انواع روش‌های مشبک‌کاری

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (21)

☑️ با استفاده از لوله جداری «Casing Gun»: این حالت زمانی است که دکل در سر چاه حضور دارد و هنوز رشته تکمیلی را در چاه نصب نکرده باشیم. در این روش معمولا فشار درون ستون چاه  بیشتر از فشار سازند می‌باشد «مشبک‌کاری فراتعادلی». همچنین به دلیل نبودن رشته تکمیلی درون‌چاه می‌توان از ابزارهای با قطر بزرگتر هم استفاده کرد. Gun مشبک‌کاری توسط ابزار وایرلاین به داخل چاه فرستاده می‌شود. تمام قطعات مشبک‌کاری داخل همان Carrier ابزار باقی می‌مانند و بالا آورده می‌شوند و از سیال مخزن دور هستند. نکته اینکه carrier دوباره قابل استفاده است. یکی از معایب این روش نفوذ گل و سیال حفاری داخل چاه به درون سازند می‌باشد. 

☑️ مشبک کاری از داخل لوله مغزی «Through tubing»: در این روش توسط وایرلاین ابزار مشبک‌کاری را از داخل لوله مغزی عبور داده و به محل مورد نظر می‌رسانند. در این حالت معمولا مشبک‌کاری فرو تعادلی انجام می‌شود و فشار چاه کمتر از فشار سازند می‌باشد. به دلیل حضور رشته تکمیلی از ابزارهای کوچک‌تر استفاده می‌شود. می‌توانیم گیج فشاری را نیز به همراه رشته تکمیلی به داخل چاه بفرستیم. در این روش invasion یا نفوذ گل و سیال حفاری از چاه به مخزن حذف می‌شود و پس از مشبک‌کاری سیال مخزن سریعا وارد چاه می‌شود.

☑️ مشبک‌کاری توسط لوله مغزی «Tubing conveyed perforation»: در این روش ابزار را به انتهای لوله مغزی وصل می‌کنیم. همچنین می‌توانیم از لوله‌های حفاری نیز استفاده کنیم. فروتعادلی یا فراتعادلی بودن مشبک‌کاری بستگی به شرایط مخصوص چاه دارد. می‌توانیم هر کدام را که لازم است اجرا کنیم. یک مزیت این روش این است که در یک run یعنی یکبار پایین رفتن ابزار برای شلیک، بازه زیادی را می‌توانیم مشبک کنیم. همچنین می‌توانیم همزمان با مشبک‌کاری با راندن گیج فشاری آنالیز چاه‌آزمایی هم انجام دهیم.

کانال سایت نفت مارکت در تلگرام

مشبک‌کاری «Perforation»

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (20)

☑️ بیشترین روش مورد استفاده در تکمیل یک چاه مشبک‌کاری می‌باشد. هدف، ایجاد یک مسیر برای جریان از سازند به چاه از طریق لوله جداری و سیمان می‌باشد. مهم‌ترین بخش مشبک‌کاری استفاده از Gun بهینه می‌باشد و مهم‌ترین قسمت Gun، نوع Shaped Charge است. یک Charge متداول در حدود 20 گرم ماده منفجره می‌باشد. در این حالت قطر و طول حفره ایجاد شده بترتیب 0.4 اینچ و 20 اینچ می‌باشد. طول و قطر شبکه‌های تشکیل شده تابع هندسه Shaped Charge است. هرچقدر قطر ایجاد شده بزرگتر باشد عمق نفوذ کمتر خواهد بود. 

☑️ دو روش متداول برای انجام مشبک‌کاری، مشبک فروتعادلی و مشبک فراتعادلی می‌باشد. در مشبک فرو تعادلی یا Underbalance مقدار فشار سازند بیشتر از فشار وارد بر دهانه چاه به واسطه سیال مشبک‌کاری درون ستون چاه می‌باشد. در حالت مشبک فراتعادلی یا Overbalance مقدار فشار وارد شده بر دهانه چاه به واسطه سیال مشبک‌کاری بیشتر از فشار سازندی است.

☑️ زمانی که مشبک‌کاری به صورت فروتعادلی باشد بعد از اتمام عملیات سریعاً سیال مخزن به داخل چاه می‌آید و شبکه‌ها را تمیز می‌کند و از تجمع خرده‌های سنگ و ابزار مشبک‌کاری جلوگیری می‌کند. در این حالت تجهیزات کنترل فشار مخصوصی لازم است. اما در حالت فراتعادلی چون فشار سازند کمتر می‌باشد بعد از عملیات سیال داخل ستون چاه به داخل سازند می‌رود و ممکن است آسیب‌هایی را ایجاد کند به دلیل invasion.

پدیده سر خوردگی یا لغزش «Slippage»

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (19)

☑️ زمانیکه مخلوط دوفازی داریم، به دلیل جرم ویژه و گرانروی کمتر، فاز گاز با سرعت بیشتری نسبت به فاز مایع حرکت می‌کند. به عقب ماندگی و یا کندی سرعت فاز مایع نسبت به گاز لغزش می‌گویند. سرعت فازها تأثیر زیادی روی رژیم جریانی داخل خطوط لوله‌ها دارد. زمانیکه می‌گوییم جریان دوفازی بدون لغزش یعنی دوفاز در تمام نقاط سطح مقطع لوله، سرعت یکسانی دارند.

☑️ مدل جریان همگن همان جریان بدون لغزش می‌باشد. 

☑️ در حالتیکه لغزش داریم مقدار سیال در داخل خط لوله به دلیل وجود مایع حاصل از لغرش بیشتر از مقدار سیال ورودی به خط لوله می‌باشد. ترکیبات گاز و نفت ثابت می‌باشد اما مقدار آنها به نسبت سیال ورودی تفاوت دارد.

بیشتر بخوانید: اثر کلینکنبرگ (لغزش گاز)

لوله جداری سطحی «Surface Casing»

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (18)

✅ این لوله‌ها در حدود 60 متر می‌باشند. زمانیکه حفاری را آغاز می‌کنیم، چون در اوایل، سازند نرم می‌باشد ممکن است طی چند ساعت یا نهایتاً یک روز آماده قرار دادن این جداری در داخل چاه باشیم. پس زمانیکه دکل برای حفاری به محل چاه اعزام می‌شود این لوله‌ها را نیز همراهش می‌فرستند. این جداری ضخامت زیادی ندارد زیرا در ابتدای حفاری، سازند فشار آن چنانی ندارد، اما در صورت برخورد با زمین یا دیواره چاه ممکن است که آسیب ببینند، به همین دلیل در ابتدای این جداری کفشک راهنما می‌بندند که باعث هدایت این لوله‌ها و عدم گیر کردن لبه‌های آنها می‌شود.

راندن رشته تکمیلی حومه شهری «Urban Completion»

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (17)

☑️ هدف از طراحی و تکمیل این رشته، بهره‌گیری از شیر ایمنی عمقی می‌باشد. در صورت بروز نشت یا فوران از شیرآلات یا خطوط جریانی سرچاه، جریان چاه را از 60 متری درون چاه قطع نموده و چاه ایمن می‌گردد. نحوه قرار گرفتن شیر ایمنی «3SV» به این صورت است که با راندن یک joint جدید که روی آن مکانی برای این شیر تعبیه شده است در صورت نیاز شیر را نصب می‌کنند. شیرهای اطمینان سر چاهی اگر فشار از یک مقدار حداکثر بیشتر شود و یا از یک مقدار حداقل کمتر شود بسته می‌شوند. برای نصب آن ابتدا چاه را می‌کشیم و ضمن تمیزسازی و بررسی حفره چاه تا عمق نهایی، رشته تکمیلی را می‌رانیم.

3SV= Subsurface Safety Valve

گسل‌های موازی (Parallel Faults) یا کانال (Channel)

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (16)

☑️ زمانیکه این مرز را داریم بسته به موقعیت چاه، رژیم‌های جریانی متفاوت می‌باشند.

1) اگر چاه در مرکز کانال باشد به‌طوری‌که از مرزهای بالایی و پایینی فاصله یکسان داشته باشد، در این حالت ابتدا جریان شعاعی دیده می‌شود که در نمودار مشتق فشار خطی افقی با شیب صفر است. در نهایت رژیم جریان خطی می‌شود و دلیل آن مشاهده هر دو مرز بطور همزمان می‌باشد. در این حالت اثر مرزها به صورت یک جریان خطی در late time می‌باشد که بصورت خط راست با شیب 1/2+ در نمودار مشتق فشار ظاهر می‌شود. 

2) اگر چاه به یکی از مرزهای بالایی یا پایینی نزدیک باشد، در این حالت ابتدا جریان شعاعی را خواهیم داشت تا زمانیکه اثر مرز نزدیک‌تر را ببینیم که به صورت یک خط افقی با شیب صفر در نمودار مشتق فشار نمایان می‌شود (محل تثبیت مشتق فشار دو برابر می‌شود). در نهایت جریان خطی بواسطه هر دو مرز را خواهیم داشت که در نمودار مشتق فشار به صورت خطی راست با شیب 1/2+ می‌باشد. 

نکته مهم اینکه زمانیکه چاه در مرکز کانال باشد و فاصله یکسانی از دو مرز بالایی و پایینی داشته باشد به دلیل تشکیل جریان خطی، دیگر اثر دو تا fault را که به صورت یک خط stabilized شده در نمودار مشتق فشار است نخواهیم دید.

تست تزریق‌پذیری «Injectivity Test»

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (15)

☑️ برای عملیات اسیدکاری بایستی حتماً تست تزریق‌پذیری را انجام دهیم تا بفهمیم که آیا مخزن می‌تواند اسید را جذب کند یا نه. 

در این تست، حجم معینی از اسید که معادل حفره باز یا مشبک‌ها می‌باشد را درون چاه تزریق و واکنش سازند را مشاهده می‌کنیم. حتما باید سازند اسید را قبول کند. 

مقدار حداکثر فشار و دبی تزریق‌پذیری برای چاه‌های نفتی 2000 پام و 3 بشکه در دقیقه می‌باشد. برای چاه‌های تزریقی آب و گازی این مقادیر بترتیب 1000 پام و 8 بشکه در دقیقه می‌باشند. به این معنی است که ما تست تزریق‌پذیری را انجام می‌دهیم و ممکن است که در فشار 500 پام همه حجم اسید وارد سازند شود. در صورت عدم موفقیت‌آمیز بودن می‌توانیم تا حداکثر فشار این کار را تکرار کنیم تا به تزریق‌پذیری مناسب برسیم. در نهایت اگر تزریق‌پذیری خوب نباشد عملیات اسیدکاری لغو می‌شود. 

☑️ اگر فشار تزریق بیشتر از مقادیر حداکثری متداول برای چاه‌های نفتی یا تزریقی آب و گاز شود باعث شکستن و فروپاشی پاشنه و لبه آستری می‌شود.

☑️ مقدار حجم مورد استفاده برای تزریق‌پذیری باید به اندازه مناسب که معادل بازه حفره باز یا مشبک‌هاست، باشد. اگر حجم زیادی استفاده شود و تزریق‌پذیری خوب نباشد مشکلات زیادی بوجود می‌آورد مثل بریده شدن لوله‌ها و ...

خلاصه‌ای از گزارش عملیات حفاری، نحوه تکمیل و راندن نمودار سیمان‌بندی یکی از چاه‌های جنوب ایران

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (14)

☑️ عملیات‌های انجام شده روی چاه به ترتیب:

1) حفاری چاه تا عمق 4000 متری که عمق نهایی می‌باشد، 

2) راندن جداری‌ها و سیمانکاری آنها، 

3) راندن نمودار جایرو «Gyro»، 

4) راندن نمودار ارزیابی مخزن، 

5) راندن آستری 7 اینچ در حد فاصل 3099.9 تا 3999.5 متر حفار و سیمانکاری آن، 

6) راندن نمودار بندش سیمان درون آستری 7 اینچ، 

7) جابجایی سیال ستون چاه با گازوئیل، 

8) راندن لوله مغزی 1/2 4 اینچ و متعلقات تا عمق 1514 متر حفار، 

9) نصب تاج چاه استاندارد و آزمایش فشار آن، 

10) مشبک‌کاری حدفاصل 3978 تا 3990 متر حفار لایه ماسه سنگی و حد فاصل 3940 تا 3972 متر حفار لایه کربناته، 

11) اسیدکاری و اخذ تزریق‌پذیری مناسب از شبکه‌ها، 

12) زنده‌سازی چاه با پمپ نیتروژن و جریان دادن چاه بر روی کاهنده‌های مختلف به سمت گودال سوخت.

☑️ میزان کل هرزروی گل حفاری جمعاً 316 بشکه بوده و مدت زمان حفاری 124 روز به طول انجامیده است که 21 روز بیشتر از پیش‌بینی بوده است.

☑️ ابزار جایرو برای اندازه‌گیری انحراف در حفاری استفاده می‌شود و درون لوله‌های جداری و یا حفره باز جایی‌که سنگ‌های مغناطیسی حضور داشته باشند رانده می‌شود. برای تعیین orientation بکار می‌رود.

تراوایی (Permeability)

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (13)

☑️  تراوایی دارای بعد m^2 است یعنی از جنس مساحت و سطح مقطع می‌باشد. در جایی که مخازن کربناته تولید زیادی دارند اکثراً بخاطر سطح تماس و مساحت بیشتر شکاف است نه ماتریکس؛ یعنی اگر شکاف و ماتریکس با چاه ارتباط داشته باشند به عنوان مثال از ماتریکس 2 بشکه تولید داریم و از شکاف 2 هزار بشکه. برای افزایش سطح تماس مخزن و چاه می‌توان حفاری شعاعی، حفره‌های افقی و شکاف مصنوعی ایجاد کرد. با استفاده از علم زمین‌شناسی و مکانیک سنگ فشار لازم برای ایجاد شکاف را محاسبه می‌کنیم. زمانی که سطح تماس چاه و مخزن افزایش یابد عملکرد IPR بهبود بخشیده می‌شود. 

بیشتر بخوانید: تعریف نفوذپذیری مطلق و مؤثر

بیشتر بخوانید: تراوایی میانگین

فایل آموزشی نمودارهای عملکرد مخزن و چاه

یکی از مباحث بسیار مهم و کاربردی در رشته مهندسی بهره‌برداری، مبحث مربوط به نمودارهای عملکرد مخزن و چاه می‌باشد. 

از آنجایی که هدف ما در این سایت تولید محتوای کاربردی، مفهومی و در عین حال با زبانی ساده پیرامون رشته مهندسی نفت می‌باشد، به مرور مباحث مهم صنعتی را که لیست کرده‌ایم در اینجا نیز در قالب یک فایل خلاصه و کاربردی منتشر می‌کنیم. 

با مطالعه این فایل آموزشی، به اهمیت و کاربرد نرم افزار پایپ سیم پی خواهید برد.

✅ ما لیستی از مباحث مهم و پر کاربرد در صنعت و دانشگاه را تهیه کرده‌ایم و به مرور آن‌ها را در سایت منتشر می‌کنیم. اگر به دنبال به‌روز‌رسانی خود هستید حتماً مطالب ما را دنبال کنید.

مشخصات محصول نمودارهای عملکرد مخزن و چاه

تعداد صفحه: 21

مباحث این فایل آموزشی:

• اثر تغییر فشار سر چاهی، نسبت گاز به مایع و قطر لوله مغزی بر نمودارهای IPR
• حل دو مثال در نرم افزار پایپ سیم (PipeSim)
• حل چند تست کنکور ارشد مهندسی نفت در مورد این مبحث
• جدول روش های تجربی برای پیش بینی رفتار منحنی های IPR

تهیه کنندگان: سروش جسری و صادق سلمانی

تاریخ انتشار: مهرماه 96

دانلود چند صفحه از فایل آموزشی نمودارهای عملکرد مخزن و چاه به عنوان نسخه دمو

هزینه: 7000 تومان