بررسی رفتار سازندهای شیل در مقابل سیالات حفاری و ارائه راهکارهایپایدار سازی آن

در حفاری چاههای عمیق هیدروکربوری، از سیالی با عنوان گل حفاری استفاده می شود. از وظایف مهم و اصلی گل حفاری می توان به روانکاری رشتۀ حفاری، خنک کردن مته، انتقال خرده سنگها به سطح، تشکیل پوشش گلی، تمیز کاری چاه و وارد کردن فشار کافی به دیواره به منظور ممانعت از ورود سیالات سازند به درون چاه، اشاره نمود. فرمولاسیون سیال مناسب برای حفاری لایه های شیلی که بتواند مشکلات ناپایداری شیل را به حداقل رسانده و برای محیط زیست کمترین آسیب را ایجاد نماید، امری ضروری تلقی می گردد. مشکلات ناشی از ناپایداری شیل در چاههای نفت و گاز باعث تنگی چاه، گیرش لوله ها، تخریب سازند، هرزروی گل، فوران و انحراف چاه و کلیه مشکلاتی که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر افزایش هزینه های حفاری مؤثر است، می گردد. مکانیزم ناپایداری شیل ها در هنگام استفاده از سیالات پایه آبی بدین صورت است که آب خارج شده از ساختار گل موجب هیدراته شدن شیل ها و افزایش فشار منفذی می شود که در نتیجه تورم و تخریب شیل ها را در پی دارد و این در حالی است که حتی استفاده از سیستم های گل پایه آبی محتوای کلراید پتاسیم با وجود تأمین کاتیون پتاسیم بازدارنده، به تنهایی قابلیت پایداری شیل ها را نخواهد داشت. در این مقاله میزان تأثیر گل های حفاری بر انواع شیل ها مورد بررسی قرار گرفته است و در نهایت روش های بهینه سازی پارامترهای سیال حفاری از قبیل وضعیت وزن گل، غلظت نمک و دما برای تسکین دادن مشکلات ناپایداری هنگام حفاری از میان مقاطع شیلی در محیط های فشار بالا و دما بالا صورت پذیرفت.

Keywords:

گل حفاری , ناپایداری شیل , سیالات پایه آبی , هیدراته شدن شیل