولاً از 50 بشکه گازوییل استفاده می‌کنند برای اینکه لوله خالی نباشد.
2. انجام تست تزریق‌پذیری. حجم اسید برای این قسمت با توجه به اندازه بازه تولیدی مشبک‌ها یا حفره باز تعیین می‌شود. در صنعت معمولاً کمترین مقدار برای تست تزریق‌پذیری 5 بشکه میباشد.
3. تخلیه لوله بخاطر مرحله دوم. معمولاً از 30 بشکه گازوئیل استفاده می‌شود.
4. تزریق سیال جابجا کننده. معمولاً از آب به عنوان سیال جابجا کننده استفاده می‌کنند. معمولاً مقدار 70 بشکه آب را برای این مرحله در نظر می‌گیرند. در این مرحله سیال را بصورت Bullhead تزریق می‌کنیم؛ یعنی از سطح.
5. باقیمانده حجم اسید را بعنوان Main Treatment تزریق می‌کنیم.
6. توسط حجم معینی از گازوئیل لوله مغزی را تخلیه می‌کنیم. مقدار متداول آن 30 بشکه میباشد.
7. راندن اسید به درون مخزن توسط سیال جابجا کننده. در این مرحله با توجه به مقدار اسید اصلی میزان آب را 1.2 برابر حجم اسید اصلی «مرحله 5» در نظر می‌گیرند.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (7)
✅ این تست برای اطمینان از عدم ارتباط چاه با سازند در قسمت لبه آستری (Liner lap) انجام می‌گیرد. ابزار آزمایش شامل پکر، رشته حفاری، شیر نمونه‌گیر و فشارسنج میباشد. در داخل لوله‌های حفاری آب می‌ریزند تا در صورت مشاهده جریان سیال چاه ابتدا آب روی سطح مشاهده شود. قسمتی از ابزار که در سطح قرار دارد بصورت T شکل بوده که از یک طرف به گودال سوخت و از طرف دیگر متصل به شلنگی است که در یک ظرف پر از آب قرار دارد. دوبار چاه را باز می‌کنیم در حدود بیست دقیقه و دوبار می‌بندیم. اگر اختلاف فشار بستن اولیه و ثانویه زیاد باشد نشانه کیفیت بد سیمان است. در صورتیکه سیال جریان پیدا کند حباب‌هایی درون ظرف آب مشاهده می‌شوند که اگر زیاد و ادامه‌دار باشد نشانه نشتی لبه آستری و کیفیت بد سیمان‌بندی آن قسمت میباشد.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (6)
🔰 جواب: اکثر منحنی‌های الگو (Type Curves) برای تست کاهش فشار بدست آمده‌اند. حالا ما می‌خواهیم کاری کنیم که بشه از این منحنی‌های الگو در تست ساخت فشار هم استفاده کنیم. پیشنهادی که آگاروال (Agarwal) داده این هست که یک زمان معادل تعریف شود؛ یعنی زمان ساخت فشار را به زمان معادل کاهش فشار تبدیل کند.
با این کار، ما می‌توانیم نمودار مشتق فشار را برحسب dte رسم کنیم و با استفاده از منحنی‌های الگوی تولید شده برای تست کاهش فشار، به تفسیر تست‌های ساخت فشار بپردازیم!
بیشتر بخوانید: روش رسم و محاسبه مشتق فشار در اکسل (فایل ویدئویی)
بیشتر بخوانید: شرط استفاده از زمان معادل آگاروال
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (5)
☑️ شیرهای یک طرفه «Check Valve»: این شیرها بین چاه و منیفلد (Manifold) نصب می‌شوند تا مانع برگشت سیال و جریان از آن به سمت چاه شوند.
☑️ دستگاه‌های تفکیک موازی «Parallel Separator»: به‌جای استفاده از یک تفکیک‌گر بزرگ گاهی از دوتا استفاده می‌کنند که برای فرآورش جداگانه گروهی چاه‌ها مناسب است. مثلاً اگر چاهی نسبت آب به نفت بالایی داشت توسط یک تفکیک‌گر جدا و به سمت مسیر مطلوب هدایت می‌شود.
☑️ شیرهای اصلی «Main or Master Valve»: از شیرهای اصلی برای باز و بسته کردن جریان استفاده می‌شود.
☑️ شیرهای جانبی «Wing or Side Valve»: در دو طرف تاج چاه قرار دارند و برای باز و بسته کردن جریان استفاده می‌شوند.
☑️ شیرهای دالیزی «Annulus Valve»: در چاه‌هایی که با مکانیزم برداشت مصنوعی تولید می‌کنند، از فضای دالیز و شیر آنالوس برای تزریق گاز و یا تخلیه فشار پشت لوله‌های جداری استفاده می‌شود.
☑️ کاهنده جریان «Choke»: دبی جریان را تنظیم می‌کند و فشار سرچاهی را به فشار کمتر از خط لوله جریانی کاهش می‌دهد. همچنین برای مستقل کردن فشار جریانی از فشارهای پایین دست چوک بکار می‌رود. چوک یک نوع شیر میباشد.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (4)
سنگ مخزن سنگی است که در آن نفت و گاز یافت می‌شود. بطور کلی سه نوع سنگ مخزن وجود دارد که عبارتند از: سنگ‌های آهکی، ماسه‌ای و دولومیتی.
1. سنگ‌های ماسه‌ای از نوع کوارتز و یا سیلیس هستند. ساختار مولکولی‌شان در نقاط و ارتفاعات مختلف تغییر می‌کند.
2. سنگ‌های آهکی (Limestone) و دولومیتی (Dolomite) سوراخ‌های ریزتری دارند، میزان تخلخل آنها کمتر است و دارای شکاف می‌باشند. قسمت تخلخل‌شان را ماتریکس، و مخازن از این جنس را مخازن شکافدار طبیعی (NFRs) می‌نامند. مخزن آهکی و دولومیتی خیلی به هم شبیه‌اند و در مخازن آهکی بیشتر کلسیت یا کلسیم کربنات وجود دارد. تنها تفاوت این دو مخزن در این است که نفوذپذیری مخازن دولومیتی بیشتر است و درنتیجه نفت راحت‌تر در آن جریان پیدا می‌کند. مخازن دولومیتی و آهکی نرم‌تر از مخازن ماسه سنگی‌اند.
نکته: بیش از 90 درصد مخازن نفتی ایران از جنس کربناته (سنگ آهک و دولومیت) هستند. سهم زیادی از مخازن دنیا نیز از نوع کربناته هستند!
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (3)
(عکس مربوط به عملیات اسیدکاری در یکی از چاه‌های ایران میباشد که توسط شرکت ملی حفاری ایران در حال اجرا است)
1) بطور طبیعی اسید بسیار خورنده میباشد و باعث آسیب‌هایی می‌شود به همین خاطر افزایه‌هایی به آن اضافه می‌کنیم. افزایه‌های زیادی در حال حاضر در دسترس می‌باشند اما ضدخوردگی‌ها، سورفکتنت‌ها و عامل کنترل یون آهن ضروری‌ترین افزایه‌ها می‌باشند. دیگر افزایه‌های اسیدی انتخابی و دلخواه می‌باشند و در شرایط خاص بکار می‌روند. بایستی قبل از هر کاری سازگاری افزایه‌ها با سیالات سازندی تست شوند. این کار را با گرفتن نمونه از چاه مد نظر و فرستادن آنها به آزمایشگاه مواد شیمیایی، تست‌های سازگاری افزایه‌های مختلف را می‌گیرند. همچنین مقدار مورد استفاده افزایه‌ها را نیز در آزمایشگاه تعیین می‌کنند. معمولاً در دماهای بالا برای کنترل خوردگی علاوه بر افزایه ضدخوردگی از افزایه‌های کمکی ضدخوردگی نیز استفاده می‌کنند.
2) افزایه ضد خوردگی یک عامل فعال سطحی میباشد یعنی روی سطوح جامد جذب می‌شود برای حفاظت از لوله‌ها. این افزایه خوردگی را متوقف نمی‌کند بلکه سرعت واکنش اسید با لوله را بشدت کاهش می‌دهد.
3) کاربرد ابتدایی سورفکتنت‌ها جلوگیری از تشکیل امولسیون در فعل و انفعالات اسید/نفت میباشد. سورفکتنت‌ها مولکول‌هایی‌اند که از دو گروه محلول در نفت و محلول در آب تشکیل شده‌اند.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (2)
👈 هر سه تای این تعاریف (به جریان انداختن چاه، زنده‌سازی چاه، احیاء چاه) یک مفهوم دارند.
پس از عملیات‌های مشبک‌کاری و اسیدکاری و برخی اوقات به دلیل تجمع سیالات سنگین در ستون چاه، برای به جریان انداختن چاه باید ستون سیال چاه را سبک کنیم که در صنعت معمولاً نیتروژن را تزریق می‌کنیم. انجام این عملیات به دو روش زیر صورت می‌گیرد:
۱) انتقال نیتروژن مایع به محل چاه و تبدیل آن به گاز با حرارت دادن و سپس تزریق آن به چاه توسط لوله مغزی سیار یا لوله مغزی‌های بلند نصب شده در چاه
۲) استفاده از بسته مولد سیار تولید و تزریق نیتروژن: در این حالت با استفاده از پکیج‌های مخصوصی، نیتروژن موجود در هوا را گرفته و به صورت پیوسته به چاه تزریق می‌کنند.
✅ مقایسه این دو روش:
در روش اول معمولاً به صورت ۷ هزار گالنی نیتروژن را استفاده می‌کنند و در مدت چند ساعت آن را به چاه تزریق می‌کنند. اما در روش دوم بدون محدودیت مقداری و با خلوص بالای ۹۷ درصد که مقدار قابل قبول میباشد در صنعت و در مدت زمان مورد نیاز با توجه به شرایط عملیاتی چاه نیتروژن را تزریق می‌کنند.
نکته: زمانیکه عملیات اسیدکاری انجام می‌دهیم پس از پایان عملیات برای زنده‌سازی و احیاء چاه معمولا با استفاده از لوله مغزی سیار و تزریق نیتروژن ستون سیال چاه را سبک کرده و باعث به جریان افتادن چاه می شوند. در چاه های گچساران اکثرا بدلیل داشتن لوله مغزی‌های بلند لازم نیست که لوله مغزی سیار را برای این کار استفاده کرد.
سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (1)
☑️ در این روش توسط ابزارهای وایرلاین (wireline) یا ای-لاین (E-line) گیج فشاری را به درون چاه می‌فرستند که هم در داخل حفره باز و هم در داخل جداره پوش کاربرد دارد. این روش بطور پیوسته فشار را در اعماق مختلف ثبت می‌کند و گرادیان فشاری بدست می‌آید. کاربردهایی که این تست دارد شامل:
بطور خلاصه خروجی این تست فشار در مقابل عمق میباشد.
☑️ ابزار DST فشار اولیه و میانگین مخزن را تنها در یک عمق مشخص اندازه می‌گیرد. داده‌های بدست آمده از این تست فشار در مقابل زمان میباشد.
☑️ ابزارهای wireline و E-line برای انتقال ابزار به چاه استفاده می‌شوند و بصورت Real time عمل می‌کنند به این معنی که داده‌های ثبت شده را همان لحظه از طریق کابلی که دارند به سطح انتقال می‌دهند.
