آشنایی با چند ابزار بهره‌برداری

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. 

انواع سنگ مخزن

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!

افزایه‌های اسید «Acid Additives»

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.

به جریان انداختن چاه، زنده‌سازی چاه، احیاء چاه «bring in»

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.

نمودار ارزیابی مخزن «Repeat Formation Test»

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: 

• تعیین فشار اولیه مخزن، 
• گرادیان فشاری درون مخزن و با توجه به آن تشخیص سطوح سیالات درصورت وجود، 
• تشخیص ناهمگونی عمودی یا همان ارتباط بین دو یا چندلایه
• و  ...

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.