oil and gas production handbook
an introdution to oil and gas production ,transport,refining and petrochemical industry
an introdution to oil and gas production ,transport,refining and petrochemical industry
عداد المشاهدات
الأحد، 24 يوليو 2016
الثلاثاء، 14 يونيو 2016
الحفر الموجهه للابار النفطيه
أصبح
الحفر الموجه من أكثر الطرق الحديثة تطبيقاً في العالم بهدف استثمار أكبر
كمية مكنة من نفط الطبقة المنتجة ، حيث تكمن غايته الأساسية في زيادة مقطع
ارتشاح النفط من الطبقة باتجاه البئر ، لأنه و مهما كانت السماكة العمودية
الفعالة كبيرة فإن امتداد الطبقة الموجه يكون أكبر . و بناء عليه اكتسب
الحفر الموجه أهمية كبيرة ، و عدَّ ثورة في الصناعة النفطية ، فكان لزاماً
علينا أن نتبع هذه التقنية الجديدة و نطبقها على حقولنا الملائمة لمثل هذا
النوع من الحفر .
تم الحفر الموجه في سوريا و للمرة الأولى في حقل زرابة عام 1992 و ذلك كون النفط في هذا الحقل من النوع الثقيل و سماكة الطبقة المنتجة قليلة و امتدادها الموجه كبير و مواصفاتها الخزنية (المسامية و النفوذية) قليلة . و بعدها توسع الحفر الموجه ليشمل حقولاً أخرى . و بشكل عام و لاعتمادنا على خطط لحفر الموجهة نرى أنه لا بد من توافر المعطيات لرئيسية التالية :
1. الدراسة الجيولوجية التفصيلية للحقل .
2. معرفة شبكة الشقوق الطبيعية في الطبقات الحاملة و اتجاهها
3. ضرورة وضع نموذج جيولوجي خزني للمكمن .
4. وجود مخطط تكنولوجي لاستثمار الحقل و فق الحل المقترح لحفر الآبار الموجهة .
تطبيقات الحفر الموجه :
1. يعتبر الحفر الموجه (الأفقي) بديلاً عن زيادة كثافة شبكة الآبار العمودية على الخزان و خاصة في ظروف وجود الشقوق العمودية ، و التي تتطلب زيادة كبيرة في عدد الآبار العمودية .
2. يسمح البئر الموجه باستثمار أفضل للنفط الثقيل وعالي اللزوجة .
3. يعتبر البئر الموجه حلاً لمشكلة استخراج النفط من الحقول التي تقع في مناطق مأهولة سكانياً ، و إبعاد الخطر المستقبلي للتلوث و الشكل التالي يوضح ذلك :
4. حفر الآبار الجانبية(Sidetracking) : الآبار الجانية كانت التقنية الأصلية للآبار الموجهة ، في البداية كانت الآبار الجانبية عمياء ، و كان الهدف منها بسيطاً و هو اصطياد الأدوات الساقطة في البئر ، الآبار الجانبية الوجهة كانت شائعة ، و كانت تحفر على سبيل المثال عندما يكون هناك تغيرات في التشكيلات الجيولوجية كما يوضح الشكل التالي :
5. حفر القبب الملحية (Salt Dome Drilling): لقد وجد أن القبب الملحية تشكل مصائد طبيعية لتجمع النفط في الطبقة التي توجد تحت الجزء المائل أو المتدلي من الغطاء القاسي ، هناك مشاكل حفر كبيرة مترافقة مع حفر البئر خلال الطبقات الملحية ، و يمكن التخفيف من هذه المشاكل إلى حد ما عن طريق استخدام سائل حفر مشبع بالملح ، و الحل الآخر يكون عن طريق حفر بئر موجهة للوصول إلى المكمن و هكذا نستطيع تجنب مشاكل الحفر التي تحدث ضمن الطبقات الملحية كما في الشكل :
6. مراقبة الفوالق(Fault Controlling) : الحفر الملتوية تكون شائعة عند الحفر الشاقولي العادي ، و يكون هذا غالباً بسبب الفوالق التي تخترق الطبقات ، و غالباً يكون من الأسهل أن تحفر بئر موجهة نحو طبقات مثل هذه بدون عبور حدود الفوالق و الشكل لتالي يوضح هذه الحالة :
7. آبار استكشاف متعددة من حفرة بئر واحدة(Multiple Exploration Wells from a Single Well-bore) :يمكن لحفرة البئر الواحدة أن تسد أو تغلق عند عمق معين و تحرف البئر لعمل بئر جديدة ، البئر الواحدة يمكن أن تستخدم كنقطة نزوح لحفر آبار أخرى ، و هي تسمح باستكشاف التوضعات البنيوية دون حفر آبار أخرى كاملة ، كما في الشكل:
8. الحفر على الشاطئ (Onshore Drilling) : عندما تتوضع المكامن تحت كتل كبيرة من الماء حيث يمكننا الوصول إليها عن طريق آبار متوضعة على الأرض (الشاطئ) فإننا نقوم بالحفر الموجه تحت الماء ، و هذه الطريقة تحفظ المعدات و تكون أكثر رخصاً .
9. حفر الآبار المتعددة عند الحفر البحري (Offshore Multiwell Drilling ) : يعتبر الحفر الموجه من أجل حفر عدة آبار من المنصة البحرية الطريقة الأكثر اقتصادية لتطوير حقول النفط البحرية ، يمكن أن تستخدم طريقة مشابهة على البر حيث يوجد هناك أماكن معيقة لنقل منصة الحفر مثل مناطق الغابات و المستنقعات ، و يتم هنا حفر الآبار بطريقة العنقود .
10. حفر المناطق الرملية المتعددة من حفرة بئر واحدة (Multiple Sands from a Single Well-bore ): و هنا يتم حفر بئر موجهة لتتقاطع مع عدة مكامن مائلة من النفط ، و هذا يسمح بإنجاز البئر باستخدام نظام إنهاء متعدد ، سوف تسمح البئر بإدخال الأهداف عند الزاوية المحددة لضمان الاختراق الأعظمي للمكامن كما في الشكل :
11. آبار النجدة (Relief Well ) : الهدف من حفر بئر النجدة الموجه هو اعتراض طريق جوف حفرة البئر التي اندفعت و السماح بقتله ، لتعيين و اعتراض طريق البئر المندفعة عند عمق محدد يجب أن تحفر بئر موجهة مخططة بعناية و دقة كبيرة .
12. حفر الآبار الأفقية (Horizontal Wells ) : إن انخفاض الإنتاج في الحقل يمكن أن ينتج عن عدة عوامل ، منها مخاريط الماء و الغاز المتشكلة أو الطبقات ذات النفوذية الجيدة فقط في الاتجاه العمودي ، يستطيع عندها المهندسون تخطيط و حفر بئر تصريف عمودية ، و هي نوع خاص من الحفر الموجه حيث تحفر البئر على طول الطبقة كما في الشكل :
شروط حفر الآبار الموجهة :
حتى نضمن نجاح البئر الموجه في تحقيق الغاية التي حفر من أجلها و تلافي المشاكل التي ستحدث مستقبلاً و التي تسبب قتل المكمن أو قتل جزء منه فلا بد من تحقق الشروط التالية :
1. النفوذية العمودية للطبقة المنتجة أعلى من النفوذية الأفقية لضمان تحرك النفط من أعلى و أسفل الجذع الأفقي باتجاهه فإذا لم هذا الشرط فإن النفط الذي يقع تحت الجذع سيبقى دون استثمار .
2. أن يكون المكمن متجانساً نوعاً ما .
3. أن تكون المنطقة مستقرة تكتونياً و لا تحكمها فوالق أو حواجز جيولوجية .
4. أن تتوفر معطيات خزنية و جيولوجية دقيقة و كافية عن المكن حتى نستطيع تحديد وع الجذع الموجه بشكل مناسب و دقيق .
5. أن يكون مستوى التقاء النفط بالماء مستقراً .
6. عدم وجود قبعة غازية وبعد المياه عن الجذع الموجه .
7. أن تبرر الآبار الموجهة كلفتها التي تصل إلى ثلاثة أضعاف مقارنة مع الآبار العمودية ، و تحقق الهدف منها دون التأثير السلبي على المردود العام المأمول من الطبقة و هذا أمر هام جداً بل على العكس يجب أن تؤدي إلى زيادته.
أسس تحديد مواقع الآبار الموجهة:
1. معرفة الخصائص الجيولوجية لمنطقة البئر .
2. معرفة الوضع التكتوني للبئر .
3. تقدم مستوى التقاء النفط بالماء في المنطقة .
4. الاتصال الهيدروديناميكي في المقطع بشكل عمودي .
5. معرفة توزع الشقوق في الطبقة و اتجاهاتها .
6. مقدار الاحتياطي النوعي لمنطقة البئر .
7. أخذ المعطيات الجيولوجية و الخزنية و الإنتاجية بما فيها الوضع التقني للآبار المجاورة للبئر المدروس .
8. العينات الاسطوانية المقتطعة .
9. عامل استنضاب الاحتياطي في منطقة البئر .
10. نوعية النفط المنتج .
أسس حفر الآبار الموجهة :
تتكون الآبار الموجهة من جذعين عمودي و أفقي ، حيث يتم حفر الجذع العمودي حتى المستوى الأولي لالتقاء النفط بالماء ، و ذلك لكي ندقق الوضع المحلي للمكمن في القسم الذي تم اختياره لحفر البئر الموجهة .
و فيما بعد تقارن هذه الدراسات مع معطيات دراسة أسس و خواص القسم الذي تم اختياره و يتم وضع مؤشرات الجذع الموجه و هي :
1. عمق نقطة التمييل على الجذع العمودي (k.o.p) .
2. مجال الحفر .
3. سمت و زاوية ميل الجذع .
4. الانزياح الكلي عند نقطة اختراق أعلى الطبقة المنتجة .
و يجب أن يصل الجذع المائل حتى أعلى الطبقة المنتجة . و يم إغلاق الجذع العمودي عن طريق إجراء جسور إسمنتية حتى نقطة الميلان و من ثم يباشر بحفر الجذع المائل و الموجه للبئر و بد إنهاء الحفر يتم إنزال مواسير التغليف حتى أعلى الطبقة المنتجة و يتم سمنتها و بعدها يتم إنزال لاينر مثقب ضمن الجذع الموجه بدون سمنتة .
تم الحفر الموجه في سوريا و للمرة الأولى في حقل زرابة عام 1992 و ذلك كون النفط في هذا الحقل من النوع الثقيل و سماكة الطبقة المنتجة قليلة و امتدادها الموجه كبير و مواصفاتها الخزنية (المسامية و النفوذية) قليلة . و بعدها توسع الحفر الموجه ليشمل حقولاً أخرى . و بشكل عام و لاعتمادنا على خطط لحفر الموجهة نرى أنه لا بد من توافر المعطيات لرئيسية التالية :
1. الدراسة الجيولوجية التفصيلية للحقل .
2. معرفة شبكة الشقوق الطبيعية في الطبقات الحاملة و اتجاهها
3. ضرورة وضع نموذج جيولوجي خزني للمكمن .
4. وجود مخطط تكنولوجي لاستثمار الحقل و فق الحل المقترح لحفر الآبار الموجهة .
تطبيقات الحفر الموجه :
1. يعتبر الحفر الموجه (الأفقي) بديلاً عن زيادة كثافة شبكة الآبار العمودية على الخزان و خاصة في ظروف وجود الشقوق العمودية ، و التي تتطلب زيادة كبيرة في عدد الآبار العمودية .
2. يسمح البئر الموجه باستثمار أفضل للنفط الثقيل وعالي اللزوجة .
3. يعتبر البئر الموجه حلاً لمشكلة استخراج النفط من الحقول التي تقع في مناطق مأهولة سكانياً ، و إبعاد الخطر المستقبلي للتلوث و الشكل التالي يوضح ذلك :
4. حفر الآبار الجانبية(Sidetracking) : الآبار الجانية كانت التقنية الأصلية للآبار الموجهة ، في البداية كانت الآبار الجانبية عمياء ، و كان الهدف منها بسيطاً و هو اصطياد الأدوات الساقطة في البئر ، الآبار الجانبية الوجهة كانت شائعة ، و كانت تحفر على سبيل المثال عندما يكون هناك تغيرات في التشكيلات الجيولوجية كما يوضح الشكل التالي :
5. حفر القبب الملحية (Salt Dome Drilling): لقد وجد أن القبب الملحية تشكل مصائد طبيعية لتجمع النفط في الطبقة التي توجد تحت الجزء المائل أو المتدلي من الغطاء القاسي ، هناك مشاكل حفر كبيرة مترافقة مع حفر البئر خلال الطبقات الملحية ، و يمكن التخفيف من هذه المشاكل إلى حد ما عن طريق استخدام سائل حفر مشبع بالملح ، و الحل الآخر يكون عن طريق حفر بئر موجهة للوصول إلى المكمن و هكذا نستطيع تجنب مشاكل الحفر التي تحدث ضمن الطبقات الملحية كما في الشكل :
6. مراقبة الفوالق(Fault Controlling) : الحفر الملتوية تكون شائعة عند الحفر الشاقولي العادي ، و يكون هذا غالباً بسبب الفوالق التي تخترق الطبقات ، و غالباً يكون من الأسهل أن تحفر بئر موجهة نحو طبقات مثل هذه بدون عبور حدود الفوالق و الشكل لتالي يوضح هذه الحالة :
7. آبار استكشاف متعددة من حفرة بئر واحدة(Multiple Exploration Wells from a Single Well-bore) :يمكن لحفرة البئر الواحدة أن تسد أو تغلق عند عمق معين و تحرف البئر لعمل بئر جديدة ، البئر الواحدة يمكن أن تستخدم كنقطة نزوح لحفر آبار أخرى ، و هي تسمح باستكشاف التوضعات البنيوية دون حفر آبار أخرى كاملة ، كما في الشكل:
8. الحفر على الشاطئ (Onshore Drilling) : عندما تتوضع المكامن تحت كتل كبيرة من الماء حيث يمكننا الوصول إليها عن طريق آبار متوضعة على الأرض (الشاطئ) فإننا نقوم بالحفر الموجه تحت الماء ، و هذه الطريقة تحفظ المعدات و تكون أكثر رخصاً .
9. حفر الآبار المتعددة عند الحفر البحري (Offshore Multiwell Drilling ) : يعتبر الحفر الموجه من أجل حفر عدة آبار من المنصة البحرية الطريقة الأكثر اقتصادية لتطوير حقول النفط البحرية ، يمكن أن تستخدم طريقة مشابهة على البر حيث يوجد هناك أماكن معيقة لنقل منصة الحفر مثل مناطق الغابات و المستنقعات ، و يتم هنا حفر الآبار بطريقة العنقود .
10. حفر المناطق الرملية المتعددة من حفرة بئر واحدة (Multiple Sands from a Single Well-bore ): و هنا يتم حفر بئر موجهة لتتقاطع مع عدة مكامن مائلة من النفط ، و هذا يسمح بإنجاز البئر باستخدام نظام إنهاء متعدد ، سوف تسمح البئر بإدخال الأهداف عند الزاوية المحددة لضمان الاختراق الأعظمي للمكامن كما في الشكل :
11. آبار النجدة (Relief Well ) : الهدف من حفر بئر النجدة الموجه هو اعتراض طريق جوف حفرة البئر التي اندفعت و السماح بقتله ، لتعيين و اعتراض طريق البئر المندفعة عند عمق محدد يجب أن تحفر بئر موجهة مخططة بعناية و دقة كبيرة .
12. حفر الآبار الأفقية (Horizontal Wells ) : إن انخفاض الإنتاج في الحقل يمكن أن ينتج عن عدة عوامل ، منها مخاريط الماء و الغاز المتشكلة أو الطبقات ذات النفوذية الجيدة فقط في الاتجاه العمودي ، يستطيع عندها المهندسون تخطيط و حفر بئر تصريف عمودية ، و هي نوع خاص من الحفر الموجه حيث تحفر البئر على طول الطبقة كما في الشكل :
شروط حفر الآبار الموجهة :
حتى نضمن نجاح البئر الموجه في تحقيق الغاية التي حفر من أجلها و تلافي المشاكل التي ستحدث مستقبلاً و التي تسبب قتل المكمن أو قتل جزء منه فلا بد من تحقق الشروط التالية :
1. النفوذية العمودية للطبقة المنتجة أعلى من النفوذية الأفقية لضمان تحرك النفط من أعلى و أسفل الجذع الأفقي باتجاهه فإذا لم هذا الشرط فإن النفط الذي يقع تحت الجذع سيبقى دون استثمار .
2. أن يكون المكمن متجانساً نوعاً ما .
3. أن تكون المنطقة مستقرة تكتونياً و لا تحكمها فوالق أو حواجز جيولوجية .
4. أن تتوفر معطيات خزنية و جيولوجية دقيقة و كافية عن المكن حتى نستطيع تحديد وع الجذع الموجه بشكل مناسب و دقيق .
5. أن يكون مستوى التقاء النفط بالماء مستقراً .
6. عدم وجود قبعة غازية وبعد المياه عن الجذع الموجه .
7. أن تبرر الآبار الموجهة كلفتها التي تصل إلى ثلاثة أضعاف مقارنة مع الآبار العمودية ، و تحقق الهدف منها دون التأثير السلبي على المردود العام المأمول من الطبقة و هذا أمر هام جداً بل على العكس يجب أن تؤدي إلى زيادته.
أسس تحديد مواقع الآبار الموجهة:
1. معرفة الخصائص الجيولوجية لمنطقة البئر .
2. معرفة الوضع التكتوني للبئر .
3. تقدم مستوى التقاء النفط بالماء في المنطقة .
4. الاتصال الهيدروديناميكي في المقطع بشكل عمودي .
5. معرفة توزع الشقوق في الطبقة و اتجاهاتها .
6. مقدار الاحتياطي النوعي لمنطقة البئر .
7. أخذ المعطيات الجيولوجية و الخزنية و الإنتاجية بما فيها الوضع التقني للآبار المجاورة للبئر المدروس .
8. العينات الاسطوانية المقتطعة .
9. عامل استنضاب الاحتياطي في منطقة البئر .
10. نوعية النفط المنتج .
أسس حفر الآبار الموجهة :
تتكون الآبار الموجهة من جذعين عمودي و أفقي ، حيث يتم حفر الجذع العمودي حتى المستوى الأولي لالتقاء النفط بالماء ، و ذلك لكي ندقق الوضع المحلي للمكمن في القسم الذي تم اختياره لحفر البئر الموجهة .
و فيما بعد تقارن هذه الدراسات مع معطيات دراسة أسس و خواص القسم الذي تم اختياره و يتم وضع مؤشرات الجذع الموجه و هي :
1. عمق نقطة التمييل على الجذع العمودي (k.o.p) .
2. مجال الحفر .
3. سمت و زاوية ميل الجذع .
4. الانزياح الكلي عند نقطة اختراق أعلى الطبقة المنتجة .
و يجب أن يصل الجذع المائل حتى أعلى الطبقة المنتجة . و يم إغلاق الجذع العمودي عن طريق إجراء جسور إسمنتية حتى نقطة الميلان و من ثم يباشر بحفر الجذع المائل و الموجه للبئر و بد إنهاء الحفر يتم إنزال مواسير التغليف حتى أعلى الطبقة المنتجة و يتم سمنتها و بعدها يتم إنزال لاينر مثقب ضمن الجذع الموجه بدون سمنتة .
الأحد، 8 مايو 2016
كيف تتم عمليات جس الابار النفطيه
عند الانتهاء من حفر مقطع جيولوجي معين وقبل انزال البطانة تجري عمليات جس
البئر والمقصود بها هي تلك العمليات التي تتضمن انزال اجهزة كهربائية
الكترونية وصوتية وتسجيل صفات صخور المقطع الجيولوجي وما يحتويه من سوائل
وكذلك ظروف البئر ابتداءا من قعر البئر وحتى اخر بطانة . وهناك بعض انواع
المجسات ممكن تسجيلها للبئر المبطن كذلك .
وهذا وان المعلومات التي نحصل عليها من المجسات تعتبر احسن وسيلة لتقييم الطبقات الجيولوجية من حيث المسامية والنفاذية والشواهد الهيدروكاربونية ونسبة السجيل اضافة الى صفات اخرى وتعتبر المجسات ارخص بمقدار ( 500 ) مرة من اللباب وهي ارخص ب( 5 ) مرات من المعلومات المشتقات من طين الحفر .
واهم انواع المجسات هي :-
مجس الكثافة ( Density Log( FDC
وهذا المجس يقيس كثافة الصخور والتي لها علاقة عكسية مع المسامية اذا كلما ازدادت المسامية كلما قلت الكثافة ويعتبر الانهيدرايت من اكثر الصخور كثافة اما اقلها كثافة فهي الحجر الكلسي المسامي والدلومايت ذو الفجوات .
مجس النيوترون ( Neutron Log ) CNL
وهذا المجس يقيس المسامية ايضا ولكن بصورة غير مباشرة اذا انه يقيس عدد ذرات الهيدروجين في الصخرة والتي لها علاقة بالمسامية عن طريق مصدر سيل من النيوترونات التي تصطدم بالهيروجين الموجود في الصخرة وكل ذرة هيدروجين موجودة في الصخرة تؤدي الى اصطياد نيوترون يصطدم بها وهكذا من معرفة عــدد النيوترونات التي اصطيدت نستطيع تقديــر عدد ذرات الهيدروجين في الصخرة وبالتالي المسامية لتلك الصخرة .
مجس اشعة كاما ( x – ray ) Gamma ray
ويعتبر من اهم المجسات لانه يعبر عن مدى احتواء الصخرة على المواد المشعة (السجيل) Shale او نظافتها . تختلف الصخور في اشعاعها لاشعة كاما بمقدار احتوائها على السجيل والمعادن الطينية الاخرى حيث ان الانهايدرايت والحجر الكلسي تعتبر نظيفة مقارنة مع السجيل والطفــل والســلت التي تعتبر محتوية على مواد مشعة . ويفيد مجس اشعة كاما في اجراء المقارنات الجيولوجية لمعرفة تتابع الطبقات وكذلك يفيد في تثبيت اعماق الحفر عند اجراء عملية التثقيب ( Perforation ) ويسجل اشعاع كاما بوحـدات (APT) التي تتراوح بين صفر الى 100 .
مجسات المقاومة ( Resistivity Logs )
وهذه المجسات تسجل مقاومة الصخور لمرور التيار الكهربائي عبرها وتعتبر السوائل الموجودة فـــي مسامات الصخور ( نفط , غاز , ماء ) ذات مقاومة مختلفة لمرور التيـــار الكهربائي فالنفط والغاز اكثر مقاومة لمرور التيــار الكهربائي من المـاء وكذلك الماء العــذب اكثر مقاومة للتيــار من المــاء المـالح وهناك ثلاثة انواع من مجس المقاومة .
مجس المقاومة بعيد المدى ( Deep Laterolog )
وهو يقيس المقاومة في المنطقة البعيدة عن جدار البئر وهي المنطقة التي لم تتأثر باختراق طين الحفر لها ( uninvaded zone )
مجس المقاومة قريب المدى ( Shallow Laterolog )
وهو يقيس المقاومة في منطقة قريبة من جدار البئر وهي المنطقة المتأثرة براشح طين الحفـــر ( Flushed zone ) .
مجس المقاومة الدقيقة ( Micro Resistivity )
وهذا المجس يقيس المقاومة عند جدار البئر اي مقاومة طين الحفر المترسب على جدران البئر ( Mud cake ) ومنطقة قريبة جدا من جدار البئر .
ان فائدة مجسات المقاومة هي تعيين المقاطع الجيولوجية المحتوية على شواهد الهيدروكاربونية وهي مناطق الصخور المسامية ذات المقاومة العالية وكذلك تفيدنا في معرفة مستوى تلامس النفط – الماء oil- water contact حيث نلاحظ نزول قيم المقاومة بصورة تدريجية في مقطع الجيولوجي تتسم صخوره بثبات ومجانسة المسامية.
كذلك يمكن من مجس المقاومة التعبير(بصورة غير مباشرة) عن مدى صلادة الصخرة compactness حيث ان الصخور عديمة المسامية تعطي مقاومة عالية جدا مثل الانهايدرايت والحجر الكلسي الصلد بينما يعتبر السجيل والطفل والسلت صخورا مسامية وذلك تكون مقاومتها قليلة.
المجس الصوتي Sonic log
وهذا المجس يفيدنا في تقدير المسامية الاولية للصخرة primary porosity الغير متاثرة بعمليات لاحقة مثل التشقق والتصدع.
وهذا المجس يعتمد على فكرة ان الصخور الصلدة الكثيفة عديمة المسامية تكون فيها سرعة الصوت اكثر من الصخور المسامية الخفيفة حيث يتم استحداث موجة صوتية توجه للصخور وتستلم في مكان اخر ومن حساب وقت ذهاب الموجة وعودتها يمكن حساب مسامية الصخرة بصورة غير مباشرة.
كذلك يفيد المجس الصوتي في التبوء بالضغوط غير الاعتيادية خاصة اذا كان المقطع الجيولوجي يحتوي على السجيل حيث ان للسجيل تدرج ضغط معين بزيادة العمق وعند اختلال هذا التدرج نستطيع التنبوء باننا دخلت منطقة ضغط غير اعتيادي Abnormal Pressure ويعتبر المجس الصوتي من احسن المجسات لتمييز الطبقات الملحية Rock Salt.
مجس قطر البئر Caliper Log
وهذا المجس يتكون من عدة اذرع اربعة او اثنان تفتح بقطر معين يتناسب مع قطر البئر في تلك النقطة وهذا الذراع تحول مقدار فتحته الى اشارة كهربائية تسجل على ورق الجس على شكل خط يمثل قطر البئر تبعا للعمق.
فاذا كان المقطع سجيل متهدم فان اذرع المجس تنفتح باقصى ما يمكنها لان قطر البئر واسع وهذا الفتح يسجل على المجس على انه توسع في قطر البئر اما مناطق الصخور المسامية والنفاذية حيث يرسب طين الحفر طبقة رقيقة على جدران البئر mud cake نتيجة لترشيح سائل الحفر الى داخل التكوين فان قطر البئر يضيق في هذه الحالة فتنكمش اذرع المجس مما يعطي اشارة على المجس بان هنالك تضييق في البئر. ان التوسع والتضييق في قطر البئر يقاس بالنسبة الى قطر ثابت وهو قطر الدقاقة bit sise التي حفرت البئر.
يفيد مجس قطر البئر في معرفة مناطق التهدم او ذوبان الملح وبالتالي يفيد في حساب كمية السمنت اللازمة لتبطين البئر وكذلك يفيد معرفة مناطق التضييق لاجراء تشذيب reaming لها قبل لنزال البطانة.
مجس ميلان الطبقات Dipmeter
وهذا المجس عبارة عن قياس المقاومة الدقيقة Micro Resistivity بمسافات مختلفة عن جدار البئر لنفس الطبقة.
فاذا كانت الطبقة مائلة وهذا ما يحدث في اطراف التركيب الجيولوجي فان التعبير عن ذلك يكون ان كل المجسات وعددها اربعة تسجل نفس المقاومة ولكن باختلاف بسيط في العمق حيث ان المجس الاول يخترق الطبقة بعمق اعلى من المجس الثاني والثاني بعمق اعلى من الثالث وهكذا ذلك نتيجة لميل الطبقة لان هذه المجسات تسجل المقاومة بمسار عمودي على جدار البئر وليس بمقدار مائل بنسبة ميلان الطبقة.
ومن الفوائد الثانوية لهذا المجس هو معرفة مقدار الانحراف البئر عن خط الشاقول deviation وكذلك معرفة اتجاه هذا الميل ( الانحراف) وهل هو باتجاه مركز التركيب crest او باتجاه اخر.
مجس تصلب السمنت Cement bond log CBL
وهذا المجس يفيدنا في معرفة نوعية وكمية السمنت خلف البطانة حيث انه يعبر عن مقدار ارتباط البطانة بجدار البئر اذا كان هناك سمنت جيد او بقاءها معلقة في تجويف البئر اذا لم يكن هناك سمنت جيد.
وهناك مجسات اخرى مثل مجس الحرارة ومجس قياس انتاجية البئر للنفوط flow meter ومجسات تحديد النقطة الحرجة للتفجير عند حدوث استعصاء للانابيب وعملية تثقيب البطانة perforation لاجراء الفحوصات الاكمالية.
وهذا وان المعلومات التي نحصل عليها من المجسات تعتبر احسن وسيلة لتقييم الطبقات الجيولوجية من حيث المسامية والنفاذية والشواهد الهيدروكاربونية ونسبة السجيل اضافة الى صفات اخرى وتعتبر المجسات ارخص بمقدار ( 500 ) مرة من اللباب وهي ارخص ب( 5 ) مرات من المعلومات المشتقات من طين الحفر .
واهم انواع المجسات هي :-
مجس الكثافة ( Density Log( FDC
وهذا المجس يقيس كثافة الصخور والتي لها علاقة عكسية مع المسامية اذا كلما ازدادت المسامية كلما قلت الكثافة ويعتبر الانهيدرايت من اكثر الصخور كثافة اما اقلها كثافة فهي الحجر الكلسي المسامي والدلومايت ذو الفجوات .
مجس النيوترون ( Neutron Log ) CNL
وهذا المجس يقيس المسامية ايضا ولكن بصورة غير مباشرة اذا انه يقيس عدد ذرات الهيدروجين في الصخرة والتي لها علاقة بالمسامية عن طريق مصدر سيل من النيوترونات التي تصطدم بالهيروجين الموجود في الصخرة وكل ذرة هيدروجين موجودة في الصخرة تؤدي الى اصطياد نيوترون يصطدم بها وهكذا من معرفة عــدد النيوترونات التي اصطيدت نستطيع تقديــر عدد ذرات الهيدروجين في الصخرة وبالتالي المسامية لتلك الصخرة .
مجس اشعة كاما ( x – ray ) Gamma ray
ويعتبر من اهم المجسات لانه يعبر عن مدى احتواء الصخرة على المواد المشعة (السجيل) Shale او نظافتها . تختلف الصخور في اشعاعها لاشعة كاما بمقدار احتوائها على السجيل والمعادن الطينية الاخرى حيث ان الانهايدرايت والحجر الكلسي تعتبر نظيفة مقارنة مع السجيل والطفــل والســلت التي تعتبر محتوية على مواد مشعة . ويفيد مجس اشعة كاما في اجراء المقارنات الجيولوجية لمعرفة تتابع الطبقات وكذلك يفيد في تثبيت اعماق الحفر عند اجراء عملية التثقيب ( Perforation ) ويسجل اشعاع كاما بوحـدات (APT) التي تتراوح بين صفر الى 100 .
مجسات المقاومة ( Resistivity Logs )
وهذه المجسات تسجل مقاومة الصخور لمرور التيار الكهربائي عبرها وتعتبر السوائل الموجودة فـــي مسامات الصخور ( نفط , غاز , ماء ) ذات مقاومة مختلفة لمرور التيـــار الكهربائي فالنفط والغاز اكثر مقاومة لمرور التيــار الكهربائي من المـاء وكذلك الماء العــذب اكثر مقاومة للتيــار من المــاء المـالح وهناك ثلاثة انواع من مجس المقاومة .
مجس المقاومة بعيد المدى ( Deep Laterolog )
وهو يقيس المقاومة في المنطقة البعيدة عن جدار البئر وهي المنطقة التي لم تتأثر باختراق طين الحفر لها ( uninvaded zone )
مجس المقاومة قريب المدى ( Shallow Laterolog )
وهو يقيس المقاومة في منطقة قريبة من جدار البئر وهي المنطقة المتأثرة براشح طين الحفـــر ( Flushed zone ) .
مجس المقاومة الدقيقة ( Micro Resistivity )
وهذا المجس يقيس المقاومة عند جدار البئر اي مقاومة طين الحفر المترسب على جدران البئر ( Mud cake ) ومنطقة قريبة جدا من جدار البئر .
ان فائدة مجسات المقاومة هي تعيين المقاطع الجيولوجية المحتوية على شواهد الهيدروكاربونية وهي مناطق الصخور المسامية ذات المقاومة العالية وكذلك تفيدنا في معرفة مستوى تلامس النفط – الماء oil- water contact حيث نلاحظ نزول قيم المقاومة بصورة تدريجية في مقطع الجيولوجي تتسم صخوره بثبات ومجانسة المسامية.
كذلك يمكن من مجس المقاومة التعبير(بصورة غير مباشرة) عن مدى صلادة الصخرة compactness حيث ان الصخور عديمة المسامية تعطي مقاومة عالية جدا مثل الانهايدرايت والحجر الكلسي الصلد بينما يعتبر السجيل والطفل والسلت صخورا مسامية وذلك تكون مقاومتها قليلة.
المجس الصوتي Sonic log
وهذا المجس يفيدنا في تقدير المسامية الاولية للصخرة primary porosity الغير متاثرة بعمليات لاحقة مثل التشقق والتصدع.
وهذا المجس يعتمد على فكرة ان الصخور الصلدة الكثيفة عديمة المسامية تكون فيها سرعة الصوت اكثر من الصخور المسامية الخفيفة حيث يتم استحداث موجة صوتية توجه للصخور وتستلم في مكان اخر ومن حساب وقت ذهاب الموجة وعودتها يمكن حساب مسامية الصخرة بصورة غير مباشرة.
كذلك يفيد المجس الصوتي في التبوء بالضغوط غير الاعتيادية خاصة اذا كان المقطع الجيولوجي يحتوي على السجيل حيث ان للسجيل تدرج ضغط معين بزيادة العمق وعند اختلال هذا التدرج نستطيع التنبوء باننا دخلت منطقة ضغط غير اعتيادي Abnormal Pressure ويعتبر المجس الصوتي من احسن المجسات لتمييز الطبقات الملحية Rock Salt.
مجس قطر البئر Caliper Log
وهذا المجس يتكون من عدة اذرع اربعة او اثنان تفتح بقطر معين يتناسب مع قطر البئر في تلك النقطة وهذا الذراع تحول مقدار فتحته الى اشارة كهربائية تسجل على ورق الجس على شكل خط يمثل قطر البئر تبعا للعمق.
فاذا كان المقطع سجيل متهدم فان اذرع المجس تنفتح باقصى ما يمكنها لان قطر البئر واسع وهذا الفتح يسجل على المجس على انه توسع في قطر البئر اما مناطق الصخور المسامية والنفاذية حيث يرسب طين الحفر طبقة رقيقة على جدران البئر mud cake نتيجة لترشيح سائل الحفر الى داخل التكوين فان قطر البئر يضيق في هذه الحالة فتنكمش اذرع المجس مما يعطي اشارة على المجس بان هنالك تضييق في البئر. ان التوسع والتضييق في قطر البئر يقاس بالنسبة الى قطر ثابت وهو قطر الدقاقة bit sise التي حفرت البئر.
يفيد مجس قطر البئر في معرفة مناطق التهدم او ذوبان الملح وبالتالي يفيد في حساب كمية السمنت اللازمة لتبطين البئر وكذلك يفيد معرفة مناطق التضييق لاجراء تشذيب reaming لها قبل لنزال البطانة.
مجس ميلان الطبقات Dipmeter
وهذا المجس عبارة عن قياس المقاومة الدقيقة Micro Resistivity بمسافات مختلفة عن جدار البئر لنفس الطبقة.
فاذا كانت الطبقة مائلة وهذا ما يحدث في اطراف التركيب الجيولوجي فان التعبير عن ذلك يكون ان كل المجسات وعددها اربعة تسجل نفس المقاومة ولكن باختلاف بسيط في العمق حيث ان المجس الاول يخترق الطبقة بعمق اعلى من المجس الثاني والثاني بعمق اعلى من الثالث وهكذا ذلك نتيجة لميل الطبقة لان هذه المجسات تسجل المقاومة بمسار عمودي على جدار البئر وليس بمقدار مائل بنسبة ميلان الطبقة.
ومن الفوائد الثانوية لهذا المجس هو معرفة مقدار الانحراف البئر عن خط الشاقول deviation وكذلك معرفة اتجاه هذا الميل ( الانحراف) وهل هو باتجاه مركز التركيب crest او باتجاه اخر.
مجس تصلب السمنت Cement bond log CBL
وهذا المجس يفيدنا في معرفة نوعية وكمية السمنت خلف البطانة حيث انه يعبر عن مقدار ارتباط البطانة بجدار البئر اذا كان هناك سمنت جيد او بقاءها معلقة في تجويف البئر اذا لم يكن هناك سمنت جيد.
وهناك مجسات اخرى مثل مجس الحرارة ومجس قياس انتاجية البئر للنفوط flow meter ومجسات تحديد النقطة الحرجة للتفجير عند حدوث استعصاء للانابيب وعملية تثقيب البطانة perforation لاجراء الفحوصات الاكمالية.
منقول.
السبت، 26 مارس 2016
السلامه الصحيه والمهنيه في المنشأت النفطيه
السلامة
في المنشآت النفطية
|
مؤيد حسين حمدي
|
||||
| |||||
الاثنين، 21 ديسمبر 2015
الإكمال المفتوح open hole completion
يتم انزال بطانه الانتاجproduction casing الى قمه الطبقه دون الدخول الى المكمن،بعد ذلك يتم حفر الطبقه بحافره ذات قطر اصغر ويترك تجويف البئر مقابل الطبقه المنتجه مفتوح .وهذا النوع قابل للتطبيق في حاله المقاطع القويه المتماسكه ،هذا النوع يكون عاده في مناطق الحجر الكلسي limestone ذات الضغط المنخفض.
* مميزات الاكمال المفتوح :يوفر امكانيه تفادي تضرر الطبقه المنتجه بمواد التسميت وفي حال ما اذا حفر المقطع بالجهاز المقطع فان مخاوف التضرر بسائل الحفر تختفي وبالتالي تكون نتائج فحص صخور المكمن اكثر دقه .واهم المميزات مايلي:
1.سهوله اندفاع النفط الى البئر ،لعدم وجود عائق في جزء البئر المواجه للطبقه المنتجه.
2.سهوله تغيير هذا النوع من الاكمال الى انواع اخرى حسب الحاجه.
3.قله التكاليف والوقت اللازم لانجاز هذه المهمه.
*عيوب الاكمال المفتوح:
1.صعوبه السيطره على انتاج الماء او الغاز مع النفط .
2.ضروره تنظيف نهايه البئر من حين لاخر بسبب الانهيارات البسيطه (قد تكون خطره في بعض الاحيان)التي تحدث في جزء البئر غير المبطن المقابل. للطبقه المنتجه نتيجه اندفاع النفط الى داخل البئر مما يؤدي الى الترسبات وانغلاق نهايه البئر .
3.عدم وجود مجال للاختيار عند الحاجه لتنشيط اجزاء معينه في الطبقه الحاويه على النفط .
الأحد، 17 مايو 2015
انواع حفارات ابار النفط
انواع اجهزه الحفر
أنواع أجهزة الحفر
الغرض من استخدام أجهزة الحفر هو حفر ثقوب فى الأرض.
الغرض من الحفر عادة هو الحصول على البترول أو الغاز.
تعمل أجهزة الحفر على اليابس أو الماء وبعضها كبير والآخر صغيرنسبيا
.
أجهزة الحفر الكبيرة يمكنها أن تحفر ثقوب عميقة جداً حوالى 20 ألف قدم أى حوالى 7 آلاف
متر وربما تزيد.
أجهزة الحفر الصغيرة يمكنها أن تحفر ثقوب تصل إلى بعض الآلاف من الأقدام أو ما يساويها
من الأمتار. |
 |
تنقسم أجهزة الحفر إلى أجهزة الحفر البرية وأجهزة
الحفر البحرية.
أولاً أجهزة الحفر البرية Land Rigs
هى الأجهزة التى تقوم بالحفر على اليابسة وهى أوسع انتشاراً وتنقسم إلى أربعة أنواع:
1- أجهزة الحفر الخفيفة (Light Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 1000 إلى 1500 متر أو 3000 إلى 5000 قدم
2- أجهزة الحفر المتوسطة (Medium Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 1200 إلى 3000 متر أو 4000 إلى 10000 قدم
3- أجهزة الحفر للتشغيل الثقيل (Heavy Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 3500 إلى 5000 متر أو 12000 إلى 16000 قدم
4- أجهزة الحفر للتشغيل فوق الثقيل (Ultra-Heavy Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 5500 إلى 7500 متر أو 18000 إلى 25000 قدم
أولاً أجهزة الحفر البرية Land Rigs
هى الأجهزة التى تقوم بالحفر على اليابسة وهى أوسع انتشاراً وتنقسم إلى أربعة أنواع:
1- أجهزة الحفر الخفيفة (Light Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 1000 إلى 1500 متر أو 3000 إلى 5000 قدم
2- أجهزة الحفر المتوسطة (Medium Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 1200 إلى 3000 متر أو 4000 إلى 10000 قدم
3- أجهزة الحفر للتشغيل الثقيل (Heavy Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 3500 إلى 5000 متر أو 12000 إلى 16000 قدم
4- أجهزة الحفر للتشغيل فوق الثقيل (Ultra-Heavy Rigs)
تحفر آبار تتراوح من 5500 إلى 7500 متر أو 18000 إلى 25000 قدم
 |
 |
 |
ويستطيع أفراد طاقم الحفر تحريك جهاز الحفر على
الشاحنات والمقطورات والزحافات وفى بعض الأحيان تنقل على معدات خاصة.
أجهزة الحفر الصغيرة للتشغيل الخفيف تتميز بسهولة تحريكها ونقلها أما أجهزة الحفر للتشغيل فوق الثقيل يصعب تحريكها ونقلها.
أجهزة الحفر الصغيرة للتشغيل الخفيف تتميز بسهولة تحريكها ونقلها أما أجهزة الحفر للتشغيل فوق الثقيل يصعب تحريكها ونقلها.
ثانياًً أجهزة الحفر البحرية offshore rigs
هى الأجهزة التى تقوم بالحفر فى الماء وتنقسم إلى خمسة أنواع:
هى الأجهزة التى تقوم بالحفر فى الماء وتنقسم إلى خمسة أنواع:
1- أجهزة الحفر البحرية المرفوعة (Jackup Rigs)
تحفر الآبار البحرية ولها أرجل تحمل أرضية وهيكل جهاز الحفر.
عندما توضع على مكان الحفر تستقر الأرجل على قاع البحر.
تستطيع الحفر فى مياه يتراوح عمقها بعض الأقدام أو الأمتار إلى أكثر من 400 قدم أى أكثر من
120 متر.
120 متر.
تسحب المراكب أجهزة الحفر المرفوعة إلى مكان الحفر وتكون أرجلها مرفوعة عن الأرض.
طاقم نصب برج الحفر هم المسئولون عن وضع أرجل الجهاز بإحكام على قاع البحر وبعد ذلك
يعدلون مستوى الأرضية وارتفاع جسم البرج حسب الاحتياج.
يعدلون مستوى الأرضية وارتفاع جسم البرج حسب الاحتياج.
 |
 |
2- أجهزة الحفر ذات المنصات الثابتة (Platform)
هى عبارة عن منشأة بحرية وغير قابلة للتحريك وهذا يعنى أنه عندما تبنى لا تتحرك من مكان الحفر على الإطلاق.
يتم حفر عدة آبار من منصة واحدة.
يمكن أن تعزز المنصة الثابتة بمركب تموين يطفو على سطح الماء بالقرب من المنصة.
وهناك منصات كبيرة ليس لها مركب تموين حيث أنها تستطيع أن تحوى كل شىْ.
 |
 |
ولهذه المنصات الثابتة أنواع مختلفة وهى:
 |
 |
 |
| Steel-Jacket Platform منصة ذات الغلاف الفولاذى |
Caisson Type Platform منصة النوع القيسونى |
Concrete Gravity Type Platform منصة ذات الثقل الخرسانى |
وفى
المياه العميقة يتحتم على بناة منصات الحفر أن ينشئوا
منصات تستجيب لحركة المياه أو الرياح
وهناك نوعان وهما:
 |
 |
Compliant Platform Rigs (guyed-tower)
البرج المدعم بالشدادات |
Compliant Platform Rigs (tension legs)
ذوات أرجل الشد |
3-أجهزة الحفر الغاطسة أو الإنغمارية (Submersible)
يستند برج الحفر الغاطس على قاع البحر أثناء عملية الحفر
يتم ملئ الحجيرات التى تتسبب فى غمر البرج أو إسناده على القاع بالماء وفى حالة النقل
يتم تفريغ هذه الحجيرات فيطفو البرج على سطح الماء ويتم سحبة بواسطة المراكب إلى أى مكان
آخر.
آخر.
| تصمم هذه الأجهزة الغاطسة للحفر فى المياه الضحلة وحتى حوالى 175 قدم أى أكثر من 50 متر بقليل. |
 |
 |
4- أجهزة الحفر شبة الغاطسة (Semi-Submersible)
هى عبارة عن برج حفر بحرى طافى وله عوامات وأعمدة عندما تمتلئ بالماء تتسبب فى تغطيس الوحدة جزئياً إلى عمق مسبق التحديد
وتجمع المعدات والأدوات على السطح.
وفى مكان الحفر يستطيع العمال تثبيت برج الحفر فى قاع البحر أو استخدام نظام الدوافع
للحفاظ على البرج فوق ثقب الحفر.
يثبت أفراد طاقم الحفر رأس البئر وموانع الانفجار على قاع البحر وهناك ماسورة مجوفة خاصة تسمى الماسورة الصاعدة وتوصل قمة
مانع الانفجار إلى برج الحفر.
فى بعض الحالات تستخدم دوافع للحفاظ على البرج فوق ثقب الحفر وتسمى هذه المنظومة بالتعيين النشط وهذا النظام يحافظ على
البرج فى مكانه بواسطة كمبيوتر من على السطح.
بعض أجهزة الحفر شبه الإنغمارية ذات نظام التعيين النشط تستطيع الحفر فى مياه يصل عمقها
إلى 7500 قدم أو ما يزيد على
2200 متر.
وفى المسافات القصيرة للنقل يتم سحب الجهاز وبعض الأجهزة لها صفة التحكم الذاتى وفى المسافات الطويلة يتم سحبها على
مركب خاص.
 |
 |
 |
5- سفن الحفر (Drill Ship)
هى وحدة حفر طافية ولها خاصية الحركة الذاتية وتستعمل نظام مانع انفجار تحت سطح الماء والذى يستعمل مع أجهزة الحفر شبة
الإنغمارية.
 |
|
الأحد، 15 فبراير 2015
الرفع الصناعي في الابار النفطيه
الرفع
الصناعي
Artificial
lift
عبارة عن وسيلة لتخفيف الضغط في قاع البئر (flow
bottom hole pressure)
بهدف زيادة الانتاج و هذا يتم عندما لا تستطيع البئر ان تنتج عند قيمة الإنتاج
المطلوب مقابل الضغط المعاكس للمنظومة. وهذا يتم بواسطة تنصيب منظومة مضخات غاطسة أو
إدخال الغاز (introducing gas) او تخفيف الكثافة للسائل المتدفق. ويتم
ذلك في الحالات التالية:
عندما يحصل استنزاف للضغط ألمكمني. عندما تزيد نسبة الماء المنتج. انخفاض نسبة الغاز الى السائل المنتجة تسبب زيادة كثافة
الموائع.
الرفع
بالغاز
Gas
lift
ياتي دور الرفع بالغاز في عملية إنتاج
النفط خلال فترة معينة من حياة البئر تقع مابين فترة الجريان الطبيعي الاول و فترة
الجريان بالطرق الاصطناعية النهائية (final
artificial lift techniques)
وقد تمتد فترة الإنتاج للبئر بطريقة الرفع بالغاز الى خمس سنوات تقريبا يتم
بواسطتها تقديم وقت انتاج النفط و بكميات كبيرة مما يجعلها ذات مردود اقتصادي جيد.
مجالات الاستخدام
-
في حالة النفط
الخام الخفيف ذو الكثافة البسيطة (low density light crud).
-
الكميات الكبيرة
نسبيا من الغاز
-
large
well count و الذي يحسن
اقتصادية التنصيب و عمليات ضغط الغاز.
تكمن هذه الطريقة في حقن غاز بضغط عالي إلى الcasing و تمريره الى tubing
خلال صمامات ميكانيكية (orifice valve)
و التي تقوم بتخفيف العمود الهيدروستاتيكي
فوق الطبقة و يسبب الجريان. ان الرفع بالغاز يمكن اجراؤه بطريقتين :
1- حقن الغاز بصورة مستمرة (continuous flow gas lift) داخل أنبوب الإنتاج او البطانة والى عمق معين و ذلك لتقليل الضغط
المعاكس على الطبقة المكمنية.
2- بحقن الغاز بمعدل اني وكبير ولفترة زمنية قصيرة من الزمن مع
قذف كمية من السائل (liquid slug) الى اعلى أنبوب الإنتاج وعلى فترات
زمنية مبرمجة وتسمى هذه الطريقة بالرفع المتقطع (الدوري). (intermittent-flow lift)
ان عدم إمكانية تطبيق طريقة الرفع كوسيلة
نهائية لإنتاج البئر في مرحلة الاستنضاب المتأخرة للحقل يرجع الى أن الغاز المحقون
نفسه يسلط ضغطا معاكسا على الطبقة المكمنية و عليه فسوف لن يصبح بالإمكان الوصول إلى
قيمة منخفضة لضغط الجريان عند قاع البئر كما هو الحال مع طرق الرفع الاصطناعية الأخرى
كاستعمال المضخات مثلا (pumping)
اختيار طريقة الرفع بالغاز يعتمد بالدرجة
الأساسية على :
-
توفر الغاز و
كلفته.
-
القوة الحصانية اللازمة لحقنه.
-
خصوصيات المكمن.
-
توفر الطاقة
المطلوبة.
-
العامل
الاقتصادي.
الرفع بالغاز عملية ميكانيكية لرفع
الموائع من البئر حيث يستعمل فيها الغاز بضغط عالي نسبيا (اكبر و يساوي 250 psi بمثابة الوسط الرافع. وقد يطبق هذا الأسلوب
خلال عمليات اكمال البئر او في المراحل المتأخرة من الإنتاج.
للرفع بالغاز أساليب متنوعة حيث يمكن تطبيقه
عند أي عمق ولأي ضغط مكمني ولمعدلات انتاج قد تصل الى عشرات الالاف من البراميل
يوميا. وبصورة عامة اذا كانت الحاجة الى رفع بالغاز متوقعة فان وضع الصمامات
الخاصة للرفع يجب ان يتم خلال فترة الإكمال الاصلي للبئر حيث تشغل تلك الصمامات
عند الحاجة باستعمال خدمات الخطوط السلكية (Wire line service) إن أهم العوامل التي تحد او تعيق كفاءة الرفع بالغاز هي وجود
الغاز الحامض (sour gas) الذي يحتوي على مركبات كبريتية او دخول
النفط الخام ذو اللزوجة العالية.
الابار التي ضغط القاع فيها عالي و دليل إنتاجيتها
يساوي او اكبر من 0.5 تصمم على أساس الجريان المستمر الشبه مغلق و الابار التي
تتميز بضغط قاع عالي ودليل إنتاجية منخفض فتصمم على الجريان المتقطع الشبه مغلق. أما
الآبار التي تتميز بضغط قاع منخفض ودليل إنتاجية عالي او منخفض فتصمم على الجريان
المتقطع المغلق. بطريقة الجريان المستمر يتم إدخال كمية صغيرة من الغاز وبضغط
مرتفع داخل انبوب الإنتاج لتخفيف وزن عمود السائل فيه وبذلك يمكن ضغط الجريان عند
قاع البئر, وبمساعدة تمدد الغاز من توصيل النفط الى راس البئر. ولتحقيق هذا الغرض بكفاءة
عالية يجب تصميم المنظومة الإنتاجية بحيث
تسمح بحقن الغاز خلال صمام واحد وعند أعمق نقطة ممكنة داخل البئر وذلك بالنسبة لإمكانيات
الحقن المتوفرة على سطح الأرض.
اما طريقة الجريان المتقطع , فتتضمن حقن
الغاز بضغط عالي وبحجم كافي داخل انبوب الإنتاج بحيث يتمكن الغاز من رفع عمود
السائل المجمع في الأنبوب فوق مستوى الصمام وبأقصى سرعة إلى سطح الارض. ان هذا
النوع من الجريان يتم إنجازه بفضل صمام ميكانيكي ذو فتحة كبيرة وبالسيطرة على ضغط الغاز
وحجمه داخل الحيز الحلقي بواسطة قاذف مبرمج على سطح الارض (Surface –controlled intermitter).
ضخ
الذراع الماص
Sucker
rod pumping
الإنتاج بواسطة مضخات قعر البئر هو أسلوب
ميكانيكي حيث يرفع المائع الذي يدخل البئر من التكوين الى السطح بواسطة مضخة تنصب إلى
أسفل من مستوى المائع المنتج.
مضخة الذراع الماص هي إحدى مضخات قعر
البئر التي تعمل بحركة ترددية متعاكسة (reciprocating) محركها الرئيسي يكون منصوبا على السطح
و حركة المحرك يتم توصيلها إلى المضخة بواسطة عدد من القضبان أو الأذرع التي تسمى
اذرع أو قضبان المص(sucker rod). الحركة الدورانية لمحور المحرك
الرئيسي يمكن تحويلها الى حركة ترددية بطرق مختلفة. فإذا تم ذلك باستعمال ذراع
التدوير (crank) و دولاب الموازنة (fly
wheel فان المجموعة تسمى
مضخة الذراع الماص. نوع ذراع التدوير او نوع الدعامة الماشية (walking
beam) المضخات المركزية
الحركة التي تنزل إلى أسفل البئر و التي
تكون مع المحرك الكهربائي وحدة كاملة تسمى المضخات المغمورة(submersible pump) . في الشكل رسم لوحدة ضخ الذراع الماص نوع الدعامة الماشية.
القوة الخارجة من المحرك الكهربائي تنقل بأحزمة مقطعها على شكل حرف V الى مقلل السرعة حيث يقوم هذا بتقليل
سرعة الدوران العالية للمحرك بحدود 3 الى 25 دورة بالدقيقة. ضربة الذراع الأملس هي
ضعف طول الكرنك.
أطول ضربة يمكن تحقيقها لاتزيد عادة عن
ثلاثة امتار. تنتقل القوة من الكرنك إلى الدعامة الماشية بواسطة ذراع التدوير.
ذراع الاتصال الذي يكون طولة L. التركيب الذي يحرك الذراع الأملس يتكون من الحامل (trestle) و الدعامة الماشية و راس الحصان. تغير
حمولة الذراع الأملس خلال دورة الضخ يتم توازنة بواحدة من عدة طرق ممكنة و يمكن ان
يتم التوازن بواسطة مدور (crank) بوزن مقابل في الدعامة ووزن مقابل في
الذراع الأملس الذي يضع بصورة خاصة يعلق في الحامل يربط الى اسفل الانبوب اسطوانة
المضخة و التي يتحرك في داخلها المكبس الذي يتحرك الى أعلى وأسفل بواسطة مجموع
الذراع (rod string).
خلال ضربة العمود فان الصمام المنتقل
ينغلق و يتمكن المكبس من رفع المائع الذي يملا الحيز الحلقي بين أنبوب الإنتاج
والذراع وفي نفس الوقت ينفتح الصمام الثابت ليسمح للمائع بالدخول الى اسطوانة المضخة خلال المرشح
. اثناء ضربة النزول (down strike)
ينفتح الصمام المنتقل وينغلق الصمام الثابت ويغطس المكبس في المائع الذي يملا
الاسطوانة. الأجزاء الرئيسية لاذرع المص تكون في العادة من الحديد و لكن الحديد في
حالته النقية يكون لين وقوته قليلة و لهذا يضاف الية عناصر أخرى لتحسين قوته وصلابته
ومقاومتة للتاكل. من هذه العناصر يجب ان نذكر الكربون الذي يزيد من صلابة الحديد و
تجاوبه مع المعاملات الحرارية يضاف المنغنيز والسيلكون للتقليل من تكون اوكسيدات
الحديد والتي تضعف السبيكة ويضاف النيكل لزيادة المقاومة للتآكل.
مجالات الاستخدام
يفضل استخدام (sucker
rod) في الآبار الغير
عميقة (shallow) والابار قليلة الانتاج. وعند الكميات القليلة من الغاز. لا يفضل استخدامه في حالة وجود الغاز وظروف التآكل تعتبر هذه
الطريقة حساسة لدخول الغاز.
المضخات
الغاطسة المركزية
Electrical
submersible pump
مجالات الاستخدام
-
يعتبر ال ESP فعالا بشكل خاص للجريان العالي جدا يصل إلى الاف
البراميل في اليوم.
-
النسبة العالية
للماء.
يتكون النظام (الشكل) من :
المضخة المركزية المتعددة المراحل(multistage centrifugal pump). وتتكون من عدة (Impeller) منفردة كل منها يشبه مضخة مركزية صغيرة
تتصل بعمود منفرد (shaft) وكل مرحلة (stage)
عند ضغط بسيط للسائل تمر من الأسفل الى الاعلى للمضخة, ترتفع الموائع فوق الضغط
الهيدروستاتيكي في أنابيب الإنتاج بحيث يدفع المائع ويجري الى أنابيب الإنتاج. الجزء العازل (Seal section).
ويودي وظيفة عزل و حماية الموتور من موائع الآبار ومساواة الضغط في داخل البئر مع
الضغط داخل الموتور ويمنع هبوط الضغط خلال عمود العازل, يعوض تمدد وتقلص زيت
المحرك الناتج عن تشغيل المضخة او إغلاقها. Cable يستخدم لمد التيار الكهربائي الى المحرك
الكهربائي و يجب ان يكون مدرع ومقاومته للتآكل ممتازة وذو كفاءة عزل جيدة. ويجري
التيار الكهربائي الكبير في موصل نحاس كبير القطر (0.75 inch). Cable
bends يستخدم لتثبيت طاقة
الكابل الى أنابيب الإنتاج. و يستخدم ربط واحد لكل 15 قدم. يستخدم ال Cable
bend أيضا لربط الكابل
المسطح للموتور الى المضخة و العازل. و يكون من stainless steel. انابيب الإنتاج (production tubing) و surface
production choke المعدات السطحية و
تشمل :
-
محول سطحي (surface transformer) لتحويل الفولتية.
- Controller
(switch board) لحماية
الموتور من ال overload او underload. بالإضافة إلى junction box و power
distribution system.
الاشتراك في:
الرسائل (Atom)