بازرگانی و فروش: 09120967040

KaniKav


وزن افزاهای جایگزین باریت در گل حفاری
باریت، وزن مخصوص، حفاری، وزن افزا، گل حفاری

وزن افزاهای جایگزین باریت در گل حفاری

محققین 
امونیه، اموتایو آیدواله
صالحو مبارک
دانشگاه باوچی نیجریه

چکیده: 

از سال 1992 تاکنون برای افزایش دانسیته گل حفاری از باریت استفاده می شده است. البته، درسال های اخیر با تغییر شرایط و درپی کاهش منابع باریت باکیفیت (حداقل عیار 4.20) ، موسسه نفت آمریکا (API)  اخیرا استاندارد جدیدی از باریت عیار 4.10 را معرفی کرده است. تحقیقات برای یافتن منابع هیدروکربن جدید برای جایگزین با منابع موجود باعث دشوارتر شدن شرایط حفاری و معیارهای گل حفاری  من جمله حفاری در آبهای عمیق، حفاری افقی با طول زیاد، سیال حفاری فشار بالا و دمای بالا و ...شده است که مدیریت وزن معادل گل درحال گردش، کنترل ته نشیتی (sag)  و کاهش آسیب سازند برای انجام موفق حفاری بسیار ضروری است. استفاده از مواد وزن افزای جایگزین مثل تترا اکسید منگنز (Mn3O4)، باریت میکرونیزه و سزیم فرمات به طور موفقیت آمیزی توانسته مشکلات مذکور را رفع کند اما این مواد مقرون به صرفه و دارای ذخایر فراوان نیستند. به همین دلیل کاربرد آنها محدود است. بنابراین ماده وزن افزای جایگزینی نیاز است تا عملکرد بهتری نسبت به باریت و ذخایر فراوان و قیمت رقابتی داشته باشد. این پژوهش به بررسی امکان استفاده از سایر مواد معدنی به عنوان عامل وزن افزا در سیالات حفاری می پردازد که مزایای قابل توجهی در کنترل وزن معادل گل درحال گردش، آسیب های سازند و ته نشینی خواهد داشت. چگالی این ماده معدنی جایگزین بیشتر از باریت بوده و ذخایر فراوانی از آن وجود دارد و قیمت آن بسیار ارزان تر از وزن افزاهای فعلی است. نتایج آزمایشات انجام شده نشان دهنده سیالات ثابت با مقدار ویسکوزیته پلاستیک، استحکام ژله ای و ته نشینی پایین است. به همین ترتیب، این ماده یک جایگزین مهم میان باریت و وزن افزاهای گران قیمت تر محسوب می شود. 
کلمات کلیدی: باریت، هیدروکربن، حفاری، آسیب سازند، استحکام ژله ای، ویسکوزیته پلاستیک

مقدمه:
مواد وزن افزا ترکیباتی هستند که در سیال حفاری محلول یا معلق می شوند تا چگالی آن را افزایش دهند. از این مواد جهت کنترل فشار سازند و جلوگیری از اثرات لایه سنگ های برآمده که هنگام حفاری در مناطق تحت تنش ممکن است با آنها روبرو شد استفاده می گردد، ضمن اینکه مقاوت در برابر جریان سیال حفاری را نیز به حداقل می رساند. تاکنون باریت با وزن مخصوص 4.2 متداول ترین وزن افزا برای سیالات حفاری بوده و سالانه در جهان حدود 2 میلیون تن از آن یعنی برابر با 55% تولید جهانی باریت مورد نیاز است. به دلیل افزایش فعالیت های حفاری، پیش بینی می شود تامین باریت باکیفیت به عنوان وزن افزای گل حفاری بسیار دشوار گردد. علاوه بر این، محدودیت های جغرافیایی و هزینه های بالای حمل و نقل  نیز تامین باریت را دشوارتر ساخته است. ضمن اینکه برای حفاری های افقی در چاه های کوچک و عمیق، استفاده از باریت API مشکل ساز می شود. بجز وزن مخصوص، سایر پارامترهای API برای سیالات حفاری فایده زیادی ندارند. برخلاف این، باریت تمایل به ته نشین شدن دارد و لذا به سایر ویسکوزیفایرها نیاز است تا آن را در حالت معلق نگه دارد. همچنین، خرده سنگ های کنده شده در حین حفاری که با گل حفاری آمیخته می شوند، سریعا ذرات باریت API را جذب کرده و درنتیجه جداسازی خرده سنگ ها در دستگاه های شیکر و سانتریفیوژ را دشوارتر می سازد. تمام این مشکلات نیاز مبرم به استفاده از ماده وزن افزای دیگر به عنوان جایگزین باریت ایجاد کرده است. در گذشته، آزمایشات متعددی برای جایگزین باریت با سایر ترکیبات فلزات سنگین با عیار بالاتر از 4.2 انجام گرفته که هیچکدام از ماده ها به دلیل قیمت بسیار بالا، کافی نبودن ذخایر موجود و مناسب نبودن برای گل حفاری تایید نشدند. مواد وزن افزایی چون مگنتیت، اکسید سرب، سیدریت و دولومیت تنها به میزان بسیار کمی استفاده شده اند. برخی مواد معدنی در این پژوهش معرفی گردیده اند که عمدتا قابل استفاده و موجود در ذخایر کافی بوده و در کیفیت مطلوبی تولید می شوند و قیمت آنها حدودا مشابه با باریت است.

   
تاریخ ثبت : 1396/12/27