آشنایی با Well Ballooning

یک پدیده طبیعی و بدین معنی است که هنگام پمپاژ گل به درون چاه، سازند، گل حفاری را به درون خود می‌کشد و زمانی که پمپ‌ها خاموش می‌شوند آن را به درون چاه بر می‌گرداند.

هنگامی که پمپ‌ها روشن باشند و دانسیته گردشی گل حفاری (ECD) از فشار شکست سازند بالاتر رود، ترک‌های مویینی در سازند ایجاد شده که باعث نفوذ گل حفاری به درون آنها می‌شود. این گونه ترک‌ها ممکن است در ادامه رشد کرده و حجم قابل ملاحظه ای از گل را در پایین چاه هدر دهد. به طور کلی ترک‌های مویین هرزروی شدید گل حفاری را باعث نمی‌شود.

زمانی که پمپ‌ها خاموش می‌شوند، دانسیته گردشی گل کاهش می‌یابد چرا که افت فشار درون دالیز صفر می‌گردد. در نتیجه ترک‌های ایجاد شده بسته می‌شوند و گل حفاری حبس شده در آنها به درون چاه باز می‌گردد.

پدیده Ballooning نه تنها در محل کفشک جداری (casing shoe) بلکه در تمام سازندهای ضعیف می‌تواند اتفاق افتد. گاهی جریان گل برگشتی از سازند به دالیز، گاز یا آب را همراه خود به درون چاه می‌آورد؛ بنابراین ممکن است حباب‌های گاز یا آب سازند، خواص گل را تغییر داده و آن را آلوده کند.

 

چگونه می‌توان well ballooning را تشخیص داد؟

شناسایی ballooning ضمن حفاری کار آسانی نیست به این علت که وضعیت چاه درست همانند کنترل چاه به هنگام ورود kick (ورود ناخواسته سیال سازند به درون چاه بر اثر برتری فشار سازند) می‌باشد. بنابراین، در اینجا به چگونگی تشخیص ballooning و قواعد مهمی که با آن مواجه می‌شویم، می‌پردازیم.

۱. هرزروی گل حفاری: برای آنکه جریان گل برگشتی از سازند به دالیز به هنگام خاموشی پمپ‌ها را نتیجه بگیریم لازم است که قبل از آن سیال حفاری دچار هرزروی شده باشد.

۲. کاهش دبی جریان گل برگشتی از سازند به چاه با گذشت زمان به هنگام خاموشی پمپ ها: نکته کلیدی در تشخیص ballooning آن است که دبی جریان برگشتی گل از سازند به دالیز با گذر زمان کاهش یابد. برای پی بردن بدین نکته لازم است که که ابتدا خط لوله‌ای از بالای چاه به trip tank ایجاد شده و سطح گل درون آن اندازه‌گیری شود.

با اندازه گیری تغییرات ارتفاع گل درون مخزن trip به ازای هر یک دقیقه گذر زمان، اگر روند تغییرات کاهشی باشد بدین معنی است که پدیده ballooning رخ داده است؛ در غیر اینصورت و با افزایش تغییرات سطح گل با زمان، ورود kick به چاه و کنترل آن مطرح می‌شود.

۳. هرچه هرزروی گل بیشتر باشد، جریان برگشتی گل از سازند (ballooning) نیز بیشتر و سریعتر خواهد بود، بنابراین زمان بیشتری طول می کشد تا برگشت گل از سازند کاملا متوقف و چاه پایدار شود

۴. ورود گاز یا آب مخزن به همراه جریان برگشتی گل از سازند: حباب های گاز یا آب سازند می تواند به همراه برگشت جریان گل از سازند به چاه آلوده شود که پس از روشن نمودن پمپها و گردش گل در رشته و دالیز هنگامی که گل و کنده ها از ته چاه به سطح آید قابل مشاهده است.

 

چگونه از بروز well ballooning پیشگیری کنیم؟

روش های متعددی وجود دارد که با انتخاب و مدیریت صحیح می توان از ballooning جلوگیری نمود. بهترین اقدام پیشگیرانه ، به حداقل رساندن هرزروی گل حفاری به درون سازند است چرا که پایه و مقدمه بروز ballooning به حساب می آید.

 

۱. کنترل دانسیته معادل گل در گردش (ECD):

• ایجاد جدول زمانی پمپاژ گل به منظور حداقل کردن ECD تا جایی که بالا آمدن کنده ها و تمیزکاری چاه با مشکل مواجه نشود، ballooning را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد.
• انتخاب مناسب تجهیزات ته چاهی (BHA) و سایز آنها: طول و اندازه قطر خارجی ابزار ته چاهی به طور مستقیم روی افت فشار درون دالیز تاثیر دارد.
• رئولوژی گل حفاری: با انتخاب بهینه پارامترهای گل حفاری به منظور ایجاد cake با ضخامت مناسب روی دیواره چاه، منافذ سازند بسته شده و هرزروی به حداقل می رسد. بنابراین لازم است خواص گل در وضعیت مطلوب خود حفظ شود و یا تغییرات لازم با گذر زمان داده شود.
• استفاده از ابزار PWD جهت نمایش فشار ته چاه حین حفار

 

۲. شناخت سنگ و سازند:

• تعیین مقاومت سازند: مقدار مقاومت سازند بر نحوه طراحی چاه تاثیر می گذارد. کنترل فشار سازند در ته چاه با وزن گل بالا می تواند باعث شکست سازندهای بالاتر گردد و توصیه نمی شود.
• شناخت نواحی برداشت شده: این گونه سازندها باعث هرزروی بیشتر گل حفاری می شوند. بنابراین، باید با حداقل برتری فشاری (overbalance) و رئولوژی مناسب گل، حفاری گردد.

 

۳. انجام اصولی مراحل حفاری:

• پمپ ها به هنگام روشن کردن، به آرامی و در بازه های زمانی متوالی، مرحله به مرحله به دبی خروجی مد نظر برسد.
• از افزایش ناگهانی فشار هنگام لوله پایین (surge) تا حد امکان پیشگیری شود.
• قبل از آنکه پمپاژ به درون چاه انجام شود، برای چند ثانیه رشته را به آرامی دوران داده تا ژل تشکیل شده باز شود.