<p style=”direction: rtl;”>الحفر لأخذ العينات الصخرية الأسطوانية من أجل الدراسات المكمنية
ملاحظة مهمة: هذا المقال حصري لموقع AONG ، لا يمكن نقله وإعادة نشره في موقع آخر إلا بذكر رابط المقال.
مقدمة عامة :
عند حفر الآبار النفطية أو الغازية بالدقاقات العادية ( المخروطية أو الألماسية ) يمكننا الحصول على معلومات عن الطبقات المخترقة عن طريق الدراسة المجهرية للفتاتات التي يتم أخذها من الهزاز ، ولكن هذه الطريقة لا تعطينا فكرة واضحة عن توضع الطبقات وخواص الصخور الخزنية حيث تتأثر هذه الفتاتات بسائل الحفر (Drilling Mud) الذي يقوم بغسلها خلال رحلة الصعود من قاع البئر إلى السطح، ومن أجل ذلك كان لا بد من طريقة للحصول على عينات نظيفة يمكن الوثوق بما للتعرف على الصخور المخترقة ، وقد تمكن العلماء من تصميم جهاز يسمى ( جهاز أخذ لباب الصخور) مع دقاق ألماسي مجوف من الداخل من أجل الحفر بشكل حلقي ( غير كامل ) للصخور المخترقة للحصول على عينة أسطوانية من هذه الصخور لدراسة صفاتها الخزنية ، حيث تستخدم لأجل ذلك دقاقات خاصة مجوفة من الداخل تحفر الصخر من الخارج أما القسم الداخلي منه فيبقى كما هو حيث يتم اقتطاعه على شكل أسطوانة صخرية يتم رفعها إلى السطح ودراستها و التعرف على خواص الصخور الخزنية كالمسامية و النفوذية و غيرها من الصفات الخزنية .
جهاز أخذ اللباب و أقسامه الأساسية (Core Barrel) :
يتألف جهاز أخذ اللباب بشكل رئيسي من أسطوانتين متداخلتين إضافة إلى بعض الأقسام الأخرى التي تقوم بمهام محددة وفق الترتيب التالي :
1-الأسطوانة الخارجية (Outer Tube ):
وهي تشكل جسم الجهاز وتحوي من الأسفل شرار لربط الدقاق الألماسي ، ومن الأعلى شرار خشن لربطها مع وصلة الأمان ، كما تحوي على سطحها الخارجي مثبت Stabilizer الغاية منه سنترة الجهاز خلال الحفر التلبيبي و منع اهتزازه بغية الحصول على أكبر مردود ممكن من العينة الصخرية ، بالإضافة إلى زيادة عمر الدقاق الألماسي .
2-وصلة الأمان ( Safety Joint ) :
تركب في أعلى الأسطوانة الخارجية و تتصل معها بشرار خشن كما تتصل من الأعلى مع تشكيلة الحفر من خلال شرار خاص ( غالبا 31/ 2IF ). والفائدة من وصلة الأمان تكون في حال حدوث استعصاء لجهاز أخذ اللباب حيث يمكن فك وصلة الأمان من الشرار الخشن الذي يربطها مع الأسطوانة الخارجية وبذلك يتم رفعها مع الأسطوانة الداخلية والعينة الموجودة بداخلها وتبقى فقط الأسطوانة الخارجية مع الدقاق الألماسي في البئر ،حيث يمكن اصطيادها لاحقا بالطرق والأدوات المناسبة .
3-الأسطوانة الداخلية ( Inter Tube ) :
هي عبارة عن أنبوب معدني مقاوم للانحناء و الضغوط يتوضع داخل الأسطوانة الخارجية حيث يتشكل بين الأسطوانتين مجری لسائل الحفر ،وهذه الأسطوانة تدعى ( اسطوانة حفظ العينة الصخرية ) ،فمع تقدم الحفر التلبيبي تدخل العينة الأسطوانية إلى داخل هذه الأسطوانة .
4-ماسك العينة ( Core Catcher ) :
يركب على أسفل الأسطوانة الداخلية وله شکل مخروطي والفائدة منه السماح للعينة الصخرية بالدخول إلى الأسطوانة الداخلية ومسكها وعدم السماح لها بالسقوط عند الرفع .
5-الصمام وحید الاتجاه ( Removable Plug ) :
وظيفته توجيه سائل الحفر إلى الفراغ الحلقي بين الأسطوانتين ، ومنعها من الدخول إلى أسطوانة حفظ العينة خلال عملية الحفر التلبيبي (من أجل حماية العينة الصخرية من العمل التخريبي لسائل الحفر) في حين يسمح لسائل الحفر الموجود ضمن هذه الأسطوانة بالعبور إلى الأعلى نتيجة العمل المكبسي الذي تمارسه العينة الصخرية داخل الأسطوانة ( من أجل السماح للعينة الصخرية المحفورة بالدخول إلى داخل الأسطوانة ).
6-السويفل ( Swivel Assembly Kit ) :
وظيفته المحافظة على اسطوانة حفظ العينة ثابتة لا تدور أثناء الحفر التلبيبي Coring Drilling ، في حين تدور الأسطوانة الخارجية مع الدقاق الألماسي .
7-دليل العينة ( The Guide ) :
يوضع داخل أسطوانة حفظ العينة الصخرية ، والغاية منه التعرف على انتهاء العينة الصخرية عند استخراجها .
ويجب أن ننوه هنا إلى أنه يمكن أن يكون جهاز أخذ اللباب بسيطة ( أي طول الأسطوانة الداخلية 9 أمتار) أو يكون مركبا ( و ذلك عند وصل أسطوانتين داخليتين أو ثلاثة ، و عند ذلك يكون طول أسطوانة حفظ العينة 18متر أو 27 متر).
إقرأ أيضاً مقال عربي عن إكمال آبار النفط
عمليات التحضير لإنزال جهاز أخذ اللباب :
قبل إنزال جهاز أخذ اللباب في البئر يجب تحضير البئر و تحضير المعدات اللازمة و ذلك وفقا لما يلي :
1 – يتم متابعة الحفر العادي حتى الوصول إلى العمق المقرر للبدء بأخذ العينة الأسطوانية، ثم يتم إجراء دوران لسائل الحفر على العمق النهائي ومعالجته ( يجب تقليل اللزوجة والقوة الهلامية لصغر الفراغ الحلقي بين أسطوانتي جهاز اللباب وأيضا من أجل ضمان عدم انسداد الثقوب الجانبية للجهاز)
2 – سحب تشكيلة الحفر وعند حدوث أي تعليق يتم إجراء عملية قشط مجال التعليق وإعادة الدوران و سحب تشكيلة الحفر من جديد .
3- إنزال مغناطيس مع جانك صب ، وإجراء اصطياد على القاع تحسبا من وجود أسنان من الدقاق المرفوع أو برادة حديد على القعر ، و ذلك للحفاظ على سلامة الدقاق الألماسي حيث أن حبيبات الألماس للدقاق تحترق عند الاحتكاك بالحديد، مما يؤدي إلى استهلاك الدقاق بشكل سريع
الأعمال التي يجب القيام بها بعد استخراج العينة الصخرية من الجهاز :
بعد استخراج العينة الصخرية من جهاز أخذ اللباب تليه مجموعة من الأعمال و إجراءات الكشف اوفق الترتيب التالي :
1- استخراج الكرة الحديدية من مقعدها من داخل جهاز أخذ اللباب وذلك باستخدام لاقط الكرة .
2- الكشف على حالة الدقاق الألماسي المستخدم .
3- الكشف على حالة الكاتشر .
4- الكشف على حالة بيليات سويفل جهاز أخذ اللباب، و هذا يتم بتدوير الأسطوانة الداخلية باليد و التأكد من دورانها بشكل طبيعي .
إقرأ مقال دراسة العوامل المؤثرة بالخصائص الخزنية للصخور المكمنية
مردود العينة الأسطوانية الصخرية المقتطعة :
يفهم من مردود العينة الأسطوانية بأنها :
النسبة المئوية لعدد الأمتار الصخرية التي تم استخراجها من الجهاز على عدد الأمتار الصخرية التي تم حفرها بجهاز أخذ اللباب.
و مردود العينة الصخرية يتأثر بعدة عوامل هي كالتالي:
– خواص الصخور في مجال الحفر التلبيبي.
– نظام الحفر المتبع و ملاءمته للصخور المحفورة.
– المعدات المستخدمة.
– طريقة العمل المتبعة
قياسات جهاز أخذ اللباب:
هناك العديد من القياسات لجهاز أخذ اللباب ، ويعرف اللباب بالقطر الخارجي للأسطوانة الخارجية x القطر الداخلي للأسطوانة الداخلية و يمكن اختصار التسمية على القطر الخارجي فقط . تجدر الإشارة هنا إلى أن جهاز أخذ اللباب المستخدم في بعض الحقول هو من قياس ( 4/3 4 inch) مع دقاق ألماسي قياس (inch 2/1 5 ×8/ 5 2 ) وذلك في البئر المحفورة بدقاق بقطر 2/1 8 inch وقليلا ما يستخدم دقاق بقطرinch) 32/15 8 ×4 ) .
الدقاقات الألماسية المستخدمة في الحفر التلبيبي (Core Bits ):
و تمتاز هذه الدقاقات بحفر الصخر ضمن البئر بشكل حلقي مع بقاء لب الصخر دون حفر ، مما يسمح بالحصول على عينات صخرية من المجال المخترق .
يتألف الدقاق الألماسي من الأجزاء التالية :
1-جسم الدقاق المعدني :
ويشكل هيكل الدقاق و يكون مجوف ولحوافه في المقدمة أشكال عديدة حسب تصميم الشركة المصنعة يتخللها أخاديد تشكل مجاري السائل الحفر الذي يكون له هنا وظيفة إضافية هي تبريد الحبيبات الألماسية حيث يكون للحرارة أكبر الأثر عليها كما يحتوي جسم الدقاق من الأعلى شرار من أجل ربطه مع جهاز أخذ اللباب.
2-الحبيبات الألماسية :
وهي تشكل القسم الفعال من الدقاق ، وتتوضع على القسم الجبهي للدقاق الجوف وأيضا على حوافه الجانبية ، و يختلف حجمها و شکلها و توزعها بحيث تناسب قساوة الصخور المخترقة ، ففي الطبقات الطرية يكون حجم الألماسات كبيرة نسبية والمسافة بينها كبيرة نسبيا ، أما في الطبقات القاسية يكون حجمها صغيرة والمسافة بينها قليلة نسبيا . وقد تكون هذه الحبيبات من الألماس الطبيعي أو من الألماس الصناعي ( الكربون المعالج تحت شروط خاصة من الحرارة و الضغط).
3-المادة اللاحمة ( الملاط) :
يتم تثبيت الحبيبات الألماسية على جسم الدقاق بواسطة مادة لاحمة هي كربيد التنغستن ، و ننوه هنا إلى أنه يتم في الوقت الحالي صناعة دقاقات PDC مجوفة للحفر التلبيبي و هي تعطي سرعات حفر عالية مقارنة مع الدقاقات الألماسية الشائعة الاستخدام حالياً.
مشاكل الحفر التلبيبي:
خلال الحفر التلبيبي يمكن أن تعترضنا بعض المشاكل التي غالبا لا نستطيع حيالها فعل أي شيء سوى اقتطاع العينة مباشرة و رفع جهاز أخذ اللباب ، و من هذه المشاكل :
1 – ارتفاع الضغط :
يكون السبب انسداد مجاري الطفلة للدقاق الألماسي من جراء حدوث لبادة على الدقاق ، أو انسداد الثقوب الجانبية لجهاز اللباب، أو حدوث حشر للعينة .
2 – انخفاض سرعة الحفر التلبيبي أو انعدامه :
و يحدث نتيجة انحشار العينة الصخرية و عدم تمكنها من الدخول إلى الحاضنة ، أو انتهاء عمر الدقاق الألماسي المستخدم ، و هنا يجب الانتباه إلى أن سرعة الحفر التلبيبي تنعدم أيضا و بشكل طبيعي في حال امتلاء الأسطوانة الداخلية لجهاز اللباب بالعينة الصخرية .
المراجع :
– تكنولوجيا عمليات الحفر ، م . قسيس – ماهر – منشورات معهد رميلان لتكنولوجيا البترول .
– هندسة الحفر ، د. خضور – محمد ، منشورات جامعة البعث في الجمهورية العربية السورية .
– دراسات مخزونية للعينات الصخرية – دراسة غير منشورة .
ملاحظة مهمة: هذا المقال حصري لموقع AONG ، لا يمكن نقله وإعادة نشره في موقع آخر إلا بذكر رابط المقال.
