امروزه استفاده از روش های حفاری چاه نفت گوناگون به حفاران کمک می‌کند تا راحت‌تر به حفاری زمین بپردازند. علاوه بر روش های حفاری نفت، موادی وجود دارند که کمک می‌کنند حفاری اصولی‌تر انجام شود.
بنابراین برای آشنایی با انواع روش های حفاری نفت و مواد به کار رفته در حین حفاری، در ادامه همراه وبلاگ آیرومارت شوید.

تاریخچه حفاری چاه نفت

تاریخچه حفر چاه نفت را می‌توان به دو بخش تقسیم کرد:

۱. اولین حفاری نفت شناخته شده

اولین چاه های نفت شناخته شده در چین در قرن ششم حفر شدند. آنها با استفاده از مته‌های متصل به تیرهای بامبو، چاه‌هایی به عمق حدود ۲۴۰ متر حفر کردند. نفت تولید شده از طریق خطوط لوله بامبو، حمل می‌شد و برای کاربردهای اولیه روشنایی و گرمایش به کار می‌رفت.

امروزه از لوله های فلزی مختلفی برای این کار استفاده می‌شوند و هر کدام اصول استفاده مخصوص به خود را دارند. از این‌رو پیشنهاد می‌کنیم مطلب اصول پایپینگ را جهت کسب اطلاعات بیشتر مطالعه کنید.

 

۲. توسعه های اولیه فناوری حفاری نفت

اثرات انقلاب صنعتی منجر به افزایش تقاضا برای سوخت ارزان‌تر و کارآمدتر از زغال سنگ شد. این تقاضا منجر به کشف معروف ادوین دریک، در سال ۱۸۵۹ در پنسیلوانیا شد که اولین چاه تجاری حفر شده در آمریکای شمالی را رقم زد. اولین چاه‌های مدرن با استفاده از یک سیستم ابزار ضربه‌ای و کابلی حفر شدند که برای ایجاد یک چاه به صورت ضربه‌ای به زمین می‌افتادند.

در سال ۱۹۰۱، مشهورترین و تاثیرگذارترین چاه نفت حفر شده در میدان نفتی واقع در جنوب شرقی تگزاس مشخص شد. موفقیت این میدان نفتی بر معرفی و محبوبیت سیستم حفاری چرخشی تاثیر گذاشت که به روش مورد قبول جهانی حفاری تبدیل شد. به موازات ورود سیستم حفاری چرخشی، فناوری‌های کلیدی دیگر نیز توسعه یافتند.

انواع روش های حفاری نفت

در این بخش مهمترین انواع روش ها را معرفی می‌کنیم:

۱. حفاری چاه نفت ضربه ای

حفاری ضربه ای، یک روش دستی است که یک مته را روی یک کابل بلند می‌چسبانند که به داخل یک سوراخ پایین می‌آید. ابزارها در بالای سوراخ توسط یک پایه‌ای که به شکل سه پایه است، پشتیبانی می‌شوند. همانطور که مته و کابل به جلو و عقب می‌روند، خاکِ در سوراخ شل می‌شود و سنگ‌ها را خرد می‌کنند. در این مرحله به صورت دستی یا با ابزار ساده، خاک را خارج می‌کنند. عمق چاه نفت ضربه ای می‌تواند به بیش از ۱۰۰ متر برسد.

 

۲. حفاری جهت دار چاه نفت

در حفاری جهت دار، با عمیق شدن سوراخ، مته در یک مسیر منحنی حرکت می‌کند. این تکنیک به کاوشگران نفت اجازه می‌دهد تا با حفاری عمودی، به ذخایر نفتیِ دست نیافتنی دسترسی پیدا کنند. در نتیجه، هزینه‌های استخراج را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، حفاران می‌توانند از این روش برای استخراج ذخایر نفتی از مخازن زیر دریا در خشکی استفاده کنند.

۳. الکترو حفاری چاه نفت

در این تکنیک، موتورهای الکتریکی وینچ‌ها و میزهای دوار را برای استخراج روغن از پوسته زمین هدایت می‌کنند و انعطاف‌پذیری عملیات را بهبود می‌بخشند. این تکنیک جدید در اکتشاف نفت و گاز بسیار موثر است، زیرا موتور الکتریکی نیروی مستقیم را به مته می‌دهد.

این روش برای حفاری مناطق با شرایط پیچیده زمین‌شناسی ایده‌آل است. از آنجایی که برای استخراج نفت به لوله نیاز دارید، پیشنهاد می‌کنیم مطلب انواع اتصالات مانیسمان را مطالعه کنید. زیرا لوله مانسیمان یکی از لوله‌های پرکاربرد در صنعت نفت و گاز است.

۴. حفاری نفت چرخشی

حفاری چرخشی، از مته‌های سبک وزن برای حفر چاه‌های کم عمق در زمین و به دنبال آن از متحرک‌های چرخشی و مته‌های شناور در اندازه‌های مختلف برای حفر چاه‌های اکتشافی استفاده می‌کند. لوله مته مورد استفاده در اینجا با سرعت ۴۰-۲۵۰ دور در دقیقه می‌چرخد. سپس برش‌های سنگ با استفاده از گردش سیال در لوله مته، از سوراخ خارج می‌شوند.

۵. حفاری نفت با گردش معکوس دو جداره

فناوری گردش معکوس دو جداره، مانند حفاری چرخشی عمل می‌کند. با این حال، از دو لوله مته متحدالمرکز برای ایجاد یک جریان کنترل شده استفاده می‌کند. مایع حفاری از طریق چرخاننده بیرونی به داخل لوله مته پمپ می‌شود تا به سمت پایین مته جریان یابد. سپس مایع به سمت بالا، به لوله اصلی جریان می‌یابد. برش‌ها از طریق لوله داخلی به سمت بالا حرکت می‌کنند. بنابراین در اینجا به انواع اتصالات لوله نیاز دارید.

انواع حفاری چاه نفت بر اساس جهت

روش های حفاری نفت بر اساس جهت نیز تقسیم بندی شود که عبارت‌اند از:

۱. چاه نفت عمودی

حفاری عمودی روش سنتی حفاری برای دسترسی مستقیم به مخازن نفت در نظر گرفته می شود. حفاری عمودی که زمانی تنها روش استخراج نفت و گاز بود، به دلیل پیشرفت فناوری حفاری افقی و جهت دار، به روش کمتری برای حفاری تبدیل شده است.

چاه‌های عمودی ساده در نظر گرفته می‌شوند و با نیاز به تجهیزات و نیروی کار کمتر، مقداری در هزینه‌های اولیه راه‌اندازی صرفه‌جویی می‌کنند. البته در مناطق تشکیل‌دهنده بزرگ‌تر، چاه‌های عمودی متعددی برای تولید موثر نفت و گاز مورد نیاز است. امروزه از چاه‌های عمودی اکثرا در مرحله اکتشافی و برای ارزیابی پتانسیل مناطق جدید نفت و گاز استفاده می‌شود.

۲. حفاری افقی چاه نفت

با پایان یافتن قرن بیستم، فناوری به سرعت در حال تکامل بود و راه را برای قابلیت‌های حفاری دقیق‌تر از طریق استفاده از تجهیزات حفاری جهت‌دار یا هدایت‌پذیر هموار کرد. چاه‌ها زمانی افقی در نظر گرفته می‌شوند که به زاویه حفاری ۸۵-۹۰ درجه از عمودی نزدیک شوند. حفاری افقی که همان حفاری جهت دار نیز نامیده می‌شود، افزایش حجم تولید از یک چاه را با دسترسی به سطح بزرگتر منطقه نفت و گاز تسهیل می‌کند.

مواد مورد استفاده در حفاری نفت

درست است که انواع روش های حفاری چاه نفت برای استخراج نفت به کار می‌روند، اما در حین استفاده از آنها به موادی نیاز دارید که شامل موارد زیر می‌شوند:

۱. گل حفاری

گل حفاری برای اولین بار در حفاری میدان نفتی معروف اسپیندل تاپ، در سال ۱۹۰۰ مورد استفاده قرار گرفت تا به حذف مخلوط تثبیت نشده ماسه و خاک رس تولید شده توسط فرآیند حفاری، کمک کند. این مخلوط بسیار ناپایدار است و باعث فرو ریختن آن در بالای مته و افزایش سختی عملیات حفاری می‌شود.

برای حل این مشکل، گردش آب شیرین برای کمک به حذف زباله‌ها معرفی شد. آب شیرین مخلوط با ماسه و خاک رس، محلول چسبناکی را تشکیل داد که بعدا به عنوان گل حفاری ساخته شد. گل و لای نه تنها زباله‌ها را از چاه از بین برد، همچنین یک لایه در طرفین سوراخ چاه تشکیل داد که به پایداری سوراخ می‌افزاید.

با پیشرفت زمان و دانش، سیستم‌های گردش گل، بخشی جدایی‌ناپذیر از تمام عملیات حفاری شدند. ترکیبات گل حفاری در طول سال‌ها پیچیده‌تر شدند و اکنون بر اساس مناطق و الزامات زیست‌محیطی خاص طراحی می‌شوند.

سه نوع متداول گل حفاری بر پایه آب، روغنی و مصنوعی وجود دارند. بسته به مکان و مقررات محیطی محلی، هر یک از سه نوع یا ترکیبی از آنها می‌تواند در طول فرآیند حفاری استفاده شود.

سیستم های گل حفاری در حال حاضر نه تنها برای حذف زباله‌ها استفاده می‌شود، همچنین به بهبود نرخ حفاری، کنترل فشار تشکیل و افزایش طول عمر مته‌ها با ارائه خنک کننده و روانکاری کمک می‌کنند.

۲. افزودنی‌های کنترل اتلاف سیال

در روش های حفاری نفت، این افزودنی‌ها که با نام FLCA نیز شناخته می‌شوند، برای تثبیت گل‌های حفاری که با چالش‌های مختلف در فرآیند حفاری مواجه هستند، توسعه یافته‌اند. آنها سدی به نام فیلتر کیک را تشکیل می‌دهند که تمایل گل حفاری را به جریان در ریز منافذ، کاهش می‌دهد. فیلتر کیک در اصطلاح مهندسی شیمی به مواد تجمع یافته در پشت غشا فیلترها در فرآیند فیلتراسیون گفته می‌شود.

FLCAها، فیلتر کیک‌ها را با بستن فیزیکی این منافذ یا عمل کردن به عنوان یک لایه‌زدای خاک رس ایجاد می‌کند که ذرات خاک رس را قادر می‌سازد منافذ را مسدود کنند. عدم کنترل صحیح تلفات سیال می‌تواند منجر به تغییرات برگشت ناپذیری در چگالی و رئولوژی گل حفاری شود و ناپایداری چاه را ایجاد کند. FLCA معمولا در خاک رس، پراکنده کننده‌ها و پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳. استفاده از رباینده سولفید هیدروژن

سولفید هیدروژن (H2S) یک ماده بسیار خطرناک است که در برخی از گزینه‌های حفاری با آن مواجه می‌شود. حتی در غلظت نسبتا کم، گازهای H2S می‌توانند کاملا کشنده باشند. فراتر از خطرات بهداشتی، H2S می‌تواند به دلیل خورندگی آن برای فلز، آسیب‌های خوردگی پرهزینه‌ای را به تجهیزات وارد کند. رباینده‌های H2S به گل‌های حفاری اضافه می‌شوند تا مستقیما با H2S واکنش دهند و آن را به شکل خنثی‌تری تبدیل کنند.

خرید انواع لوله از آیرومارت

ما در این مطلب به روش های حفاری نفت پرداختیم و همانطور که عنوان کردیم، برای این کار به انواع لوله نیاز دارید. شما می‌توانید قیمت لوله مانیسمان، قیمت لوله استیل و… که در این صنعت به کار می‌روند را در آیرومارت بررسی کنید و سپس محصول مورد نظرتان را آنلاین بخرید. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید و توسط کارشناسان حرفه‌ای راهنمایی شوید.