0

حفاری افقی را با شعاع انحنای آن طبقه بندی می نمایند. البته، حفاری افقی با نرخ افزایش زاویه انحراف نیز مورد بحث قرار می گیرد که رابطه عکسی با شعاع انحنا دارد.

Well Radius

Well Radius

چاه افقی با شعاع انحنای بلند (Long Radius)

شعاع انحنای بلند به آن دسته از چاه هایی گفته می شود که شعاع قسمت انحنا داده شده بین ۹۵۵ تا ۵۷۳۰ فوت و میزان افزایش زاویه انحراف آن از یک تا ۶ درجه در صد فوت باشد. گرچه شعاع انحنای بلند ابتدا در خشکی استفاده می شد، اما اکنون بیشتر در سواحل دریا استفاده می گردد. 

محاسن (مزایا)

۱- به آسانی حفاری می گردد و از ابزار و وسایل چاه های معمولی استفاده می شود. 

۲- چون تمام شیب می تواند توسط وسایل حفاری دورانی افزایش داده یا نگهداری شود، نیازی به استفاده از موتورهای درون چاهی ندارد.

۳- چون لوله های جداری استاندارد استفاده می شود، هزینه روزانه آن نسبت به شعاع متوسط و کوتاه کمتر است.

۴- اجازه حفاری قسمت افقی بیش از ۵۰۰۰ فوت فراهم است و متوسط آن ۳۵۰۰ فوت است.

۵- جابه جایی افقی زیادی را بدون ایجاد سگ دست و گشتاور و با نیروی مقاومت کم تر مهیا می سازد.

۶- امکان نمودارگیری، همه نوع تکمیل، انگیزش و تعمیر را فراهم می کند.

معایب

۱) شعاع بلند احتیاج به دکل بزرگ، تلمبه های بزرگ، گل زیاد و قابلیت حمل کنده ها را دارد.

۲) شعاع بلند چاه، امکان ریسک برای چسبیدن لوله ها، فوران و صدمه دیدن حفره را زیاد نموده و ممکن است نیاز به نگه دارنده های زیاد جهت رشته جداری داشته باشد.

۳) کنترل عمق عمودی حقیقی به علت دور بودن هدف از حفره مشکل است؛ به خصوص اگر از ابزار اندازه گیری دقیق استفاده نشود، بیشتر مشهود است.

۴) استفاده از این نوع در زمین های با مالکیت کوچک به علت نیاز به جابه جایی افقی زیاد جهت افزایش زاویه انحراف تا ۹۰ درجه با توجه به طول قطعات زمین میسر نیست.

افقی با شعاع انحنای متوسط (Medium Radius)

چاه های با میزان افزایش زاویه انحراف بین ۸ تا ۲۰ درجه در صد فوت یا شعاع انحنای بین ۲۸۶ تا ۷۱۶ فوت را شعاع انحنای متوسط می نامند. این نوع چاه های افقی اغلب در خشکی استفاده می شود. این فن در آمریکا توسعه یافت؛ علت آن داشتن حداکثر طول مجاز افقی در محدوده قطعات زمین و مرزهای آن بوده است. قانون ایالتی آن را محدود نموده است.

ابزار مورد استفاده در شعاع انحنای متوسط به علت فضای کم بین حفره و مجموعه رشته حفاری محدود است، معمولا انواعی از وسایل حفاری معمولی اصلاح شده طوری طراحی شده اند که تلفیقی از خمیدگی چرخش و کمانه کردن در اثر بار را افزایش دهند. در حال حاضر حداکثر سگ دست ۲۵ درجه در صد فوت می باشد.

MWD Medium radius arrangement

MWD Medium radius arrangement

محاسن چاه های با شعاع متوسط از چند نظر با شعاع بلند و کوتاه متفاوت است.

۱) در مقایسه با چاه شعاع بلند، رسیدن به قسمت افقی با دقت بیشتری صورت می گیرد. به عکس در مقایسه با شعاع کوتاه، دقت رسیدن به قسمت افقی کم تر ولی گشتاور و نیروی مقاومت آن زیادتر است.

۲) از هر دو نوع ابزار اندازه گیری در حال حفاری می توان استفاده کرد.

۳) از سیستم کنترل پیوسته و موتورهای درون چاهی می توان استفاده کرد.

۴) مقطع افقی زیادی را تا ۵۰۰۰ فوت می توان حفاری نمود و امکان مغزه گیری میسر است.

۵) به طور عادی قابل تکمیل توسط جداری می باشد.

معایب

۱) گشتاور و نیروی مقاومت در مقایسه با شعاع بلند، زیادتر است. زیرا، میزان افزایش زاویه انحراف بیشتر است.

۲) اگر اندازه حفره   اینچ یا کوچک تر باشد تکمیل، تعمیر، استفاده از نمودارگیری در حال حفاری (LWD) و خدمات کابلی محدود می گردد. ا ی ش

چاه افقی با شعاع انحنای کوتاه (Short Radius)

به چاهی اطلاق می گردد که شعاع انحنای آن بین ۱۶ تا ۵۷ فوت و افزایش زاویه انحراف آن بین ۱ تا ۵/۳ درجه در هر فوت باشد. 

محاسن (مزایا)

۱) در مقایسه با شعاع بلند و متوسط در قرار دادن عمودی حفره تخلیه دقت بیشتری دارد.

۲) این نوع حفاری در محدوده کوچک از جذابیت زیادی برخوردار است.

۳) استفاده از چاه های موجود میسر بوده که هزینه زیادی را (با وجود قسمت بالای چاه، جداری، خطوط لوله و جاده) تقلیل می دهد.

۴) نقطه شروع انحراف، زیر سطح تماس سیالات است که به مفهوم ریسک کمتر در مقابل جداسازی ضعیف سیالات سازند در مقایسه با شعاع بلند و متوسط می باشد.

محدودیت

۱) ابزارهای مخصوص خود را نیاز دارد (انعطاف پذیر) که مطابق استاندارد API نیست (شانس بیشتری در ماندن درون حفره دارد.) و بسیار گران است.

Short radius arrangment

Short radius arrangment

۲) احتیاج به موتورهای درون چاهی و همچنین مجموعه رشته حفاری انعطاف پذیر می باشد.

۳) سرعت حفاری کم است، تعداد داخل و خارج کردن ابزار (Trip) برای تعویض مته زیاد است.

۴) کنترل جهت بسیار ضعیف است. (خطا در حدود ۲۰ درجه)

۵) طول قسمت افقی اغلب کمتر از ۴۰۰ فوت است.

شعاع انحنای بسیار کوتاه (Ultra Short Radius)

به چاهی اطلاق می گردد که شعاع انحنای آن بین ۴ تا ۲۰ فوت و افزایش زاویه انحراف آن بین ۳ تا ۱۴ درجه در هر فوت باشد. 

جدیدترین نوع حفاری افقی است. این شیوه، از سیال با فشار زیاد برای حفر قسمت افقی استفاده می کند و شعاع انحنا معمولا در حد اینچ تا فوت می باشد، به عبارت دیگر می توان گفت در این شیوه، شعاع انحنا، وجود ندارد و بخش افقی با زاویه ۹۰ درجه در چاه عمودی قرار داده می شود. از این نوع چاهها در تزریق بخار آب در کالیفرنیا با موفقیت استفاده شده است.

مزیت

گرچه با این شیوه حفره هایی در صخره های سخت به وجود می آورند (Jetting) اما، استفاده از این سیستم در سازندهای نرم و قابل نفوذ مناسب تر است. این شیوه راه حل عملی در معدن و پروژه های تمیز کردن آب های زیر زمینی کم عمق می باشد.

محدودیت

۱) این شیوه وسایل ویژه به کار می گیرد و نیاز به گشاد کردن حفره در مجاورت هدف جانبی دارد.

۲) اندازه حفره بین ۲ تا ۶ اینچ تابعی از سازند و اندازه جهت (Jetting Head) می باشد، در حالی که جابه جایی افقی محدود به چند صد فوت است.

حفاری افقی ورود مجدد (Re – entry Horizontal Wells)

این نوع چاهها اساسا به علت کاهش در هزینه (شعاع انحنای کوتاه و متوسط) و ریسک، حفاری می گردند. مزیت آن صرفه جویی در زمان و هزینه می باشد.

شکل و نحوه قرار گیری بخش افقی در درون مخزن و همچنین روش های استفاده شده، اثر عمده ای بر قدرت تولید چاه در سراسر عمر آن دارد. برعکس چاههای حفاری قائم استاندارد، در عملیات حفاری یک فاکتور مهم این است که آیا یک چاه افقی به تولید و اهداف بازیابی خود می رسد یا خیر؟

نیمرخ های چاه های افقی

به طور معمول چاههای قائم در فواصل مساوی درون مخازن برای زهکشی بخشی از سیال زیر زمین حفر می شوند. اوایل، بیشتر توجهات به خصوصیات قائم مخزن معطوف و دانش کمتری از خصوصیات جانبی مخزن در دسترس بود. بعدها شناخت و اثبات تغییرات جانبی مخازن توسط عملیات تحریک (اسیدکاری، شکست و غیره) یا حفاری های اضافی آشکار شد. همچنین تغییرات جانبی مخزن بیشتر از تغییرات قائم باعث کاهش تولید چاه می شود. تکنولوژی حفاری افقی از قابلیت جابه جایی چاه درون مخزن به منظور بهره گرفتن از مشخصات سودمند مخزن استفاده می کند.

یک جنبه منحصر به فرد تکنولوژی حفاری افقی، قابلیت جای دادن بهینه چاه در درون مخزن برای کم کردن تأثیر خصوصیات افقی و جانبی مخزن است. این موضوع نیاز به شناخت خصوصیات زمین شناسی و مخزن دارد که ویژگی های قائم، جانبی و هدف حفر چاه را در بر می گیرد.

کاربرد چاه های افقی

۱) کاربرد اصلی چاه های افقی کم کردن و به تأخیر انداختن پدیده مخروطی شدن گاز و آب (پایین آمدن گاز و بالا رفتن آب) و در نتیجه از بین بردن اثرات مغایر با تولید و اقتصاد است. چاه های افقی بیشتر در محیط مخزن قرار می گیرند و اجازه سرعت تولید بیشتر را در افت فشارهای پایین تر می دهند. (کاهش افت فشار جریان و ایجاد سطح تماس بیشتر بین چاه و مخزن)

۲) چاه های افقی در تقسیم شکستگی های قائم موجود در مخازن شکاف دار کاربرد گسترده ای دارند. با دانش اندکی از جهت یابی شکستگی ها، چاه های افقی می توانند برای تقسیم شکستگی های متقاطع که معمولا نمی توانند با چاههای قائم قطع شوند، استفاده شوند.

۳) مخازن ریفی و کانالهای ماسه ای، مانند بیشتر تله های چینه شناسی هستند و احتمال برخورد با آنها توسط چاههای قائم کم تر و مشکل تر است. چاه های افقی می توانند با کارایی بیشتری در پیدا کردن این مخازن و تولید نفت استفاده شوند.

۴) مشکل اصلی مخازن دارای نفت خام سنگین با نفوذپذیری کم، تولید کم نفت می باشد. چاه های افقی می توانند علاوه بر آسان کردن تزریق گاز یا بخار درون مخزن، سطح تراوایی مخزن را افزایش دهند. این چاهها با افزایش قرار گیری چاه در مخزن و عمل کردن مانند یک لوله، شعاع زهکشی مؤثر را افزایش داده و در نتیجه تولید را زیاد می کنند.

۵) چاه های افقی می توانند برای تولید نفت از سازندهای گسلی مورد استفاده قرار گیرند. این مخازن ساختار زمین شناسی خوبی ندارند و باعث گم کردن هدف، هنگام حفاری می شوند.

۶) این چاهها همچنین برای تولید “نفت اتیک” (Ethic Oil) از چاه های تولیدی که به علت بالا آمدن سطح آب به وجود می آید، استفاده می شوند. “نفت / تیک” نفتی است که به صورت پاکت هایی از هیدروکربن در بالای تله های نفتی جدا می شود. اغلب چاه قائمی برای این کار و به منظور بالا بردن صرفه اقتصادی نیز وارد عمل می شود.

۷) چون اطلاعات لرزه نگاری اثر معکوسی روی نمک دارند، چاههای قائم می توانند در پیدا کردن اهداف اطراف گنبدهای نمکی دچار خطا شوند. در بسیاری موارد از چاه های افقی می توان برای تأیید تفسیرهای زمین شناسی و اطلاعات لرزه ای استفاده کرد.

۸) کاربرد چاه های افقی برای ناپیوستگی ها، شبیه مخازن گسلی است از این چاهها می توان به منظور کاهش تعداد چاه های مورد نیاز، برای زهکشی مؤثر قسمت های مختلف مخزن، استفاده نمود.

۹) چاههای افقی می توانند برای گسترش مخازن در مناطق دور از دسترس که امکان حفاری قائم وجود ندارد، مانند زیرشهرها، زیر باند فرودگاه، مخازن مشترک خشکی و دریا، زیر آب یا زمین های ناهموار، به کار روند.

۱۰) چاه های افقی می توانند برای حفاری در مناطق با سطح محدود، مانند جزایر یخی یا شنی مورد استفاده قرار گیرند.

۱۱) در مناطق با فوران های سطحی، دکل نمی تواند به اندازه کافی نزدیک چاه فوران کننده قرار گیرد. بنابراین، این چاهها می توانند به عنوان چاههای کمکی در فوران های سطحی به کار روند.

۱۲) همان طور که قبلا ذکر شده چاه های افقی می توانند به منظور تولید بهینه از مخازن مورد استفاده قرار گیرند. همچنین می توانند برای توسعه بیشتر فرآیندهای ازدیاد برداشت (EOR) مورد استفاده قرار گیرند. 

۱۳) چاه های افقی می توانند به منظور جبران اثرات زیست محیطی خاکها، آبها و غیره در نزدیکی با زیر تصفیه خانه ها و دیگر امکانات حفر شوند. این چاهها همچنین می توانند در انبارهای آشغال برای بازیافت متان تولید شده به وسیله تجزیه این مواد حفر شوند.

۱۴) به منظور ایمنی بیشتر و گسترش اقتصادی لایه های زغال، از چاه های افقی به طور موفقیت آمیزی برای خارج کردن آب و گاز قبل از معدن کاری استفاده می شود. به علت این که زغال نفوذپذیری پایینی دارد و بسیار شکافدار است، چاه های قائم حفر شده برای این اهداف در گذشته موفقیت آمیز نبوده است.

۱۵) در مناطقی که چاه های اکتشافی قائم بسیار گران هستند، چاه های افقی فرعی متقاطع یا دنباله ها می توانند برای ارزیابی بهتر یک ناحیه حفر شوند. اگر چاه های قائم نفت را کشف کنند، چاه های افقی فرعی می توانند برای مشخص کردن وسعت مخزن و اصلاح خصوصیات مخزن به کار گرفته شوند.

۱۶) در مخازنی که قابلیت نفوذ پذیری عمودی خوبی دارند، حفاری افقی باعث افزایش بهره دهی خواهد شد.

۱۷) در مخازنی که ستون نفتی دارای ضخامت کمی باشد، حفاری افقی درون این ستون نازک، باعث افزایش تولید چاه در سطح قابل ملاحظه ای خواهد شد.

در پایان فایل منبعی برای مطالعه بیشتر در این خصوص در قسمت زیر قابل مشاهده است.

فلنج ها

مقاله قبلی

کالر یا لوله های وزنی (Drill Collars )

مقاله بعدی

شما همچنین ممکن است دوست داشته باشید

نظرات

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.