ملاحظة مهمة: هذا المقال حصري لموقع AONG ، لا يمكن نقله وإعادة نشره في موقع آخر إلا بذكر رابط المقال .
مقدمة عامة :
إن زيادة حجم عمليات الحفر أدَّى إلى البحث عن سبل لإنجاز الآبار المحفورة بأقلِّ زمن ممكن، وذلك لتقليل كلفة عمليات الحفر من خلال تقليل المشاكل المحتمل حدوثها خلال عمليات الحفر، وكان هذا الأمر في بدايات عمليات الحفر صعباً نوعاً ما.
أدى تطور الأجهزة والمعدات المختلفة إلى تقليل عدد الآبار الاستكشافية المحفورة لتحديد العمود الليتولوجي المتوقع الذي سوف يُتَّبع في حفر الآبار اللاحقة، وذلك يساعدنا في معرفة أنواع الطبقات وطبيعتها الصخرية وما قد ينجم عنها من مشاكل خلال عملية الحفر. وبالتالي يصبح لدينا تصور أولي عن طرق تلافي حدوثها أو التقليل من أخطارها.
خلال عمليات الحفر في الآبار النفطية والغازية ,هناك عدة مشاكل يمكن أن تحدث، وذلك لعدة أسباب منها المتعلقة بطبيعة الطبقات الجيولوجية المخترقة، ومنها المتعلقة بالخواص الفيزيائية و الكيميائية لسائل الحفر Drilling Mud ، وأسباب تتعلق بتشكيلة الحفر ونظام الحفر المستخدم Drilling System ، وكل الأسباب السابقة الذكر تسبِّب حدوث مشاكل عديدة منها التهدُّم لجدران البئر أو تهريب لسائل الحفر أو استعصاء لتشكيلة الحفر وكل هذه الحوادث تتطلب وقتاً إضافياً لحلِّها، مما يزيد من زمن إنجاز البئر وبالتالي ارتفاع كلفة حفر البئر.
سنتحدث عن مفهوم هذه المشكلة بشكل عام و أبرز المعدات التي ممكن أن تتعرض للاستعصاء خلال العمليات المختلفة أثناء الحفر و سنبين كيفية تصنيف الاستعصاءات و سنتطرق بشكل خاص إلى أشهر أنواع الاستعصاءات ألا وهو الاستعصاء الميكانيكي حيث نبين أبرز الظروف والحالات التي يحدث فيها هذا النوع من الاستعصاءات ،وعن آليَّة تلافي هذه المشكلة في حال حدوثها لتجنب الوقوع فيها وإتمام عملية الحفر حتى الوصول إلى الهدف المرجو من حفر البئر بالوصول للطبقة المنتجة واختراقها وإنجاز البئر بحالة جيدة من الناحية الفنية و التقنية .
المفهوم العام للاستعصاء :
هو حالة عدم التمكن من رفع المواسير حتى مع تطبيق أكبر جهد أعظمي حيث يعتبر الاستعصاء من المشاكل الشائعة جداً أثناء الحفر خصوصاً لتشكيلة الحفر عند الإنزال وعند الرفع أو عند الحفر الفعلي أو عند اختبار الطبقات المخترقة أو عند تشكيل جسر أو سدادة إسمنتية وهو يحدث بشكل عام للأعمدة ورأس الحفر أو التلبيب أو المحرك المغمور أو العازل في جهاز اختبار الطبقات ونادراً ما تتعرض مواسير التغليف ( أنابيب التبطين ) للاستعصاء بسبب التحضيرات التي تتم لكل من البئر وسائل الحفر قبل التغليف ولكن في حال حدوثه فيعتبر من أخطر مشاكل الاستعصاء الذي تتعرض له مجموعة مواسير الحفر لأنه لا يمكن عزل المجال المذكور بالإسمنت إذا ترافق الاستعصاء مع عدم إمكانية الدوران .
أقرأ أيضاً مشاكل حفر الآبار النفطية Oil Well Drilling Problems
تصنيف أنواع الاستعصاءات :
تصنف الاستعصاءات بشكل عام وفق معيارين أساسيين هما كالتالي :
حسب نوع المعدات المستعصية :
– استعصاء تشكيلة الحفر Drilling String.
– استعصاء مواسير التغليف Casing Pipes.
الأجهزة والمعدات الأخرى كالأجهزة المستخدمة للقياسات الجيوفيزيائية حسب آلية حدوث الاستعصاء :
– بئر متضيقة.
– تشكيلة الحفر قاسية Stiff BHA.
– وجود تدرج بالبئر.
– تنوع وتباين الطبقات.
– ترسب نواتج التهدم وفتاتات الحفر.
– طبقات مشققة فيها فوالق.
– تصدع البئر.
– طبقات نشطة مثل الملح والغضار والمارل.
– طبقات ذات ضغط مثل الطبقات المشحونة بالغاز و السائل.
– وجود قشور وكتل إسمنتية نتيجة عمليات سمنتة سابقة وتهدمت بسبب حركة المواسير في البئر.
– وجود اسمنت طري عند حفر الاسمنت قبل جفافه.
– استعصاء من نوع قفل مفتاح.
– استعصاء تفاضلي.
– استعصاء ميكانيكي.
الاستعصاء الميكانيكي Mechanical Stuck
يحدث هذا النوع من الاستعصاءات نتيجة لعدم كفاءة رفع الفتاتات الصخرية المحفورة وتساقطها حول أعمدة الحفر أو بسبب انتفاخ الطبقات الغضارية، وكذلك عند إنزال أعمدة الحفر بسرعة كبيرة في المناطق الضيقة ويتميز بعدم إمكانية تدوير سائل الحفر وكذلك عدم القدرة على تحريك أعمدة الحفر ويحدث هذا النوع نتيجة مجموعة من الحالات و الظروف .
1. الاستعصاء بسبب تشكل كعكة حفر Mud Cake ذات سماكة كبيرة:
يؤدي استخدام سائل الحفر (بخواص غير مضبوطة)، إلى ارتشاح كميات كبيرة من الماء إلى الطبقات الرملية والمسامية ممَّا يؤدي إلى تكون طبقة سميكة من كعكة الحفر قد يصل إلى (2/1 in ) مؤدية إلى تضيق البئر ويصبح أصغر من قطر الدقاق Drilling Bit الذي عند سحبه يقوم بقشط كعكة الحفر من الجدار، حيث تتجمع فوقه مكونة نطاق احتشاء يعيق سحب تشكيلة الحفر أو إنزالها. وقد لا يمكن أجراء عملية تدوير في هذه الحالة لسائل الحفر لأن الفراغ الحلقي يكون مغلقاً.
ولتلافي الاستعصاء الناتج عن تراكم كعكة الحفر يمكننا القيام بالخطوات التالية:
– أجراء عمليات السحب والتنزيل القصيرة Short Trip بشكل مستمر.
– تقليل سماكة كعكة الحفر بتقليل الراشح من سائل الحفر وذلك بمعالجته بالإضافات المناسبة.
– إضافة النفط الخام إلى سائل الحفر وبنسبة تتراوح بين (5-12)% لغرض السيطرة على راشح سائل الحفر وتسهيل الانزلاق
لأعمدة الحفر في مناطق التضيق .
– عدم رفع تشكيلة الحفر أو سحبها في مناطق التضييق خلال عمليات السحب والتنزيل لذلك يجب تدوير سائل الحفر وتحريك أو
تدوير عمود الحفر قبل الاستمرار بالتنزيل أو السحب.
الشكل يوضح حدوث استعصاء لمواسير الحفر نتيجة التهدم الحاصل
إقرأ أيضاً معدات الإصطياد Fishing Equipment
2. الاستعصاء بسبب تراكم القطع الصخرية فوق القاشط :
كثيراً ما تلتصق أعمدة الحفر DC ويصعب سحبها أو تنزيلها أثناء عمليات ربط المواسير DP بسبب تهدم جدران البئر أو تراكم الفتاتات الصخرية المحفورة والموجودة ضمن سائل الحفر فوق الدقاق.
ويعود ذلك إلى رداءة خواص سائل الحفر كقلة لزوجته أو هلاميته و قد يحدث التراكم خلال عمليات الحفر وتدوير سائل الحفر بسبب رداءة خواصه مع قلة سرعة الجريان للسائل.
و كذلك عند وجود طبقات ذات تشكيلات غير متماسكة unconsolidated formation حيث تكون الصخور في هذه الطبقات ذات قوى تلاصق ضعيفة بين الجزيئات ، وعند حفر هذه الطبقات فإن الصخور الساندة تكون ضعيفة ممَّا يؤدي إلى انهيار هذه الصخور وتراكمها فوق رأس الحفر، وكذلك يحدث تراكم للفتاتات الصخرية فوق الدقاق عند الحفر في مناطق تحتوي على تصدعات أو فوالق (Fractured & Faulted Formations). في الحالة الطبيعية توجد في هذه المناطق فتاتات صخرية بأحجام مختلفة وإنَّ أي اهتزاز في هذه المناطق أثناء عمليات الحفر يؤدي إلى تراكم هذه القطع فوق الدقاق.
ويمكن التغلُّب على مشكلة تراكم الفتاتات الصخرية بإتباع ما يلي:
– ضخ سائل حفر ذو لزوجة عالية و له القدرة على رفع الفتات الصخري وتنظيف قاع البئر.
– تحسين خواص سائل الحفر.
– تقليل سرعة الحفر في بعض المناطق وخاصة في التجاويف الكبيرة لإعطاء الوقت الكافي لرفع الفتات الصخري.
في حالة الحفر بدون راجع لسائل الحفر يجب ضخ سائل حفر بلزوجة عالية قبل ربط ماسورة جديدة للمساعدة على تعليق الفتات
الشكل يبين حالة استعصاء المواسير بسبب تراكم الفتاتات الصخرية
3.الاستعصاء بسبب ميلان البئر :
يحدث الاستعصاء لمواسير الحفر بسبب ميل البئر نتيجة لاحتكاك الأنابيب مع جدران البئر وخاصة عندما يكون الميل بشكل حاد، إذ أن الاحتكاك بين المواسير و جدار البئر يولد أخدوداً يساوي قطر ماسورة الحفر، حيث يصعب على الدقاق أو الأعمدة المرور خلال هذا الأخدود ممَّا يتسبب في حدوث الاستعصاء.
لذلك يجب الانتباه إلى تكون الميل عن طريق القياس المستمر للانحراف وملاحظة السحب الإضافي وفي حالة تكرار السحب الإضافي يجب إنزال القواشط (Reamers) لإزالة الأخدود ومنع الاستعصاء.
المراجع :
1. Colin bowes , Ray procter , driller’s stuck pipe Hand book , sedco – forex
2. Finishing Tolls and services , schlumberger
3. Stuck pipe freeing work sheet
4. Drilling formulas .com , oil filed knowledge , stuck pipe
ملاحظة مهمة: هذا المقال حصري لموقع AONG ، لا يمكن نقله وإعادة نشره في موقع آخر إلا بذكر رابط المقال .
