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.

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.

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.

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.

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.

جابجایی سیال ستون چاه

☑️  پس از پایان عملیات حفاری و انجام مشبک کاری معمولا داخل ستون چاه گل حفاری می باشد. برای اینکه چاه به جریان بیفتد و برای انجام عملیات های بعدی از جمله اسیدکاری شبکه ها، بایستی سیال ستون چاه جابجا شود. اینکار برای سبک کردن ستون چاه و همچنین برای بیرون کردن ذارت گل حفاری که باعث کثیف شدن و ایجاد رسوب در شبکه می شوند، انجام می شود. معمولا برای جابجایی سیال ستون چاه، بسته به حجم چاه از مقادیر 100 تا 300 بشکه گازوییل استفاده می کنند. 

گاهی اوقات دکل ترخیص شده اما سیال ستون چاه گل و سیال حفاری می باشد. زمانیکه عملیات اسیدکاری را می‌خواهیم با لوله مغزی سیار انجام دهیم یک مرحله قبل از انجام عملیات اضافه می شود که توسط گازوئیل و با استفاده از لوله مغزی سیار، سیال ستون چاه را جابجا می کنند.

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

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.

تبدیل یک چاه تولیدی به چاه مشاهده‌ای و بالعکس

سلسله مطالب کاربردی در مهندسی نفت (10)

☑️ چاه مشاهده‌ای چاهی است که به منظور مشاهده سطح تماس سیالات آب و نفت و گاز حفاری شده است. زمانیکه سطوح تماس آب و نفت یا نفت و گاز در بخشی از میدان مشخص نباشد یا ابهاماتی وجود داشته باشد که نتوانیم با قطعیت سطوح را مشخص کنیم چاه را مشاهده‌ای کرده تا در مواقع مورد نیاز با ابزارهای مخصوص سطوح مشخص شده و مخزن تحت بررسی و مطالعه قرار گیرد. چاه‌هایی که خصوصاً در حاشیه مخزن قرار دارند معمولاً ابهاماتی را ایجاد می‌کنند. در برخی موارد ممکن است که سنگ مخزن خواص مناسبی جهت تولید نداشته باشد، در این حالت هم چاه به مشاهده‌ای تبدیل می‌شود. در صورتیکه ذخیره مناسبی از نفت در محدوده چاه مشاهده‌ای یا چاه‌های تزریقی باشد، می‌توان آن‌ها را تبدیل به چاه تولیدی کرد.