انفجار در چاه های نفت: علل، پیشگیری، و تجهیزات کنترل چاه توضیح داده شد

انفجار عبارت است از آزاد شدن کنترل نشده نفت خام، گاز طبیعی یا مایع حفاری از یک چاه نفت پس از از کار افتادن یک یا چند مانع کنترل فشار. به عنوان یک ضربه آرایش شروع می شود و اگر خدمه نتوانند چاه را به موقع ببندند، هجوم به سطح یا بستر دریا می رسد و به یک فوران کاملاً توسعه یافته تبدیل می شود. برای پیمانکاران حفاری، اپراتورهای چاه و خریداران تجهیزات، درک علل، تجهیزاتی که فوران را متوقف می‌کند و مشخصاتی که هنگام خرید محصولات کنترل فشار مهم هستند، اساس عملیات ایمن و مقرون به صرفه است.

فوران چاه نفت چیست؟

فوران چاه نفت جریان کنترل نشده سیالات مخزن شامل نفت، گاز و آب سازند به داخل چاه و سپس به سطح، بستر دریا یا سازند زیرزمینی دیگر است. اصل اساسی عدم تعادل فشار است: هنگامی که فشار منفذی سازند از فشار اعمال شده توسط ستون گل حفاری و تجهیزات سر چاه بیشتر شود، سیال سازند وارد چاه می شود. اگر هجوم اولیه تشخیص داده نشود و به بیرون منتقل نشود، چاه لگد می زند، و ضربه ای که توسط جلوگیری کننده فوران قابل کنترل نباشد به یک فوران تبدیل می شود.

انواع Blowouts

فوران بر اساس جایی که مایعات در نهایت می روند طبقه بندی می شوند. هر نوع به استراتژی مهار متفاوتی نیاز دارد و خطرات مختلفی را برای خدمه و محیط زیست ایجاد می کند.

چه چیزی باعث انفجار می شود؟

بیشتر فوران ها به یک علت ریشه ای منتهی می شوند: از دست دادن کنترل فشار در جایی بین مخزن و دهانه چاه. رویداد آغازگر تقریباً همیشه یک ضربه آرایشی است، اما ضربه به خودی خود چندین منشأ ممکن دارد. جدول زیر شایع ترین علل و علائم اولیه ای را که یک خدمه حفاری باید مراقب آنها باشد، فهرست می کند.

دو عامل در ترکیب این علل را خطرناک می کند. اولاً، چندین مانع می‌توانند به طور همزمان از کار بیفتند، مانند یک ضربه ناشناخته که در حین سرویس‌دهی پشته BOP رخ می‌دهد. دوم، زمان بین اولین هشدار ضربه و از دست دادن کنترل می تواند تنها چند دقیقه باشد. به همین دلیل است که خدمه حفاری به جای یک خط دفاعی واحد، به نظارت مستمر و آزمایش منظم متکی هستند.

چگونه کنترل خوب از بروز انفجار جلوگیری می کند؟

پیشگیری از انفجار بر روی سه لایه دفاعی ساخته شده است. کنترل چاه اولیه فشار هیدرواستاتیک ستون گل حفاری است که سیالات سازند را در مخزن نگه می دارد. کنترل چاه ثانویه پشته جلوگیری از فوران در دهانه چاه است که در صورت از بین رفتن کنترل اولیه چاه را آب بندی می کند. کنترل چاه سوم شامل منیفولدهای خفه کردن و کشنده، ابزارهای جداسازی سر چاه و در موارد شدید، چاه کمکی برای رهگیری و از بین بردن چاه دمنده است.

یک محافظ حلقوی فوران معمولاً اولین عنصر BOP است که در اطراف لوله مته، پوشش یا حتی یک سیم سیم بسته می شود. از آنجایی که می تواند بر روی طیف وسیعی از اندازه ها و شکل های لوله مهر و موم شود، هنگامی که ضربه ای به دهانه چاه می رسد سریع ترین واکنش را به خدمه می دهد. هنگامی که عنصر حلقوی بسته می شود، خدمه می توانند برای آب بندی بادوام تر به BOPهای ram منتقل شوند، در حالی که آنها جریان ورودی را از سوراخ چاه به گردش در می آورند.

جلوگیری از فوران حلقوی برای کنترل سریع چاه این BOP حلقوی یک مهر و موم سریع در اطراف لوله‌ها و اندازه‌های مختلف ایجاد می‌کند و آن را به اولین خط دفاعی در هنگام رسیدن ضربه به سر چاه تبدیل می‌کند. ساخت و ساز بادوام و نظارت هوشمند از عملکرد قابل اعتماد در محیط های حفاری با فشار بالا و دمای بالا پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →

برای اینکه تجهیزات در مواقع ضروری کار کنند، باید در فواصل زمانی معین نگهداری و تحت فشار آزمایش شوند. BOPها در سطح، پشته و بعد از هر رویداد خدماتی مهم آزمایش می شوند. نتایج آزمایش تأیید می‌کند که عناصر آب‌بندی، هیدرولیک و سیستم‌های کنترل با درجه فشار کاری سیستم سرچاهی مطابقت دارند.

تجهیزات حیاتی در پیشگیری از انفجار

یک عملیات حفاری مدرن به مجموعه ای هماهنگ از تجهیزات کنترل فشار بستگی دارد. هر جزء نقش خاصی در شناسایی، مهار یا به گردش درآوردن یک ضربه دارد. جدول زیر مجموعه تجهیزات اصلی و استانداردهای API حاکم بر آنها را خلاصه می کند.

منیفولد چوک ابزاری است که خدمه از آن برای کاهش فشار و گردش جریان بدون از دست دادن کنترل چاه استفاده می کنند. منیفولدهای چوک مدرن از اجزای API 16C ساخته شده‌اند که دارای چندین دریچه خفه‌کننده، دریچه‌های ایزوله، و گیج‌های فشار هستند که می‌توانند جریان را از طریق یک چوک انتخابی بدون خاموش کردن عملیات هدایت کنند. منیفولد کش در جهت مخالف کار می کند و اجازه می دهد تا گل سنگین مستقیماً به داخل چاه پمپ شود در حالی که منیفولد خفه کننده جریان برگشت را کنترل می کند.

منیفولد خفه کننده برای کنترل دقیق فشار چاه یک منیفولد چوک مدرن که از اجزای API 16C ساخته شده است، گردش کنترل شده ضربات و کاهش فشار را در طول عملیات به خوبی کنترل می کند. دریچه‌های چندگانه چوک و ایزولاسیون، جهت جریان را بدون خاموش شدن امکان‌پذیر می‌سازند و به خدمه کمک می‌کنند تا در حین گردش جریان‌ها، یکپارچگی را حفظ کنند. مشاهده محصول →

در بالای پشته BOP، سر چاه و درخت تولید قرار دارد که بار فشار چاه را در طول مراحل حفاری، تکمیل و تولید حمل می کند. یک مجموعه سر چاه رشته های پوشش را به سطح متصل می کند و یک پایه محکم برای پشته BOP در حین حفاری و برای درخت X-mas در طول تولید فراهم می کند. هنگامی که اپراتورها یک بسته کامل سرچاهی را از یک سازنده انتخاب می‌کنند، رابط‌های اجزا، درجه‌بندی فشار و مشخصات مواد بدون مشکلات مربوط به انطباق با یکدیگر هماهنگ می‌شوند.

مونتاژ سرچاه و درخت کریسمس برای یکپارچگی تولید این مجموعه یکپارچه سر چاه و درخت X-mas، رشته های پوشش را به تجهیزات سطحی متصل می کند و کنترل تولید ایمن را فراهم می کند. مواد با استحکام بالا و مقاوم در برابر خوردگی و تنظیمات قابل تنظیم از نظارت قابل اعتماد و مدیریت جریان در شرایط مختلف چاه نفت و گاز پشتیبانی می کنند. مشاهده محصول →

هنگام خرید تجهیزات پیشگیری از انفجار چه نکاتی را در نظر بگیرید

با صدور گواهینامه شروع کنید، سپس به رتبه بندی و کیفیت ساخت بروید. خریداران باید تأیید کنند که تأمین‌کننده دارای مجوزهای API monogram برای استانداردهای محصول مربوطه است، مانند API 16A برای BOPs و API 16C برای منیفولدها، و اینکه کارخانه تولیدی تحت مدیریت کیفیت API Q1 کار می‌کند. صدور گواهینامه یک ویژگی بازاریابی نیست. شواهدی است که نشان می دهد تجهیزات بر اساس یک سیستم کیفیت ممیزی شده طراحی، آزمایش و مستند شده است.

پس از صدور گواهینامه، روی رتبه بندی مواد و خدمات تمرکز کنید. تجهیزات مورد استفاده در چاه‌های ترش باید در تریم‌های مواد سازگار با سولفید هیدروژن سفارش داده شوند و درجه‌بندی فشار کاری باید با بدترین حالت فشار بسته شدن چاه مطابقت داشته باشد یا بیشتر از آن باشد. درجه بندی دما در محیط های با دمای بالا و قطب شمال اهمیت دارد. برای بسته حفاری، همچنین تأیید کنید که منیفولد چوک ظرفیت جریان کافی دارد و همه اتصالات با درجه بندی فلنج پشته BOP مطابقت دارند.

سوم، مراحل آزمون و پذیرش را ارزیابی کنید. قبل از اینکه یک پشته BOP به دکل بازگردانده شود، باید تحت شرایط شبیه‌سازی شده سر چاه روی یک سکو آزمایش شود. استامپ تست BOP . از تامین کننده گزارش های آزمایش، نمودارهای فشار و گواهی مهر و موم که با هر واحد ارائه می شود، بخواهید. در نهایت، تجربه تامین کننده و پشتیبانی خدمات را در نظر بگیرید. سازنده ای که سر چاه، BOP، منیفولدها و اتصالات فشار بالا را در یک مرکز تولید می کند، سازگاری رابط، قطعات یدکی و مسئولیت گارانتی را ساده می کند.

• مجوزهای مونوگرام API و گواهینامه API Q1 را برای تأسیسات تولیدی تأیید کنید.
• درجه بندی فشار کاری و دما را با بدترین شرایط مورد انتظار چاه مطابقت دهید.
• تریم های موادی را انتخاب کنید که با سرویس شیرین، ترش یا با CO2 بالا سازگار باشد.
• نیاز به آزمایش های فشار مستند، گزارش های مهر و موم و قابلیت ردیابی مواد برای هر واحد.
• تامین کننده ای را ترجیح دهید که بتواند پکیج کامل سر چاه و کنترل فشار را با ضمانت واحد ارائه دهد.

سوالات متداول

آیا انفجار فقط در حین حفاری رخ می دهد؟

خیر. همچنین در هنگام تکمیل، کار، و تولید هر زمان که موانع برداشته شوند یا به خطر بیفتند، مانند در طول مداخلات چاه، برداشتن لوله، یا خرابی دریچه ایمنی زیرسطحی، رخ می دهد. تجهیزات و روش های کنترل فشار در هر مرحله متفاوت است.

تفاوت بین ضربه و ضربه زدن چیست؟

ضربه یک هجوم مایع سازند به داخل چاه است که هنوز با سیستم گل یا پشته BOP قابل کنترل است. فوران زمانی اتفاق می‌افتد که این موانع از بین بروند، از کار بیفتند یا هرگز فعال نشوند و جریان سیال به سطح، بستر دریا یا تشکیلات دیگری برسد.

فوران با چه سرعتی می تواند ایجاد شود؟

بسته به نفوذپذیری سازند، عمق چاه و سیستم گل، یک ضربه می تواند در عرض ده دقیقه یا کمتر به یک چاه منفجر شده تبدیل شود. به همین دلیل است که تشخیص ضربه و زمان پاسخ خودکار BOP اهداف طراحی حیاتی در سیستم‌های حفاری مدرن هستند.

آیا انفجار در چاه های مدرن هنوز یک خطر واقعی است؟

بله، نادر باقی می‌مانند، اما سطح پیامد آن چنان بالاست که صنعت همچنان با آنها به‌عنوان خطر تعیین‌کننده عملیات حفاری برخورد می‌کند. آزمایش مداوم تجهیزات، آموزش کنترل چاه، و رعایت استانداردهای API اقداماتی هستند که فرکانس انفجار را پایین نگه می‌دارند.