گل حفاری

داستان گل حفاری به صدها سال پیش و به زمانی بر می گردد که برای حفر زمین تا عمق ها ی ۱۰ تا ۲۰ متری از آب به دو دلیل استفاده می کرده اند که شامل :
مرطوب و نرم کردن زمین مورد حفاری
بالا آوردن کنده های حاصل ازحفاری به همراه جریان آب بسطح

اما به به مرور که بشر نیاز به تحقیق بیشتر دراعماق پائین تر زمین پیدا کرد٬ اهمیت سیال حفاری روز بروز افزوندتر گردید . با رونق حفاری های پیشرفته و بخصوص حفاری چاه های نفت و گاز اعتبار سیال یا گل حفاری تا به آنجا رسید که آنرا خون حفاری نامیدند و امروزه حفاری بدون گل حفاری آنقدر غیر ممکن است که حیات بدون آب.

تعریف گل حفاری :
گل حفاری ترکیبی است از مواد شیمیائی معدنی و آلی که بشکل مایع ساخته می شود و در حفاری بکار گرفته می شود. این ترکیب از دو فاز جامد و مایع تشکیل می گردد. انواع گل های حفاری شامل طبقه بندی زیر است:
الف : گلهای پایه آبی
ب : گلهای پایه روغنی
ج : حفاری با هوای خشک
د : حفاری با هوا و کف فشرده ه

داستان گل حفاری به صدها سال پیش و به زمانی بر می گردد که برای حفر زمین تا عمق ها ی ۱۰ تا ۲۰ متری از آب به دو دلیل استفاده می کرده اند که شامل :
۱- مرطوب و نرم کردن زمین مورد حفاری
۲- بالا آوردن کنده های حاصل ازحفاری به همراه جریان آب بسطح

اما به به مرور که بشر نیاز به تحقیق بیشتر دراعماق پائین تر زمین پیدا کرد٬ اهمیت سیال حفاری روز بروز افزوندتر گردید . با رونق حفاری های پیشرفته و بخصوص حفاری چاه های نفت و گاز اعتبار سیال یا گل حفاری تا به آنجا رسید که آنرا خون حفاری نامیدند و امروزه حفاری بدون گل حفاری آنقدر غیر ممکن است که حیات بدون آب.

تعریف گل حفاری :
گل حفاری ترکیبی است از مواد شیمیائی معدنی و آلی که بشکل مایع ساخته می شود و در حفاری بکار گرفته می شود. این ترکیب از دو فاز جامد و مایع تشکیل می گردد. انواع گل های حفاری شامل طبقه بندی زیر است:
الف : گلهای پایه آبی
ب : گلهای پایه روغنی
ج : حفاری با هوای خشک
د : حفاری با هوا و کف فشرده ه

گل هوازده:
الف : گل های پایه آبی :
 چون پایه اکثر گلهای حفاری را آب تشکیل میدهد٬ به این گل ها پایه آبی میگویند . گلهای پایه آبی از دو فاز مایع و جامد ساخته می شود .
الف- فاز مایع :
فاز مایع اکثر گلها٬ آب است . آب برخی از مواد را بصورت محلول و بعضی دیگر را بصورت معلق در خود نگه میدارد. آب مورد مصرف حفاری هم از نظر وزن مخصوص و هم به لحاظ نوع کاربرد٬ انواع مختلفی دارد که عبارتند است :
ـ آب شیرین یا Fresh water که نمک محلول در آن کمتر ازppm ۱۰۰۰۰ است. ـ آب شور یاSalt water که بسته به مقدار شوری و نمک های محلول در آن به یکی از انواع زیر اطلاق می گردد : الف ـ آب دریا Sea water با کلر و سدیمppm ۳۵۰۰۰
ب ـآب شور Brackish water با کلر و سدیمppm ۲۰۰۰۰
ج ـ آب سیر شده از نمک یا املاح اشباع شدهبا کلروسدیم (Salt saturated water) بین ppm ۲۸۰۰۰۰ ppm ۳۲۰۰۰۰٫
د ـ آب نرم Soft water آ بی است که مواد محلول چندانی ندارد. مثل آب مقطر و آ ب باران قبل از تماس با زمین و آب برف.
ه ـ آب سخت Hard water به آبی اطلاق میگردد که به علت بالا بودن یونهای کلسیم و منیزیم ٬ مواد پاک کننده Detergent و صابونی در آن کف نمی کند.

ب – فاز جامد :مواد جامد یا فاز جامد گل حفاری به موادی گفته می شود که یا توسط کاربر به فاز مایع اضافه میگردند یا توسط سازند و در هنگام حفاری وارد سیستم گل حفاری می شوند که مقدار آنها در سیال حفاری از ۵% تا ۵۰% حجمی فاز مایع٬ متغیر است. این مواد به دو دسته مواد فعال Active و غیر فعال Inert تقسیم می شوند. هردو نوع این مواد اگر از سازند وارد گل حفاری شوند٬ ممکن است باعث ایجاد تغییرات نامطلوب بر روی گل حفاری گردند که اصطلاحا به آنها مواد مضر هم گفته می شود مثل شن و ماسه و بلعکس اگر تاثیر مثبت روی گل حفاری داشته باشند ٬ آنها را مواد مفید میگویند مثل رس ها در گل های سبک. موادی که توسط کاربر به گل حفاری افزوده می شوند اگر بر سیال تاثیرات فیزیکی و شیمیائی بگذارند به آنها مواد فعال یا Active گویند. مانند نیتونایت ٬ استارچ٬ CMC و هر گونه ماده ای که بخاطر تغییر رئولوژی به گل افزوده می گردد . مواد غیر فعال یا Inert به موادی گفته می شوند که فقط تاثیر فیزیکی بر گل حفاری دارند. مانند باریت ٬ فروبار و پودر سنگ آهک یاLimestone که فقط وزن گل را بالا می برند . حفاری در ایران از ابتدا بوسیله گلهای پایه آبی یا آب آغاز می گردد و با تغییر شرایط چاه از انواع دیگر گل ها استفاده می شود. بطور کلی سازند های حفاری ایران را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد.

الف: حوزه های با فشار بسیار کم و با شکستگی های زیاد مثل سازندهای جنوب شرقی ایران (زاگرس جنوبی)
ب: حوزه های با فشار کم مانند سازندها آغاجاری، میشان و قسمت فوقانی سازند گچساران ج: سازندهای با فشار زیاد مثل بخش ها ششگانه سازند گچساران در این لایه ها از آب اشباع از نمک ٬ استارچ و مواد وزن افزا مثل باریت و فروبار استفاده می شود ( گل سنگین ) و PH این نوع گل هم در محدوده ۱۰ – ۸٫۵ متغیر است .
د: حوزه های نفتی یا گازی آسماری ، آنوسین ، بنگستان، کنگان ، مزدوران ، شوریجه و سایر سازندهای پائین تر که با گلهای وزن کم و متوسط با جامدات نسبتاً کم که در برخی از موارد از گل های روغنی امولسیونی Oil Emulsionاستفاده شده است.

الف-۱- گل های لایه بالا (TOP HOLE)
حفاری در لایه های بالا معمولا با آب شروع می شود و هر چه عمق حفاری زیادتر شود برای تمیز کردن چاه بنتونایت به گل افزود و چون قسمت اعظم این نوع گل ها آب است در ان از کاستیک به دو منظور استفاده می شود. الف: بالا نگاه داشتنPH در محدود ۱۲-۱۰ ب: Dispers کردن بنتونایت و ایجاد ژل و Yield مناسب

طریقه تهیه گل بنتونایتی
۱- به مقدار مورد نیاز درمخازن آب شیرین ( آبی که نمک آن زیرppm ۱۰۰۰۰ باشد) ذخیره می نمائیم .
۲- به آب ذخیره شده مقدار نیم تا یک پوند در هربشکه سودااش اضافه می گردد.
۳- مقدار ۱۷-۱۵ پوند در بشکه بنتونایت استفاده می گردد. ۴- از ۱- ۰٫۵ پوند در بشکه کاستیک جهت بالا بردن PH و تبدیل بنتونایت (رس) به ذرات کوچکتر استفاده می شود.

الف-۲- گل های سنگین پایه آبی در سازند گچساران واقع در جنوب غرب و غرب ایران وقوع فوران آب شور٬ درلایه های آهکی این سازند با حجم و فشار زیاد اتفاق می افتد. این فشار از فشار ستون بسترها ( Ever burden pressure) نیز بیشتر است . ( Ever burden pressure) فشارطبیعی سازندها را گویند. اما فشار فوران آب نمک گاه بلحاظ توزیع نادرست ناشی از وضعیت تکتونیکی لایه های گچساران بسیار بالاست.که در برخی موارد وزن گل سنگین بهpcf ۱۶۵ هم میرسد. بلحاظ بالا بودن درصد جامدات این گل٬ اگر به آن بی توجهی شود مشکلات عدیده ای را بوجود خواهد آورد. بنابراین جهت کار با این نوع گل باید با فرمول های مناسب و مراقبت های دایمی از مشکلات آن جلوگیری نمود، مهمترین عامل در گل سنگین کنترل گرانروی آن است چون گل سنگین عملاً نسبت به جامدات حفر شده حساس است باید کوشش شود که اثرات منفی این جامدات را به حداقل رساند یا از بین برد.

طریقه ساختن گل سنگین پایه آبی
گل سنگین متشکل است از آب نمک اشباع، سوداش، نشاسته (استارچ) ، باریت و فروبار و آهک جهت بالا بردن

PH . ۱- برای تهیه گل سنگین ابتدا باید مقدار آب دلخواه را در یکی از مخازن ذخیره نمود .
۲- مقدار ۱۲۵-۱۲۰ پوند در بشکه نمک به آن می افزائیم تا شوری آن به ppm ۳۲۰۰۰۰- ۲۸۰۰۰۰ برسد .
۳- نیم تا یک پوند در بشکه سودااش جهت کم کردن یون کلسیم به ان افزوده می شود.
۴- ۱۲تا۱۴ پوند نشاسته بر آن اضافه کرده و حدود ۲۰ دقیقه باید خوب هم بخورد.
۵- به مقدار وزنی که خواسته شده است باریت و فروبار به مخلوط می افزائیم. پس از ساختن و جابجا کردن این نوع گل با گل قبلی درون چاه در صورتیکه پس از Pilot test یا تست اولیه مشخص شد که مثلا فلوئید لاس (Fluid loss) گل در محدود مورد قبول نیست٬( ۰٫۸cc – 2cc) باید به آرامی به گل نشاسته اضافه نمود . در برخی ازموارد گل نشاسته را قبول نمی کند. یعنی نشاسته خشک در گل حل نمی شود. در چنین حالتی باید مقداری سلوشن جدید با مصرف استارچ بین ۲۵-۲۰ پوند در بشکه تهیه کرد و آنرا به آرامی به گل در حال گردش اضافه نمود و وزن گل را نیز کنترل نمود.

۳-۱- گل های سازند های نفتی و گازی و طریقه تهیه آنها: گلی که در سازنهای نفتی و گازی مصرف دارد باید در آن از موادی استفاده نمود که در صورت هرزوروی این مواد باعث مسدود کردن روزنه های نفتی یا گازی نشود و یا چنانچه نیاز به اسیدکاری چاه شد این مواد در اسید قابلیت حل شدن داشته باشند تنها ماده وزن افزائی که قابلیت حل شدن در اسید را دارد٬ کلسیم کربنات است که به پودر شده آن لایمستون پودر میگویند. جهت تهیه گل های سازندها نفتی و گازی در صورتیکه وزن گل از pcf ۷۵ بالاتر نرود و گل بدون مواد جامد مورد نظر باشد بطریق زیر عمل می شود
۱- وزن آب را با نمک تاpcf ۷۵ بالا می بریم
۲- حدود ۱- ۱٫۵ پوند در بشکه سودااش افزوده می شود.
۳- جهت دادن ویسکاسیتی به گل ۳-۲ پوند در بشکه HV CMC به آن اضافه می کنیم.
۴- جهت بالا بردن PH تا مرز ۱۰ از ۱تا ۰٫۵ پوند در بشکه آهک استفاده می شود. در صورتیکه وزن گل بالاتر ۷۵ pcf خواسته شود به مقدار وزن مورد نیاز از پودر سنگ آهک یا کلسیم کربنات استفاده می نمائیم.

ب -گلهای پایه روغنی: فاز غالب این نوع گل ها مواد نفتی و ترجیحاً گازوئیل است و مقدار کمی آب (شیرین یا شور) و بسته به نوع امولسی فایر مصرفی به یکی از انواع زیر تقسیم میشود:
ب ـ ۱) امولسیون روغن در آب این نوع گل که در اغلب سازندها ، بلاخص در سازندهای حاوی شیل کاربرد فراوانی دارد دارای فواید زیر است:
۱- حفاری را در لایه های حاوی شیل آسان و از ریزش آن جلوگیری میکند.
۲- در مقابل دماهای بالاتر از ۲۵۰ درجه فارنهایت که اغلب مواد کلوئیدی مقاوم نیستند ، مقاوم است.
۳- در هنگام مغزه گیری از آسیب رسیدن به مغزه جکوگیری میکند.این امر باعث کسب اطلاعات مناسبتر میگردد
۴- حفاری با این گل در لایه های نمکی ، سنگ آهک و غیره بسیار مناسب است
۵-در حفاری چاههای افقی از عملکرد بسیار مناسبی برخوردار است.
۶- در چاههایی که توسط نفت سنگین مسدود شده است ، کاربرد مناسبی دارد.
۷- در چاههای حاوی هیدروژن سولفوره و اکسید کربن ، از رسیدن این گازهها به سطح زمین جلوگیری میکند.
۸- بعنوان مایع تکمیلی در زمان سوراخ نمودن لوله های جداری کاربرد مناسب دارد.
۹- بعنوان سیال آزاد کننده های گیر لوله ها تاثیر بسزایی دارد.
۱۰- از زنگ زدگی لوله ها جلوگیری میکند.
ب ـ ۲) امولسیون آب در روغن که به آن آمولسیون معکوس هم می گویند.
ترکیبات اصلی تهیه گل های روغنی عبارتند از:
۱- گازوییل بعنوان فاز پیوسته
۲- آمولسیون کننده اصلی یا اولیه
(Basic Emulsifier) ۳- آمولسیون کننده کمکی یا ثانویه
(Secondary Emulsifier) ۴- آههک بعنوان پایدارکننده جالت الکتریکی
(electrical Stability) ۵- کنترل کننده عصاره گل
(Filtration Agent) ۶- عامل بالابرنده گرانروی یا غلظت گل
(Viscosifier) ۷- مخلوط آب و کلروکلسیم با وزن pcf 82 – ۸۰ جهت جابجا کردن گل پایه آبی با گل پایه روغنی و بلعکس در چاه باید چند بشکه گازوئیل بعنوان حائل بین گل پایه آبی و گل پایه روغنی درون لوله ها جریان دهیم.

گل امولسیونی عادی (Oil Emulsion) چون وزن مخلوط گازوئیل با آب در این نوع گل از حدود pcf 55 بیشتر نیست٬ این نوع گل را در مناطقی که نتوان با آب به علت هیدروستاتیک بالای آب (بیش از فشار مخزن) استفاده نمود در سازندهای کم فشار و با پایداری کم استفاده می کنند. این نوع گل مخلوطی از ۷۰% گازوئیل و ۳۰% آب با نوعی امولسی فایر به اسم DME یا Drilling mud emulsifierمی باشد. برای تهیه یکصد بشکه از این گل بطریق زیر عمل می شود:
۱٫ مقدار ۳۰ بشکه آب در مخزن میگیریم.
۲٫ یک تا یک و نیم بشکه DME به آن اضافه می کنیم و ۲۰ دقیقه فرصت بهم خوردن به آن می دهیم.
۳٫ به آرامی و در مدت یک ساعت ۷۰ بشکه گازوئیل به آن اضافه می نماییم.
۴٫ در صورت نیاز به غلظت بالا ۴۵ ثانیه یک پوند در بشکه HV CMC به آن اضافه می کنیم. باید توجه داشت از اضافه نمودن هر گونه موادی که PH را بالا می برد به این گل خودداری گردد. زیرا مواد قلیایی این گل را دو فاز نموده و کارائی آنرا از بین می برد. در این گل PH و فلوئید گل در گزارش آزمایش روزانه همانند گل های پایه آبی و پایه روغنی آورده نمی شوند. در گل های پایه روغنی ٬ پایداری الکتریکی نیز اندازه گیری میشود. آزمایش گلهای پایه آبی و پایه روغنی به لحاظ رئولوژی تقریباً یکسان بوده و وسایل آزمایش آنها در محل چاه تقریباً یکی است. تنها دستگاهی که در آزمایش گل های پایه آبی و پایه روغنی فرق دارد دستگاه اندازه گیری فلوئیدلاس یا صافاب این دو گل است. چون در گل های پایه آبی صافاب با دستگاه فیلتر پرس با فشار psi ۱۰۰ و حرارت محیط اندازه گیری می شود. ولی فلوئیدلاس گل روغنی با نوعی فیلتر پرس خاص و در دمای ۲۲۰-۱۸۰ و بعضاً ۲۸۰ درجه فارنهایت , psi500 فشار اندازه گیری می شود.

پیل های حفاری :
تعریف پیل : به گلی که با ویسکاسیتی زیاد ساخته می شود و در شرایطی خاص بکار می رود پیل می گویند.
پیل ها به دودسته تقسیم می شوند : الف) پیل هایی که برای تمیز کردن حفره چاه بکار می روند.ب ) پیل هاییکه از آنها جهت جلوگیری از هرزروی استفاده می شود . الف : پیل هاییکه از آنها برای تمیز شدن چاه استفاده میشوند عبارتند از :
۱- بنتو نایت پیل : به پیل غلیطی گفته می شود که از بنتوتایت و ترکیب آن با آب وکاستیک تهیه می گردد. از این پیل هم می توان برای تمیز کردن چاه استفاده کرد و هم در هرزروی از آن بهره گرفت .
۲- پیل HV CMC : از این پیل هم می توان برای تمیز کردن چاه و هم جهت جلوگیری هرزروی استفاده نمود ج – پیل هاییکه از آنها جهت جلوگیری از هرزروی استفاده می شود و به آنها L.C.Mپیل هم میگویند. L.C.M یا Loss circulate material موادی هستند که با دانه های درشت و وزن تقریباً سبک که آنها را می توان با بنتونایت پیل جهت هرزروی های TOP HOLE و با پیل C.M.C HV جهت جلوگیری از هرزروی در مخازن از آنها استفاده کرد . مواد L.C.Mعبارتند از:
میکا ، وwalnut shell یا پوست گردو ، Fiberlock یا (ضایعات کنفی و پوست برنج) ، Shell fish یا صدف آهکی . از میکا ، Walnut shell و Fiberlock در تمام سازندهایی که دچار هرزروی می شوند٬. بجز مخازن نفت و گاز می توان استفاده کرد. ولی از صدف آهکی در تمام سازند ها ٬بخصوص مخازن می توان استفاده نمود صدف آهکی کاملاً قابل حل در اسید است .

گانگ پیل :
ازاین نوع پیل در شرایط بسیار ویژه و زمانی که دیگر پیل ها جواب ندهند یعنی درسازندهای غار مانند استفاده می گردد. بکارگیری این پیل دقت ، شجاعت ، و سرعت بسیار می خواهد چون اگر مقدار کمی آب وارد این پیل شود بسیار سخت شده و تمام مسیرها را مسدود خواهد کرد . طرز تهیه گانگ پیل :۱- یکی از مخازن ذخیره را شسته و کاملاً خشک می کنند .
۲- حدود ۴۰ بشکه گازوئیل درمخزن آماده شده می ریزند .
۳- ۴۰۰- ۳۵۰ پوند دربشکه بنتونایت به آن اضافه می کنند. بدین طریق پیل آماده می شود . لوله های حفاری تابالای نقطه هرزوری جابجا می شوند . مقدار ۱۰- ۵ بشکه گازوئیل قبل از پیل و ۱۰- ۵ بشکه گازوئیل به عنوان حایل ٬پشت سر پیل پمپ شده و با سرعت پیل را ازدرون لو له ها خارج می کنند. اگر چاه خالی باشد لازم است که درزمان جابجایی پیل ازدرون آنولاس آب پمپ شود .

شرح وظایف گل حفاری
۱- انتقال کنده های حفاری یکی از مهمترین وظایف گل حفاری انتقال کنده های حفاری به سطح زمین است. عوامل موثر در حمل کننده ها عبارتند از : الف : سرعت گردش دورانی یا سرعت جداری (Annular velocity) ب : وزن مخصوص (Density) ج : گرانروی (Viscosity)

2- خنک کردن لوله های حفاری و مته (COOLING)

مته حفاری در تماس با زمین و دوران بالا و وزنی که بر آن اعمال می شود حرارت بسیار بالائی را بخود می گیرد که اگر این حرارت بنوعی کاهش داده نشود باعث ذوب شدن یا به اصطلاح سوختن آن می شود . گل حفاری وظیفه کم کردن این حرارت و خنک کردن مته و لوله های حفاری را انجام میدهد که نتیجه آن جلوگیری از فرسایش و از بین رفتن زود هنگام لوله های حفاری و مته است .
۳- دیواری سازی بدنه چاه و جلوگیر از هرزروی گل حفاری گل حفاری وظیفه دیواره سازی بدنه چاه را به عهده دارداین عمل با رسوب گذاری گل حفاری بر دیواره چاه صورت می گیرد ، هرچه ضخامت رسوب گذاری کمتر و نفوذ نا پذیر تر باشد دیواره چاه از استحکام بیشتری برخوردار خواهد بود و در نتیجه از هرزه روی های احتمالی هم جلوگیری خواهد شد. برای اینکه گل حفاری بتواند اندود خوبی از خود بجای بگذارد معمولا به آن مواد کلوئیدی اضافه می کنند مواد کلوئیدی به مواد ی گفته می شود که قابلیت تبدیل شدن به ذرات ریز تری را داشته باشند از جمله این مواد می توان رس ها و انواع نشاسته و موادسلولزی را نام برد . اضابه کردن مواد سلولزی و مخصوصا نشاسته به گل حفاری باعث کنترل پیش از اندازه صافات آن می گردد این مسئله در میزان پیشرفت حفاری تاثیر منفی دارد اما با توجه به این تاثیر در مواقعی باید صافات را کنترل نمود .
۴- کنترل فشار های زیر زمین فشار های تحت الارضی به دو دسته تقسیم می شوند .
۱- فشار های که سعی در بازگشت به حالت اولیه قبل از حفاری را دارد .
۲- فشار سیالات و گازهای درون سازند ها ۱ ) فشار سازند : در علم ثابت شده است که بر آیند تمام نیرو هائیکه بر یک نقطه درحال تعادل وارد می شوند صفر است حال اگر به شکلی (مثل حفر کردن) این تعادل بهم بخورد٬ چون بر آیند نیروها صفر نیست درنقاطی که این ناهماهنگی بوجودآمده است٬ نوعی تمایل برگشت پذیری بحالت اولیه وجود دارد. این تمایل که آنرا Formation Gradient یا شیب معمولی فشار طبقات میگویند٬ همان نیروئی است که تمایل به ریختن دیواره های چاه یابه هم آمدن آن دارد. شیب معمولی فشار برابر است با ۰٫۴۶۵ پوند براینچ مربع در هر فوت از عمق چاه. ۲- فشار سیالات و گازهای درون سازند ، آب ، نفت ، گاز و دیگر سیالات پر فشار مثل آب نمک از دیگر فشارهای درونی میباشند. به این فشار ها فشارهای غیر طبیعی با Abnormal Pressure گویندکه مقابله با آنها راه کارهای خاص خود را دارند. یکی از مهمترین و شاید مهمترین راه کارها استفاده از وزن سیال حفاری نسبت به تغییرات این فشار ها است. بدین معنی که چون فشار از دیواره به طرف مرکز حفره است٬ باید فشاری درجهت عکس آن اعمال گردد تا بتواندآنرا بحالت تعادل در آورد. این فشار که توسط وزن گل اعمال می شود و آنرا فشار ستون عمودی گل یا هیدرو استاتیک Hydrostatic Pressure می گویند فشاری است که تابعی ازوزن گل و عمق چاه میباشد.

۵- معلق نگهداشتن کنده ها و مواد وزن افزای گل در وقت خاموش پمپ های گل بسیار اتفاق می افتد که پمپ های گل دروقت عملیات حفاری برای مدت چند دقیقه یا چند ساعت و گاه حتی برای چند روز به دلایل فنی ناشی از خاموشی موتور ها ی برق دکل یا عوامل دیگر خاموش شوند. دراین حالت مواد کنده شده و مواد وزن افزا به سمت پائین چاه و انتهای لوله های حفاری تجمع کرده٬ باعث مدفون کردن لوله های حفاری و مته خواهد شد و یا اینکه بالا آوردن آنها را با مشکل مواجه خواهد نمود. گل حفاری باید طوری طراحی و برنامه ریزی شود که از وزن ، ویسکاسیتی و بخصوص حالتThixotropy یا Gelatin لازم برخوردار باشد . Thixotropy یا Gelatinخاصیت الکترو شیمیائی و موقتی است که در هنگام سکون در گل ایجاد می شود و از ته نشینی مواد کنده شده یا وزن افزا جلوگیری میکند.

۶– تحمل مقداری از وزن از وزن لوله های حفاری یا جداری بنا به تعریف اگر جسمی وارد سیالی شود به اندازه سیال هم حجم آن جسم از وزن جسم کاسته می شود. در حفاریهای با عمق زیاد چون وزن لوله های حفاری و جداری به لحاظ نوع آلیاژ و ضخامت لوله ها بسیار بالاست به ناچار فشار زیادی بر بدنه دستگاه حفاری و دستگاه بالا برنده وارد می شود. لذا سیال حفاری باید طوری برنامه ریزی شود که علاوه بر کنترل فشار طبقات و سیالات درون زمین بتواند قسمتی از وزن لوله های حفاری و جداری را در خود نگهداشته و از فشار وارد بر دستگاهای نگهدارنده بکاهد. این خاصیت را شناوری یا Bouyoncy effect میگویند هرچه وزن گل سنگین تر باشد حالت شناوری لوله ها بیشتر است در نتیجه میزان بیشتری از وزن آنها کاسته میشود.

۷- ترخیص شن و کنده های حفاری در سطح زمین گل حفاری باید بگونه ای طراحی ساخته و کنترل شود که بتواند در هنگام برگشت از ته چاه بسطح کنده های ریز و درشتی را که بهمراه دارد روی الک لرزان از خود جدا کرده و بخارج ریخته شده و گل تازه و عاری از کنده های حفاری بدون چاه برگردانده شده و به روند حفاری ادامه دهد. مقدار درصد شن گل حفاری مخصوصاً در گل های سبک وزن باید همواره اندازه گیری شود و هرگز مقدار آن نباید از ۲% بیشتر باشد. مقدار درصد شن را با دستگاه ساده ای بنامSand content اندازه گیری می کنند.

۸- قرار دادن اطلاعات کافی در اختیار مهندسین زمین شناسی مواد کنده شده توسط گل حفاری به سطح آورده می شوند و پس از جدا شدن توسط الک لرزان مقداری از آنها توسط مهندسین زمین شناسی مورد مطالعه قرار می گیرند و آنها با مطالعه روی ساختمان و بافت کننده های مذکور خواهند توانست شناسائی و پیش بینی های لازم را برای ادامه حفاری انجام دهمند و علاوه بر آن اطلاعات محدوده حفره را تا سازنده های بهره ده مشخص نماید.

۹– انتقال نیروی هیدرولیکی پمپ گل به نوک مته گل حفاری با سیستم گردشی خود توان تولید شده در پمپ های گل حفاری را به نوک مته انتقال میدهد باید گفت که گل حفاری همه توان پمپ ها را به نوک مته نمی رساند٬ بلکه قسمتی از آن را در مسیر حرکت از دست میدهد. آن قسمت از توان تولید شدن پمپ ها که در مسیر حرکتی از بین می رود٬ توان غیر مفید یا پارازیتیک و قسمتی را که به نوک مته می رسد٬ توان مفید میگویند.

۱۰ – تمیز کردن مته و لوله های وزنه مته در اثر تماس مداوم با سازند و لوله های وزنه در اثر تماس با دیواره چاه همواره مقداری از مواد کنده شده را بخود میگیرد . زیاد شدن این مواد در اطراف مته و لوله های وزنه را که اصطلاحاًBalled up میگویند که باعث می گردد تا علاوه بر کنده شدن پیشرفت حفاری خساراتی هم به دیواره چاه وارد شود و یا در برخی از موارد باعث شکسته شدن دیواره چاه و هرزروی سیال حفاری گردد. گل حفاری هنگام خروج از مته و عبور در مسیر بین جداری چاه و لوله های حفاری مواد چسبیده شده به مته و لوله های وزنه را شسته و با خود حمل نموده و از ایجاد Bulled up جلوگیری به عمل می آورد

. ۱۱- کنترل و جلوگیری از خوردگی لوله های حفاری و جداری با افزودن مواد قلیائی به گل حفاری همواره خاصیت قلیائی آنرا (PH) در محدود ۱۱- ۸٫۵ نگاه میدارد که این عامل سبب میشود تا از خوردگی لوله ها جلوگیری شود.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *