گل هاي حفاري سنتزي

گل هاي حفاري سنتزي

سيالات حفاري پايه سنتزي نسل جديدي از گل هاي حفاري مورد استفاده در صنعت نفت و گاز مي باشد ، كه براي حفاري از درون لايه هاي آب ، حفاري هاي سخت و انحرافي كاربرد وسيعي پيدا نموده اند.

در مقايسه با سيالات پايه روغني مشكل محيط زيستي بسيار كمتري داشته و قابل قبول مي باشد. سيال حفاري و يا گل حفاري يكي از اجزاي اصلي فرآيند حفاري در خشكي و دريا براي حفر چاه نفت و گاز مي باشد. از مهمترين و.ظايف گل حفاري انتقال برش ها به سطح ، موازنه فشار سازند و زير سطحي براي جلوگيري از انفجار ، سرد كردن و روغنكاري مته حفاري را مي توان نام برد. در طي عمليات حفاري ، سيال حفاري به داخل لوله حفاري پمپ شده و از طريق نازل هايي در مته حفاري خارج مي گردد. جريان گل برش هاي سنگي ايجاد شده در زير مته را جاروب نموده و آنها را از فضاي حلقوي بين لوله حفاري و ديواره چاه يا كيسينگ به سطح حمل مي نمايد. پس از آن ، برش ها توسط غربال ها و هيدروسيكلونها جدا شده و دوباره به داخل تانك گل حفاري و سپس به چاه برگشت داده مي شوند.

برش ها همان ذرات صخره هاي خرد شده مي باشند كه طي عمل تراش مته هنگام نفوذ به داخل زمين توليد مي شوند. اندازه اين برش ها معمولاً بزرگتر از از ذرات خاك و كوچكتر از شن هاي درشت دانه مي باشد. از بررسي خصوصيات شيميايي و نوع كاني برش ها مي توان اطلاعات خوبي در خصوص لايه هاي در حال حفاري كسب نمود. تطلاعات حاصله نشان مي دهد برش هاي تخليه شده حفاري هاي دريايي بطور متوسط شامل 15 درصد وزني گل حفاري است. اگر چه برش هاي مزبور آلودگي محيط زيست ندارند ولي مواد شيميايي همراه آنها ، مخصوصاً اگر سيال مورد استفاده پايه روغني باشد ، مي تواند براي محيط بسيار سمي و خطرناك باشد.

در عمليات حفاري انواع سيالات با فرمولاسيون مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند. در يك تقسيم بندي اساسي مي توان آنها را با دو گروه سيالات حفاري بر پايه آب و سيالات حفاري بر پايه غير آب تقسيم بندي نمود. سيالات حفاري بر پايه آب بوفور در عمليات حفاري خشكي و دريا استفاده شده و در حالت عمومي داراي نركيبي شامل آب ( آب بدون نمك با آب نمك ) ، باريت ، بنتونيت ، سود سوز آور ، ليگنيت ، ليگنوسولفونات و يا پليمرهاي محلول در آب مي باشند. در سيالات حفاري بر پايه آب ممكن است از برهي مواد شيميايي ويژه براي حل بعضي مشكلات بخصوص نيز استفاده شود. براي مثال از تري بوتيل فسفات براي كنترل كف ، ار بي سولفيت آمونيم براي خارج كردن اكسيژن محلول ، و از بي كربنات سديم براي خارج كردن يون كلسيم اضافي استفاده مي شود.

گاهي اوقات نيز ممكن است از مقادير ناچيز تركيباتي مانند سوخت ديزل ، روغن هاي معدني ، و مايعات آلي نامحلول در آب ، براي سهولت حفاري در سازند هاي سخت اظافه شود. روغن بصورت فاز پراكنده در آب در آمده و برش ها در فاز آبي باقي مي مانند. تركيب ، وضعيت محيط زيستي ، و اثرات آلودگي در دريا مربوط به سيالات حفاري بر پايه آب ، خصوصاً در آمريكا ، بطور وسيع مورد مطالعه محققان و كارشناسان حفاري و محيط زيست قرار گرفته است.

در سيالات حفاري بر پايه غير آب ، فاز پيوسته يك مخلوط هيدروكربن مايع يا ماده آلي نامحلول در آب مي باشد. اين سيالات حاوي باريت ، بنتونيت ، امولسيفايرها ، آب ، كلريد كلسيم ، ليگنيت و آهك مي باشند. آب با آب نمك دار ( معمولاً شامل كلريد كلسيم ) ، در غاظت هاي 10 تا 50 درصد بصورت فاز پراكنده داخل فاز آلي قرار مي گيرد. براي اين كار حضور يك امولسيفاير ضروري است. اندازه قطرات در حدود يك ميكرومتر مي باشد. اين امولسيون يم امولسيون معكوس ناميده مي شود زيرا آب در فاز آلي پراكنده شده است. در اين نوع سيال برش ها با فاز آلي مرطوب مي شوند. سيالات حفاري غير آبي معمولاً گرانتر از سيالات بر پايه آب مي باشند.

سيالات پايه سنتزي براي انجام حفاري در شرايط سخت ، در مقايسه با سيالات پايه آبي ، خيلي كارآمد مي باشند. در سال 1995 ، Burke و Veil هزينه چاه حفر شده با گل هاي سيالات پايه آبي و سيالات پايه سنتزي را با هم مقايسه كردند:

1- حفاري با سيالات پايه سنتزي ، زمان عمليات حفاري را 50 الي 60 درصد كاهش مي دهد و هزينه هاي مربوط به حفر چاه تقريباً نصف مي گردد.

2- در حفاري با سيالات پايه سنتزي مي توان برش ها را به دريا تخليه كرد.

3- اگر برش ها به هر دليل نتوان به دريا تخليه كرد در اين صورت مي بايست هزينه حمل آنها را تا ساحل محاسبه نمود.

4- در حفاري با سيالات پايه سنتزي ، مقدار كل ضايعات تخليه شده د رمقايسه با سيالات پايه آبي بسيار كمتر است. اين بخاطر آن است كه در سيالات پايه سنتزي فقط برش ها تخليه مي شوند در صورتي كه در سسالات پايه آبي هم برش ها و هم گل حفاري تخليه مي شوند.