تولید محتوای کاربردی، مفهومی و در عین حال با زبانی ساده پیرامون رشته مهندسی نفت

۱۰ مطلب در اسفند ۱۳۹۶ ثبت شده است

شعاع تحقیق «Radius of investigation»

✅ زمانیکه چاه را جریان می دهیم یک پالس فشاری ایجاد می شود و درون مخزن حرکت می کند مانند انداختن سنگ درون آب. اگر فرض کنیم مخزن کاملا همگن «یعنی پارامترهای مخزن در در نقاط مختلف یکسان باشند» و همسانگرد «یعنی در یک نقطه مشخص پارامترهای مخزن در جهات مختلف یکسان اند» باشد، حرکت موج فشاری بصورت دایره ای می باشد. این حرکت بصورت کاملا ایده آل بوده و در واقعیت همچنین چیزی نداریم.

✅ دو پارامتر مهم در تعریف شعاع تحقیق وجود دارد که زمان و انتشار هیدرولیکی «Hydraulic diffusivity» می باشند. هرچقدر زمان بیشتر بگذرد میزان شعاع تحقیق بیشتر می شود. پارامتر انتشار هیدرولیکی متشکل از چند خاصیت مهم سنگ و سیال می باشد. تراوایی، تخلخل، تراکم پذیری و ویسکوزیته با همدیگر این پارامتر را تشکیل می دهند. اثر هر کدام از این پارامترها متفاوت می باشد

✅ هرچقدر که تراوایی بیشتر باشد میزان انتشار هیدرولیکی و درنتیجه شعاع تحقیق بیشتر است. بعنوان مثال ممکن است که در یک مخزن با تراوایی کم «Tight Reservoir» ، چند سال طول بکشد تا اثر فشاری به مرزهای مخزن برسد اما در یک مخزن تراوا، پس از چند روز اثر مرزها را ببینیم.

✅ تراکم پذیری نفت بسیار کمتر از گاز می باشد. اثر تراکم پذیری روی شعاع تحقیق معکوس می باشد. هرچقدر تراکم پذیری کمتر باشد شعاع تحقیق بیشتر است وبالعکس. بنابراین شعاع تحقیق در شرایط برابر در چاه های نفتی بیشتر از شعاع تحقیق در چاه های گازی می باشد. از لحاظ مفهومی مثل حرکت صوت می باشد که درون جامدات بیشتر از نفت و درون نفت بیشتر از گاز می باشد. لاگ صوتی نیز با استفاده از این مفهوم تخلخل سازند را مشخص می کند.

✅ اثر تخلخل نیز بر روی شعاع تحقیق معکوس می باشد. هرچقدر تخلخل بیشتر باشد شعاع تحقیق کمتر است. موج فشار همانند موج صوتی، بصورت فیزیکی می باشند و توسط ارتعاش منتشر می شوند. زمانیکه تخلخل کمتر باشد یعنی قسمت جامد سنگ بیشتر است و کمتر حفره وجود دارد درنتیجه موج فشاری بیشتر منتشر می شود و شعاع تحقیق بیشتر می شود.

✅ از بین پارامترهای تشکیل دهنده انتشار هیدرولیکی، تخلخل و تراوایی از خواص سنگ مخزن و ویسکوزیته و تراکم پذیری از خواص سیال مخزن می باشند.

✅ میزان دبی جریان تاثیری روی مقدار شعاع تحقیق ندارد. یک موج را درنظر بگیرید. سرعت حرکت موج درون مخزن تابعی از انتشار هیدرولیکی و پارامترهای تشکیل دهنده آن می باشد درحالیکه دامنه موج تابعی از میزان دبی است. بخاطر همین حتی اگر در روز یک قطره نفت هم تشکیل شود بازهم تغییر فشار را خواهیم داشت و موج فشاری درون مخزن حرکت می کند اما چون دبی جریان و دامنه موج خیلی کم است نمی توانیم خواص مخزن را اندازه گیری کنیم. پس اگر می خواهیم تستی داشته باشیم که بتوانیم پارامترها را با آن بدست آوریم بایستی مقدار دبی کافی را داشته باشیم.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

تست ساق مته «DST»

✅ این نوع تست ها معمولا توسط یک شیر درونچاهی انجام می گیرند برای باز و بسته کردن انتهای لوله ها برای عبور سیال و در سطح کنترل می شود. یک یا چند #گیج فشاری بکار می رود و نتایج ثبت شده پس از پایان تست، تفسیر می شوند. از #پکر برای ایزوله کردن فضای آنالوس بین رشته حفاری و جداری استفاده می شود که باعث می شود سیالات تولید شده داخل رشته حفاری شوند. بدلیل اینکه چاه را از ته چاه باز و بسته می کنند اثر #انبارش خیلی کم می شود و آنالیز تست راحت تر می گردد مخصوصا در سازندهایی که میزان دبی جریانی پایین باشد. گاهی اوقات درون رشته حفاری را از گازهای خنثی مثل نیتروژن پر می کنند. زمانیکه تراوایی سازند کم یا تولید اکثرا آب است و فشار سازند توانایی بالا فرستادن سیال را نداشته باشد و ما در سطح هیچ تولیدی نبینیم. در این حالت ها، حجم سیالی که بدرون رشته حفاری می آید را حساب کرده و آنالیز می تواند بدون دبی در سطح انجام شود. گاهی اوقات عوامل ممکن است که نخواهند دبی سطحی داشته باشیم بدلایل محیط زیستی و ایمنی و فقط همان مقدار سیالی را که درون رشته حفاری وجود دارد تولید کنند. برای این کار زمانیکه شیر درون چاهی را باز می کنند شیرهای سطحی را می بندند. اینگونه تست ها را closed chamber می نامند.

✅ تست ساق مته «DST» معمولا روی چاه های #اکتشافی انجام می گیرد و اغلب اصلی ترین معیار برای تعیین به صرفه بودن مخزن می باشد. سازند معمولا تا قبل از انجام تست جداری گذاری نشده است و اطلاعات مخزن بصورت ناشناخته می باشند. همچنین فشار در بالاترین مقدار خودش می باشد. برای آنالیز سیال نیز نمونه گیری می کنند. ممکن است که گازهایی مثل هیدروژن سولفید نیز در سیال وجود داشته باشد.

✅ معمول ترین تست شامل یک زمان کوتاهی جریان چاه شاید پنج تا ده دقیقه می باشد که بدنبال آن چاه بمدت یک ساعت بسته می شود و از آن می توان #فشار اولیه مخزن را بدست آورد. سپس چاه دوباره برای 4 تا 24 ساعت جریان داده می شود تا جریان پایدار در سطح پدیدار شود. در صورت امکان چاه دوباره بسته شده برای اینکه #تراوایی و #پتانسیل تولید مخزن را بدست آوریم.

 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

اسیدکاری انتخابی «Selective acidizing»

✅ گاهی اوقات یک چاه ممکن است که شبکه های مختلفی داشته باشد و ما بخواهیم که فقط برخی از شبکه ها را اسیدکاری کنیم. برای این کار بایستی آن محل مورد نظر را از سایر شبکه ها جدا کرده و به تنهایی مراحل اسیدکاری را روی آن انجام دهیم. برای مجزا کردن شبکه ها می توان از مجرابندهای انسباطی قابل بازیافت استفاده کرد.

✅ مجرابندهای انبساطی قابل بازیافت را با استفاده از لوله مغزی سیار یا وایرلاین به محل موردنظر برده و آن را نصب می کنیم. سپس روی آن سیمان می ریزیم تا استحکام بیشتری داشته باشند. نکته مهم در مجرابندها این است که هر مجرابند میزان اختلاف فشار مجازی را می تواند تحمل کند که این اختلاف فشار مربوط به پایین و بالای مجرابند می باشد. معمولا برای اینکه فشار هیدرواستاتیک ناشی از وزن سیال بالای مجرابند کمتر باشد در مراحل اسیدکاری از گازوییل استفاده می شود نه آب. همچنین برای انجام تست تزریق پذیری فشار مجاز را پایین تر در نظر می گیرند.

✅ برخی مجرابندها بصورت مکانیکی اند برخی بصورت سیمانی. مجرابندهای انسباطی مکانیکی مثل کاسه هایی هستند که درون آنها از جنس لاستیکی اند و پس از پایان عملیات دوباره به حالت اولیه در می آیند و قابل بازیافت اند. گاهی اوقات برای اطمینان بیشتر چند متر سیمان روی پلاگ ها ریخته تا اطمینان بیشتری حاصل شود.

✅ پس از پایان عملیات اسیدکاری انتخابی، با استفاده از وایرلاین یا کویل مجرابند را خارج می کنیم از چاه و تولید از تمامی شبکه ها ادامه پیدا می کند.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

توضیح آیتم های موجود در ابزار نگار تولید «PLT»

✅ ابزار Casing Collar Locator : برای تطبیق عمق استفاده می شود. ابزار CCL محل casing collarها را نشان می دهد. زمانیکه می خواهیم مشبک کنیم یا نمودار نگار تولید را برانیم، برای اینکه مطمئن باشیم در عمق های صحیح قرار داریم از این ابزار استفاده می کنیم.

✅ ابزار GR : این لاگ هم برای تطابق عمق استفاده می شود. معمولا هر عملیاتی که داشته باشیم و عمق های دقیق را بخواهیم از این لاگ استفاده می کنیم. در عملیاتی مثل مشبک قرارگرفتن در عمق صحیح بسیار اهمیت دارد.

✅ سنسور دما : دمای سیال درون سازند را ثبت می کند. با استفاده از آن می توان خواص سیال در شرایط ته چاهی را بدست آورد. حساس ترین سنسور در ابزار می باشد و کوچکترین حرکت سیال را تشخیص می دهد. با استفاده از نمودار دما و گرفتن مشتق دما می توانیم آنالیز را دقیق تر انجام دهیم.

✅ سنسور فشار : گیج فشاری موجود در دستگاه برای ثبت دقیق فشارهای ته چاه و تغییرات آن با عمق استفاده می شود. می توان با استفاده از فشارها، خصوصیات سیال در شرایط درون چاهی را بدست آوریم. همچین با بدست آوردن گرادیان فشاری می توانیم دانسیته سیال درون چاه را هم داشته باشیم.

✅ ابزار دوگانه کالیپر : در مرکز ابزار قرار می گیرد. در دو جهت قطر را اندازه می گیرند. همچنین تغییر شکل جداری ها یا خوردگی آنها را نشان می دهند. در چاه های حفره باز، ریزش دیواره چاه را نیز تشخیص دهد.

✅ ابزار دانسیته سنج : مستقیما دانسیته سیال را حساب می کند. همچنین در جریانهای چند فازی می توان با تعیین دانسیته نوع سیال را هم مشخص کرد.

✅ اسپینر (spinner) : سرعت جریان را اندازه می گیرد با توجه به سرعت چرخش پره ها و جهت جریان. پره در مرکز ابزار قرار می گیرند.

✅ سنسور Capacitance : ضریب دی الکتریک ترکیب سیال عبوری از درون ابزار را اندازه می گیرد. با استفاده از این ابزار می توانیم ماندگی «Hold up» آب را مستقیما محاسبه کنیم.

ابزارهای بالا بعنوان ابزارهای اصلی نمودار نگار تولید می باشند. در شرایط خاص عملیاتی و با توجه به اهداف مورد نظر می توان از سنسورهای دیگری هم استفاده کرد مثل ابزار سنجش نویز که با توجه به صدای حرکت، می تواند وجود سیالات را تشخیص دهد.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

بررسی یکی از سوالات کنکور دکتری 97

✅ زمانی که میزان نسبت گاز به نفت یک چاه بالا باشد فشار سرچاهی خیلی بالا می رود و بایستی جلوی آن را بگیریم. برای این کار معمولا بازه های تولید گاز را با استفاده از نصب آستری می پوشانند. گاهی اوقات مجبور به مسدود کردن بازه های مشبک و باز کردن پنجره جدید در عمق های کمتر حفاری انحرافی انجام دهیم.

✅ در سوال کنکور 97 گفته شده که زمانیکه نسبت گاز به نفت بالا است کدام گزینه مناسب است انجام فرازآوری با گاز یا نصب یکی از پمپهای کله اسبی، Esp یا هیدرولیکی؟ زمانیکه نسبت نفت به گاز بالاست هیچکدام از اینها مناسب نیست اما اگر قرار بر انتخاب یکی از گزینه ها باشد فرازآوری با گاز را انتخاب می کنیم زیرا نصب پمپ در این شرایط باعث کم شدن کارایی پمپ و بازده تولید می شود.

✅ استفاده از پمپ ها یک شرایط عملیاتی و یک عمر مفید کارکرد دارد اما فرازآوری با گاز تا مدت های طولاتی می تواند مفید باشد ولی هزینه نصب آن بالا می باشد.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

خلاصه ای از عملیات های انجام شده و ناموفق بر روی یک چاه

✅ چاهی داریم که بصورت عمودی حفاری شده است. لوله های جداری رانده و سیمانکاری انجام گرفته است. سپس لوله مغزی رانده شده و چاه بصورت حفره باز تکمیل شده و سپس دکل را ترخیص کرده اند. سپس تسهیلات سرچاهی را نصب کرده و عملیات اسیدکاری و احیا توسط لوله مغزی سیار برنامه شده است. بدلیل وجود مانع غیرقابل رفع قبل از حفره باز، عملیات ناموفق مانده است. سپس حلقه مقیاس مناسب رانده شده و از مانع نمونه گرفته و جنس آن شنی تشخیص داده شده است. سپس چاه در برنامه مشبک کاری قسمت های بالای مانع قرار گرفت. ابتدا یک بازه 7 متری را مشبک کرده و در مرحله بعد برای بازه ای 6 متری ابزار رانده شد که در چاه گیر کرد و سه مرتبه تلاش با وایرلاین برای خارج سازی آن ناموفق بود. سپس با کمک کویل تیوبینگ تلاش برای خارج سازی مانده انجام شد که بازهم ناموفق بود. نکته اینکه مانده درون لوله مغزی چاه قرار دارد.
سپس چاه در برنامه تعمیر با دکل قرار گرفت. لوله مغزی از چاه خارج شد. تا عمق نهایی تمیزسازی انجام گرفت و لوله مغزی جدیدی نصب شد. سپس اسیدکاری و احیا چاه برنامه شد و درنهایت دکل ترخیص گردید. سپس اسیدکاری و احیا توسط کویل تیوبینگ برنامه شد که برگشتی سیال فقط نیتروژن بود و عملیات ناموفق به اتمام رسید و چاه بسته شد.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

شکاف اسید و شکاف هیدرولیکی

✅ شکاف-اسید یک روش انگیزشی تولیدی می باشد که در آن اسید با فشار بالا تزریق می شود تا کانال هایی برای جریان سیال ایجاد شود. هدف از این عملیات افزایش تولیدپذیری سازند می باشد. در این عملیات پس از پایان کار و خاموش شدن پمپ ها، اسید تزریق می شود تا سطوح شکاف های ایجاد شده خورده شوند و حالت نامنظمی بگیرند «etch» .

✅ شکاف-هیدرولیکی نیز مشابه شکاف اسید است با این تفاوت که پس از پایان عملیات زمانیکه پمپ ها را خاموش کردیم از موادی با نام #پروپانت برای باز نگه داشتن شکاف های ایجاد شده استفاده می شود.

✅ نکته اینکه در عملیاتهای ایجاد شکاف می توان از اسید یا آب عادی استفاده کرد. تفاوت دو عملیات در استفاده از پروپانت و اسید در باز نگه داشتن شکاف ها می باشد.

✅ معمول ترین اسید استفاده شده #اسیدکلریدریک-15% می باشد. هرچقدر غلظت اسید بیشتر باشد میزان واکنش بیشتر و عمق نفود به سازند عمیق تر است اما همزمان واکنش اسید با فلزات بیشتر شده و خوردگی پیش می آید. بایستی یک مقدار متعادل برای غلظت اسید درنظر گرفت.

✅ برای محافظت از لوله ها و تجهیزات، از #ضدخوردگی استفاده می شود. در شرایطی که دما باشد استفاده از اسیدهای ضعیف تر مناسب تر است اسیدهایی مثل: اسید فرمیک یا استیک اسید.

✅ عملیات شکاف اسید برای هر سنگی پیشنهاد نمی شود. سنگهایی که قابلیت حل شدگی در اسید دارند کاندیدای خوبی برای این عملیات اند مثل سنگهای #کربناته . نکته اینکه استفاده از برخی اسیدها مثلHF برای سنگهای کربناته باعث ایجاد رسوب و ته نشینی آنها درون شکافها و پلاگ شدنشان می شود.

✅ ایجاد شکاف اسید برای سنگهای ماسه سنگی بیهوده می باشد زیرا این سنگها درون اسیدکلریدریک حل نمی شوند. بهتر است برای آنها برای بهبود تولید عملیاتهایی مثل acid wash طرحی شود.

 

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

Infill drilling

✅ برای بالابردن میزان نرخ بازیافت از یک مخزن این نوع چاه ها حفر می شوند. هم می توانند چاه تولیدی باشند هم چاه تزریقی. گاهی اوقات ممکن است که بدلیل وجود ناهمگونی «heterogeneity» در مخزن میزان تولید هیدروکربن یک میدان، کمتر از مقدار حدانتظار ما باشد. برای افزایش نرخ بازیافت، می توان از روش ها و تکنیک های ازدیاد برداشت مثل: تزریق آب، تزریق بخار، تزریق کربن دی اکسید، روشهای میکروبال، حفر چاه های مولتی لترال و .... استفاده کرد. روش استفاده شده بایستی از لحاظ اقتصادی هم مقرون به صرفه باشد.

✅ این نوع چاه ها در جاهایی از مخزن حفر می شوند که هیدروکربن در آنجا by-pass شده و توسط چاه های اصلی میدان تولید نمی شود.

✅ نکته مهم در مورد حفر چاههای infill این است که بایستی در میادین بالغ حفر شوند. طبق تعریف به میدانی می گوییم بالغ «mature» که به پیک بیشترین تولید خود رسیده و به سمت افت تولید می رود «decline». برای درک صحیح از ارتباط مخزن و تعیین مکان بهینه حفر چاه ها می توان از گرافهای 4D seismic استفاده کرد. اشتباه بودن محل حفر این چاه ها ممکن است هیچ افزایش تولیدی را در پی نداشته باشد. حفر تعداد بیش از مقدار بهینه نیز اقتصادی نیست. پس نکته اصلی در این چاه ها تعداد بهینه و پیدا کردن مکان مناسب می باشد.

✅ شکل زیر یک نمونه تصویر گرافیکی 4D seismic را نشان می دهد.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

خلاصه ای از عملیات های انجام شده و ناموفق بر روی یک چاه

✅ چاهی داریم که بصورت عمودی حفاری شده است. لوله های جداری رانده و سیمانکاری انجام گرفته است. سپس لوله مغزی رانده شده و چاه بصورت حفره باز تکمیل شده و سپس دکل را ترخیص کرده اند. سپس تسهیلات سرچاهی را نصب کرده و عملیات اسیدکاری و احیا توسط لوله مغزی سیار برنامه شده است. بدلیل وجود مانع غیرقابل رفع قبل از حفره باز، عملیات ناموفق مانده است. سپس حلقه مقیاس مناسب رانده شده و از مانع نمونه گرفته و جنس آن شنی تشخیص داده شده است. سپس چاه در برنامه مشبک کاری قسمت های بالای مانع قرار گرفت. ابتدا یک بازه 7 متری را مشبک کرده و در مرحله بعد برای بازه ای 6 متری ابزار رانده شد که در چاه گیر کرد و سه مرتبه تلاش با وایرلاین برای خارج سازی آن ناموفق بود. سپس با کمک کویل تیوبینگ تلاش برای خارج سازی مانده انجام شد که بازهم ناموفق بود. نکته اینکه مانده درون لوله مغزی چاه قرار دارد. 

سپس چاه در برنامه تعمیر با دکل قرار گرفت. لوله مغزی از چاه خارج شد. تا عمق نهایی تمیزسازی انجام گرفت و لوله مغزی جدیدی نصب شد. سپس اسیدکاری و احیا چاه برنامه شد و درنهایت دکل ترخیص گردید. سپس اسیدکاری و احیا توسط کویل تیوبینگ برنامه شد که برگشتی سیال فقط نیتروژن بود و عملیات ناموفق به اتمام رسید و چاه بسته شد.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰

Leak off test «LOT» / Pressure Integrity Test

✅ این تست با ایجاد شکاف های عمدی در زیر پاشنه یک جداری تازه نصب شده انجام می شود برای اینکه قدرت سازند، یکپارچگی سیمان و فشار شکست سازند را بدست آوریم. پاشنه جداری قسمتی است که به انتهای رشته وصل می شود. سازند زیر این قسمت، ضعیف ترین بخش سازند است و ریسک شکسته شدن در آن بالاست. طبیعی است که حفارها از مسائله دوری کنند زیرا باعث هرزروی گل حفاری و ناپایداری دیواره چاه می شود. اما در حین این تست، اجازه افزایش فشار را می دهند تا شکاف ایجاد شده و سازند زیر کفشک جداری در معرض سیال حفاری قرار بگیرد. جریان سیال حفاری بدرون شکاف ها و سازند را Leak-Off گفته و نشانه ای از موفق بودن تست می باشد. بمحض ایجاد شکافها دیگر نیازی به بالابردن فشار نیست و آنرا کم کرده تا شکافها بسته شوند.

✅ شاید بنظر برسد که این تست ضد تولید است اما به حفار کمک کرده تا ادامه حفاری موفقیت آمیز باشد. مثل امتحان کردن عمق یک دریاچه می باشد که ابتدا پا را در آن می گذاریم تا عمق آن را حدس بزنیم. با دانستن فشار شکست سازند در ضعیف ترین نقطه که همان پایین پاشنه جداری است، می توان با ایمنی بهتری حفاری کرده و از شکست سازند جلوگیری کنیم.

✅ ابتدا حفاری می کنیم و سپس جداری ها را نصب کرده و سیمانکاری می کنیم. برای ادامه حفاری از آنجا که با افزایش عمق فشار زیادتر می شود بایستی وزن گل حفاری را بیشتر کنیم. اینجاست که leak off test انجام می شود تا بتوانیم وزن مناسب گل را با توجه به فشار شکست سازند انتخاب کنیم.

✅ کاربردهای این تست:

1. تعیین زمان مناسب برای نصب جداری برای جلوگیری از شکست سازندهای ضعیف قبل از انتخاب گل سنگین تر.

2. اطمینان از یکپارچگی سیمان کاری.

تنها تفاوت این تست با تست یکپارچگی فشاری «Integrity» در این است که فشار در این تست به اندازه ایجاد شکاف در سازند بالا می رود اما در تست یکپارچگی فشاری نه.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰