حفاری

انواع حفاری:برای بهره‌برداری از نفت و گاز مخازن، كه هزاران متر زیر زمین هستند،‌ باید تمام سازند ها و لایه‌های بالایی و خود سنگ مخزن مورد حفاری قرار گیرد.امروزه در صنعت نفت، صنعت حفاری حرف اول را می‌زند و ملاك قدرت شركت‌های نفتی محسوب می شود.انواع روش‌های حفاری عبارتند از:

ناحیه‌ی هدف:
ناحیه‌ای معین در عمقی از پیش تعیین شده كه بر اساس طراحی‌ انجام گرفته، چاه باید آن ناحیه را قطع كند. 

حفاری عمودی (vertical drilling)در این روش حفاری بصورت عمودی نبست به سطح زمین انجام می‌شود اما در هر حفاری یك انحراف از مسیر (drift) وجود دارد كه در روش عمودی این انحراف باید خیلی كم و در حد 1 درجه تا 2 درجه باشد.

حفاری جهت‌دار (Directional Drilling): 
حفاری جهت‌دار نوعی از حفاری است كه در آن مسیر چاه بر اساس نقشه‌ای معین و از پیش طراحی شده، برای رسیدن به ناحیه هدف (Target Area) از حالت عمودی منحرف می‌شود. این نوع حفاری زمانی انجام می‌شود كه بنابه دلایلی هدف نهایی از محلی كه بر روی زمین شروع به حفاری می‌كنیم به صورت جانبی دارای فاصله باشد.
حفاری زیر تعادلی ( UBD) :
در حفاری زیر تعادلی ( UBD) فشار سیال حفاری عملا كمتر از فشار روزنه‌های سیالات سازند نگه‌داشته می‌شود، در نتیجه در مواجهه با سازندهای نفوذپذیر، سیال سازند اجازه نفوذ به درون چاه در حال حفاری را پیدا می‌كند. در این روش تجهیزات و روش‌های خاصی برای كنترل جریان سازند در حفاری زیر تعادلی مورد نیاز است. اما این روش مزیت‌های قابل ملاحظه‌ای نسبت به حفاری معمولی دارد.
Multi lateral Drilling :
این روش بیشتر در چاه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد كه برروی دریا قرار دارند(offshore)یا همان سكوهای نفتی و گازی دریایی. به این ترتیب كه از یك سكو در جهت‌های مختلف حفاری انجام می‌شود هم زمان می‌توان چندین نقطه در یك مخزن یا مخازن مختلف را حفاری كرد.

حفاری افقی (Horizontal drilling) :
در این روش، حفاری با زاویه 90 درجه نبست به محور چاه انجام می‌شود. این نوع حفاری می‌تواند درسنگ مخزن بسیار بصرفه باشد چراكه سطح تماس مخزن را با چاه افزایش داده و در نتیجه باعث برداشت بیشتر و بهتر از مخزن می‌شود، اما این روش نیاز به تكنولوژی بالایی نیز دارد.

Measured depth : طول واقعی چاه از نقطه شروع حفاری تا هر نقطه دلخواه درمسیر آن.

Build up : قسمتی از چاه كه زاویه شیب (inclination) افزایش می‌یابد.

Build up Rate : سرعت تغییر زاویه چاه (Build up Rate) را معمولاً به ازای هر 100فوت عمق اندازه‌گیری شده (Measured depth)، بر حسب درجه بیان می‌كنند.

MWD) Measured While Drilling): نوعی از دستگاه‌های موقعیت‌یاب و اندازه‌گیری كه در انتهای رشته حفاری و بالای مته قرار می‌گیرند و این امكان را فراهم می‌آورند كه درحین عملیات حفاری بتوان موقعیت دقیق چاه را تعیین كرد.

موتور گل(Mud Motor) : موتورهایی كه نیروی محركه خود را از گلی كه با فشار به درون لوله‌ها پمپ می‌شود به دست می‌آورند.

انحراف از مسیر اولیه (Side Track) : عملیاتی كه به‌منظور جهت‌دهی دوباره به مسیر چاه انجام می‌گیرد، این كار با حفاری مجدد از نقطه‌ای بالاتر از انتهای چاه آغاز می‌شود.

Kelly : یك لوله استوانه‌ای شكل است كه مقطع آن مربع یا شش ضلعی منتظم است. این لوله ویژه‌ی روش حفاری با میزگردان است و در روش topdrive از آن استفاده نمی‌شود.

رشته‌های حفاری (drilling pipe) یا (drilling string) : رشته‌های حفاری، لوله‌های استوانه‌ای شكلی هستند كه دارای طولی در حدود 30 فوت هستند. ابتدا 3 رشته حفاری به هم پیوند می خورند كه به آن‌ها یك Stand گفته می‌شود و سپس stand ها به درون چاه فرستاده می‌شوند.

Collar : لوله‌ای استوانه‌ای شكل است كه قطرو وزن آن نسبت به رشته‌های حفاری بیشتر است و از آن برای اعمال نیرو بر روی مته استفاده می‌شود، كاربرد دیگر آن شاقول كردن و یا در اصطلاح مركز كردن(centralize) مته در داخل چاه است.

مته (Bit) : برای حفر سازندها از آن استفاده می‌شود و دارای انواع مختلفی است مانند كاج‌دار، الماس طبیعی و مصنوعی و غیره كه هر كدام كاربردها ، مزیت‌ها و معایب‌ خاص خود را دارند.

موتور متحرك (draw work) : موتوری است كه سیم‌های نگهدارنده را دور قرقره كه در داخل خود قرار دارد، جمع یا باز می‌كند.

جعبه متحرك( traveling block ) : این بخش نیز همانند تاج دكل جعبه‌ای ‌ست كه داخل آن چندین قرقره قرار می‌گیرد و فرق آن با Crown block در این است كه Crown block ثابت است اما traveling block متحرك است.

تاج دكل ( Crown block) : در واقع جعبه‌ای است كه داخل آن چندین قرقره ثابت قرار می‌گیرد.

قرقره ذخیره (storage reel) : قرقره ای است كه سیم‌های نگهدارنده ذخیره، بدور آن جمع‌ می‌شوند.

سیم‌های نگهدارنده : سیم‌هایی هستند كه نیرو را از draw work به قسمت های دیگرمنتقل كرده و باعث بالا و پایین‌ رفتن لوله‌ها داخل چاه می‌شوند.

قلاب (hook) : از این ابزار در سیستم‌های میزهای گردان استفاده می‌شود و برای آویزان كردن swivel به traveling block مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هرزگرد (swivel) : این ابزار نیز در سیستم‌ میزگردان مورد استفاده قرار می‌گیرد و در واقع هرزگردی است كه باعث می‌شود kelly براحتی داخل swivel بچرخد.

پمپ‌های گل (pumps) : كه گل را با فشار به داخل رشته‌های حفاری و از آنجا به درون چاه پمپ می‌كند.

Stand pipe : لوله‌ای عمودی كه گل از آن به داخل Kelly hose منتقل می‌شود.

Kelly hose : شیلنگ مرتجعی است كه گل حفاری را از stand pipe به Kelly منتقل می‌كند.

Kelly و رشته‌های حفاری : كه گل از درون آنها به مته می‌رسد و سپس وارد فضای حلقوی بین رشته های حفاری و دیواره چاه می‌شود.

فضای حلقوی (annulus) : گل حفاری به همراه كنده‌های حفاری از داخل فضای حلقوی چاه به سطح می‌رسند. در واقع به فضای بین رشته های حفاری و دیواره چاه ، فضای حلقوی گویند.

Shale shaker : غربالی است با مِش‌های مختلف كه هر كدام كنده‌های حفاری با سایز‌های مختلف (در حد بزرگ‌تر از ماسه و رس) را از گل جدا می‌كنند.

Desilterو desander : قسمت‌های ریز كنده‌های حفاری، در سایزهای رس و شن كه توسط shale shaker قابل جدا شدن نیستند، را جدا می‌كنند.

لوله‌های جداری (Casing) : لوله‌های جداری وظایف مختلفی را برعهده دارند به عنوان مثال جدا كردن سازندهای مختلف از یكدیگر، جلوگیری از امتزاج سیالات سازندهای مختلف و غیره. این لوله‌های جداری توسط سیمان به دیواره چاه می‌چسبند و از بالا نیز نگه داشته می‌شوند.

لوله‌ هادی (Conductor pipe) : كه دكل‌ حفاری روی آن سوار می‌شود

لوله‌ جداری سطحی ( surface casing) : كه مانع از امتزاج نفت و سیالات حفاری با سفره‌ی آب‌های زیرزمینی و آلوده شدن این آب‌ها می‌شود.

لوله‌های جداری میانه (Intermediate) : اگر خواستیم در مسیر حفاری ارتباط سازندی را از سازندهای دیگر جدا كنیم از آن استفاده می‌كنیم.

لوله جداری تولیدی (production casing) : كه درقسمت مخزنی چاه نصب می‌شود و هنگام بهر‌ه‌برداری آن را سوراخ می‌كنند و از آن بهره‌برداری می‌كنند.

آستری (Liner) : این نوع لوله‌های جداری تا سطح كشیده نمی‌شوند بلكه تا پایین‌ترین قسمتی كه لوله جداری قبلی گذاشته شده است ادامه دارد.

فوران گیرها (BOP) (blow out preventor) : فوران گیر ابزاری است كه از یك بدنه اصلی و تعدادی شیر كنترل تشكیل شده است و طی عملیات حفاری روی سرآخرین لوله جداری كه در چاه رانده شده بسته می‌شود. بخش‌های مختلف فوران گیر شامل شیرهای ورودی و خروجی گل، شیر ورودی سیمان، shear rams و Blind rams و annulus preventor است.

Platform : دكل‌های ثابتی هستند كه بعد از حفاری‌ دیگر كاربردی ندارند و نمی‌توان آن ها را حمل و منتقل كرد.

Jack - up : در این نوع ارتفاع platform (سكوی حفاری) قابل تنظیم است و می‌توان با توجه به ارتفاع موج‌های دریا كه در منطقه‌ ایجاد می شود، سطح سكوی حفاری را بالا یا پایین آورد.

kick : به شرایطی گفته می‌شود كه به علت زیادبودن فشار سازندهای حفاری شده نسبت به فشار هیدرواستاتیك ستون گل، سیال سازند وارد چاه شود.

فوران(Blow out) : در صورتی كه پس از پیدایی kick، این شرایط كنترل نشود و سیال پر فشار به سطح زمین برسد، باعث ایجاد فوران و در برخی مواقع آتش‌سوزی می‌شود.

كشتن چاه (Well Killing) : روش‌های جلوگیری از راه‌یافتن سیال سازند به سطح زمین و فوران را روش‌های كشتن چاه (Well Killing) می‌گویند.

مانده (Fish) : قطعاتی نظیر تكه‌های لوله‌ حفاری، تكه‌های مته و یا ابزارهای دیگر كه بنابه هر دلیل درون چاه سقوط كرده و یا در میانه چاه‌ گیر كرده‌اند و ادامه عملیات حفاری را مختل می‌نمایند