در فرآیند حفاری نفت، سیال حفاری (یعنی گل) خون در حین حفاری است. تعداد زیادی از داده های تحقیقاتی در داخل و خارج از کشور نشان می دهد که گل نقش مهمی در حمل و تعلیق قلمه ها، تثبیت سوراخ چاه، متعادل کردن فشار سازند، خنک کننده، روغن کاری، ابزار حفاری و انتقال نیروی هیدرودینامیکی در حین حفاری دارد که به طور مستقیم بر هزینه حفاری تأثیر می گذارد. ، و حتی بر موفقیت یا عدم موفقیت حفاری تأثیر می گذارد. پارامترهای عملکرد گل عمدتاً شامل چگالی، ویسکوزیته، اتلاف آب، محتوای ماسه و مقدار PH است.
01. چگالی سیال حفاری
چگالی سیال حفاری به جرم سیال حفاری در واحد حجم اشاره دارد. عملکرد چگالی سیال حفاری ایجاد فشار بر روی سوراخ پایین و چاه از طریق ستون سیال حفاری برای متعادل کردن روغن، فشار هوا و فشار جانبی سنگ در سازند، جلوگیری از فوران، محافظت از چاه و جلوگیری از فشار بالا نفت است. گاز و آب ناشی از هجوم به سیال حفاری، تا از آسیب رساندن به عملکرد سیال حفاری و ایجاد عوارض حفاری جلوگیری شود. در کار واقعی، چگالی مناسب سیال حفاری باید با توجه به موقعیت خاص انتخاب شود. اگر چگالی سیال حفاری خیلی کم باشد، فشار سیال سازند نمی تواند متعادل شود و دیواره گمانه نمی تواند تثبیت شود، که ممکن است باعث فوران، فروریختن گمانه، چسبندگی لوله و سایر حوادث شود. اگر چگالی سیال حفاری خیلی زیاد باشد، سازند از بین می رود و مخزن نفت و گاز به راحتی آسیب می بیند. سیال حفاری تاثیر زیادی بر سرعت حفاری دارد. سیال حفاری با چگالی زیاد فشار زیادی روی ستون سیال دارد که سرعت حفاری را کاهش می دهد. اختلاف فشار مثبت بین فشار ستون سیال حفاری و فشار سازند مانع از برداشتن برش سنگ می شود و باعث خرد شدن مکرر، کاهش راندمان بیت در شکستن سنگ ها و کاهش سرعت حفاری می شود. به طور کلی، با فرض اطمینان از شرایط عادی حفاری، سیال حفاری با چگالی کم باید تا حد امکان برای بهبود سرعت حفاری استفاده شود.
02. ویسکوزیته سیال حفاری
ویسکوزیته سیال حفاری به بازتاب کلی اصطکاک داخلی بین ذرات جامد، بین ذرات جامد و مولکولهای مایع و بین مولکولهای مایع در هنگام جریان سیال حفاری اشاره دارد. ویسکوزیته سیال حفاری تأثیر زیادی بر ظرفیت حمل قلمه سیال حفاری دارد. به طور کلی، ویسکوزیته سیال حفاری زیاد است و ظرفیت حمل قلمه ها قوی است. اما در حین حفاری، ویسکوزیته سیال حفاری باید مناسب باشد، در غیر این صورت عواقب نامطلوبی به همراه خواهد داشت. اگر ویسکوزیته سیال حفاری خیلی کم باشد، برای حمل برش سنگ مناسب نیست. گیرش ماسه در چاه سریع است و دیواره چاه شسته می شود که به راحتی باعث پوسته شدن دیواره، ریزش و از دست دادن گردش خون می شود. اگر ویسکوزیته سیال حفاری بیش از حد بالا باشد، ممکن است خطرات زیر ایجاد شود:
● مقاومت جریان زیاد، فشار پمپ بالا، اثر تمیز کردن سوراخ پایین ضعیف، به طور جدی بر نرخ نفوذ تأثیر می گذارد.
● بیت مستعد درگیر شدن گل، پمپاژ یا تحریک فشار در هنگام خاموش شدن است، که ممکن است باعث از بین رفتن گردش خون، فوران، فروپاشی و سایر شرایط پیچیده شود.
● گیرش شن و ماسه دشوار، تصفیه ضعیف، و سایش ابزار و لوازم حفاری.
● گاز زدایی دشوار است و چگالی سیال حفاری کاهش می یابد، که به راحتی باعث اجرای پیچیده در آن می شود.
● برش های سنگ کیک گلی کاذب را روی دیواره چاه تشکیل می دهند که به راحتی باعث ایجاد گیر می شود.
● دوغاب سیمان به راحتی از شیارها در حین سیمان زنی عبور می کند و کیفیت سیمان کاری را تحت تأثیر قرار می دهد.
03. از دست دادن آب سیال حفاری
تحت تأثیر اختلاف فشار بین فشار ستون سیال حفاری و فشار سازند، آب موجود در سیال حفاری از شکستگیهای منافذ دیواره چاه به داخل سازند نفوذ میکند. این پدیده از دست دادن آب (یا فیلتراسیون) نامیده می شود. مقدار اتلاف آب را اتلاف آب سیال حفاری می گویند. همزمان با از دست دادن آب، ذرات رس موجود در سیال حفاری مسدود شده و بر روی دیواره چاه رسوب می کنند تا لایه ای از ذرات جامد به نام کیک فیلتر تشکیل شود. در فرآیند حفاری، کیک فیلتر فقط در صورت از دست دادن آب می تواند تشکیل شود. کیک فیلتر تشکیل شده می تواند دیواره چاه را محکم کند و از اتلاف بیشتر آب جلوگیری کند. به طور کلی، سیال حفاری برای اتلاف آب کم و کیک گلی نازک، سخت و متراکم لازم است. از دست دادن آب بیش از حد و کیک فیلتر ضخیم و شل برای حفاری نامطلوب است. ابتدا، سازند خیس می شود، که به راحتی باعث انقباض سوراخ یا لایه برداری و فروپاشی شیل می شود. ثانیاً آب به داخل لایه تولید نفوذ کرده و باعث انبساط بنتونیت در لایه نفتی و کاهش نفوذپذیری لایه نفت و لایه گاز و کاهش ظرفیت تولید می شود. هر چه میزان تلفات آب کمتر باشد بهتر است. اگر تلفات آب خیلی کم باشد، هزینه سیال حفاری افزایش یافته و ضریب نفوذ کاهش می یابد. اگر کیک گلی مورد نیاز باشد، اتلاف آب لزوماً خیلی کم کنترل نمی شود. باید با توجه به مشخصات سنگ سازند، عمق چاه، ساختار چاه، نوع سیال حفاری و غیره تعیین شود.
04. محتوای ماسه سیال حفاری
محتوای ماسه سیال حفاری به کلیه مواد جامد سیال حفاری اعم از قلمه های حفاری رسی، عوامل تصفیه شیمیایی، پودر باریت و غیره اطلاق می شود که درصد این مواد جامد در حجم سیال حفاری را میزان جامد سیال حفاری می گویند. . تمرین ثابت کرده است که هنگام حفاری با آب تمیز، ضریب نفوذ بالاترین است و هنگامی که آب وارد ذرات بنتونیت می شود، ضریب نفوذ کاهش می یابد. افزایش محتوای جامد در سیال حفاری دلیل مهمی برای کاهش نرخ نفوذ است. محتوای جامد بالای سیال حفاری نیز به طور جدی بر عملکرد سیال حفاری تأثیر می گذارد و خطرات زیادی را برای حفاری به همراه خواهد داشت. فیلم بیت کاهش می یابد و تجهیزات حفاری به شدت فرسوده شده است.
05. مقدار PH سیال حفاری
مقدار PH سیال حفاری مقدار پایه اسیدی سیال حفاری است. مقدار PH تأثیر زیادی بر عملکرد سیال حفاری دارد. ذرات رس در سیال حفاری به دلیل بارهای منفی بیشتر و ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد در محیط قلیایی نسبتاً پایدار هستند. ثانیاً، بسیاری از عوامل تصفیه آلی مانند تانن و اسید هیومیک وجود دارند که فقط تحت اثر قلیایی بودن می توانند عمل کنند. علاوه بر این، مقدار PH پایین است و عامل تصفیه آلی به راحتی تخمیر می شود و تحت دمای بالا خراب می شود، بنابراین مقدار PH سیال حفاری ایجاد می شود.
