حفاری چاه فوران: علل، علائم هشدار دهنده و موانع کنترل چاه

فوران در حین حفاری از دست دادن کنترل چاه است: سیال سازند وارد سوراخ چاه می شود، موانعی که باید آن را مهار کنند یکی پس از دیگری از بین می روند و نفت یا گاز بدون مهار به سطح می رسد. این زنجیره ای از شکست است تا یک قطعه شکسته، و زنجیر معمولاً خیلی قبل از اینکه کسی در کف دکل متوجه شود شروع می شود.

به همین دلیل است که حفاری چاه فوران به عنوان یک نظم و انضباط تلقی می شود تا خطری که باید در برابر آن بیمه شود. آنچه در ادامه می‌آید دقیقاً این اصطلاح را پوشش می‌دهد، چهار علت پشت اکثر رویدادها، نشانگرهای ضربه‌ای که به خدمه زمان می‌دهد تا عمل کند، تجهیزاتی که پشته مانع را تشکیل می‌دهند، و رتبه‌بندی‌ها و آزمایش‌هایی که ارزش بررسی را دارند هنگام تعیین یا خرید سخت‌افزار کنترل چاه.

چاه Blowout چیست؟

چاه فوران چاهی است که سیالات سازند آن دیگر نمی تواند مهار شود، بنابراین نفت، گاز یا آب نمک از چاه به سطح یا به سازند دیگر خارج می شود. تفاوت بین یک ضربه و یک ضربه یک دامنه است، نه مهربان: ضربه هجومی است که هنوز می توانید کنترل کنید، ضربه ضربه ای هجومی است که نمی توانید.

یک ضربه زمانی شروع می شود که فشار اعمال شده توسط سیال حفاری کمتر از فشار منفذی سازند در حال حفاری شود. اگر خدمه چاه را به داخل ببندند، جریان هجوم را به بیرون بچرخانند و ستون گل را بازیابی کنند، رویداد به عنوان یک ضربه به پایان می رسد. اگر خاموش شدن با شکست مواجه شود یا به تأخیر بیفتد، همان هجوم به یک انفجار تبدیل می‌شود و بسته به جایی که مایع می‌رود، واژگان دوباره تغییر می‌کند.

چهار دلیلی که بیشتر فوران ها را در حفاری توضیح می دهد

تقریباً هر فوران حین حفاری به ستون گلی بازمی‌گردد که دیگر فشار سازند را متعادل نمی‌کند و یکی از چهار مسیر شکست را دنبال می‌کند.

1. چگالی گل ناکافی گل برای سازند در حال حفاری خیلی سبک وزن می شود، یا توسط خود جریان رقیق می شود، بنابراین سر هیدرواستاتیک به زیر فشار منفذ می افتد و چاه شروع به جریان می کند.
2. گردش خون از دست رفته هنگامی که گل به یک منطقه نفوذ پذیر یا شکسته فرار می کند، سطح حلقوی کاهش می یابد، فشار هیدرواستاتیک به همراه آن کاهش می یابد و یک سازند پایین تر می تواند چاه را تغذیه کند. گردش از دست رفته و ضربات به قدری با هم مرتبط هستند که بسیاری از اپراتورها آنها را به عنوان یک دسته خطر واحد برنامه ریزی می کنند.
3. فشار تشکیل غیر طبیعی فاصله باریکی بین فشار منفذی و گرادیان شکست فضای کمی بین ضربه زدن و برگشت‌های از دست رفته باقی می‌گذارد. یک پنجره حفاری با عرض تنها چند دهم پوند در هر گالن هرگونه انحراف در وزن گل را مجازات می کند.
4. خرابی کفش سیمان و پوشش. سیمانی که کفش یا تشکیلات پشت لوله را جدا نمی کند، اجازه می دهد سیال به سمت بالا هدایت شود - گاهی اوقات چند روز پس از اینکه کار سیمان در نمودار پمپ تمیز به نظر می رسید.

خرابی‌های تجهیزات و رویه‌ها به جای اینکه در کنار آن‌ها باشند، پشت این چهار نفر قرار دارند. یک پیشگیرنده آزمایش نشده، حجمی که هیچ کس با ساعت قبل مقایسه نمی کند، یا یک تصمیم آهسته برای بسته شدن در هر یک، یک ضربه کتاب درسی را به یک انفجار تبدیل می کند.

علائم هشدار دهنده: از ضربه تا ضربه

نشانگرهای ضربه چند دقیقه تا چند ساعت قبل از انفجار ظاهر می شوند و هر یک از آنها تغییری در عددی است که مته قبلاً تماشا می کند.

بررسی رویدادها همان درس را تکرار می‌کند: خدمه‌هایی که بر روی نشانگر اول عمل می‌کنند حاوی چاه هستند، در حالی که خدمه‌هایی که منتظر تایید هستند، بیش از زمانی که سازند نیاز دارد برای تخلیه حلقه طول می‌کشد.

پشته مانع: تجهیزاتی که از خروج چاه جلوگیری می کند

تجهیزات کنترل چاه به صورت پشته ای از موانع مستقل ساخته شده اند و هر عنصر کاری دارد که دیگران نمی توانند انجام دهند.

جلوگیری از انفجار (API 16A)

یک محافظ حلقوی ابتدا بسته می شود، تقریباً هر شکلی را در سوراخ می بندد و اجازه می دهد لوله تحت فشار از بین برود. سپس محافظ‌های رام کار را به دست می‌گیرند: یک قوچ تکی روی یک اندازه لوله آب‌بندی می‌کند، در حالی که یک قوچ دوبل، قوچ‌های لوله را با قوچ‌های کور یا برشی جفت می‌کند که رشته را بریده و یک سوراخ باز را می‌بندد. درجه بندی فشار کاری، نه رنگ رنگ، تعیین می کند که آیا یک مانع برای یک چاه معین قابل قبول است یا خیر.

API 16A Annular Blowout Preventer برای کنترل چاه BOP حلقوی مهر و موم به عنوان اولین مانع آب بندی در یک پشته با کنترل خوب، با جزئیات آب بندی، دوام و سازگاری با تجهیزات نشان داده شده است. مشاهده محصول →

یک پیشگیری کننده تنها زمانی ارزش رتبه بندی پلاک خود را دارد که ثابت شود، جایی که استامپ آزمایشی جایگاه خود را به دست می آورد. استامپ تست BOP دارای رتبه مناسب به یک دکل اجازه می دهد تا پشته را با فشار کامل قبل از نیاز به جای بعد از آن بررسی کند و همچنین پشته را در برابر آسیب در طی چرخه های مکرر آزمایش نشده محافظت می کند.

خفه کردن و کشتن منیفولدها (API 16C)

هنگامی که چاه بسته می شود، منیفولد چوک ابزاری می شود که برای بازگرداندن آن تحت کنترل استفاده می شود: فشار معکوس را روی حلقه نگه می دارد در حالی که جریان با سرعت کنترل شده به بیرون گردش می کند. منیفولد کشتن مسیر موازی را برای پمپاژ سیال سنگین به داخل چاه فراهم می کند. هر دو باید سیالات ساینده، گاز بریده و گاهی اوقات ترش را با فشار کامل چاه کنترل کنند، بنابراین چوک های سخت و مسیرهای جریان با جهت گیری صحیح در اینجا بیش از تقریباً در هر قسمت دیگری از دکل اهمیت دارند.

Killing a Blowout Well: آنچه که بعد از از دست دادن کنترل کار می کند

پس از دمیدن چاه، هدف از پیشگیری به کنترل تغییر می کند و روش های موجود به سه گروه تقسیم می شوند.

• گاو نر و کشتن پویا. سیال سنگین سریعتر از سازند که بتواند چاه را تغذیه کند به داخل پمپ می شود و جریان را مجبور می کند به جایی که از آن آمده است بازگردد. مناسب چاه های کم عمق یا کم نرخ است و به ظرفیت پمپاژ سطحی بستگی دارد.
• دربندی. یک پشته درپوش بر روی سر چاه فرود می آید تا جریان را در سطح، معمولاً از یک کشتی، مسدود کند. زمان می‌خرد اما چاه را نمی‌کشد.
• تسکین خوب. یک چاه جهت دار حفر می شود تا چاه دمنده را قطع کند، سپس گل سنگین از طریق تقاطع پمپ می شود تا آن را بکشد. کندترین و قابل اطمینان ترین گزینه و انتخاب استاندارد برای فوران زیر دریا است.

API 16C Choke Manifold برای کنترل فشار چاه منیفولد سطحی در روش‌های کنترل خوب برای تنظیم فشار از طریق شیرهای خفه‌کننده در حین عملیات حفاری، استخراج و کار استفاده می‌شود. مشاهده محصول →

هر سه به سخت افزار سطح یکسانی بستگی دارند: پمپ ها، خطوط فشار بالا، و منیفولدی که می تواند فشار را بدون فرسایش یا نشتی نگه دارد و تنظیم کند.

تطبیق رتبه بندی تجهیزات با شرایط خوب واقعی

رتبه بندی فشار اولین فیلتر در هر خرید کنترل چاه است، اما هرگز تنها فیلتر نیست. دو مجموعه با همان پلاک 15000 psi می توانند در یک چاه ترش، داغ و پرفشار بسیار متفاوت رفتار کنند.

• کلاس فشار و فشار تست. فشار کاری حد سرویس را مشخص می کند. فشار تست چیزی است که سخت افزار باید روی کنده دوام بیاورد. هر دو را بخواهید، و برای ثبت.
• کلاس دما الاستومرها و نشیمن‌گاه‌ها در یک محدوده تعریف‌شده، از حدود -46 درجه سانتی‌گراد تا 121 درجه سانتی‌گراد برای کلاس‌های معمولی و بالاتر برای کلاس‌های خاص، واجد شرایط هستند. یک پیشگیری کننده که برای چاه معتدل درجه بندی شده است به طور خودکار برای چاه گاز داغ قابل قبول نیست.
• کلاس مواد. محتوای H2S و CO2 تعیین می کند که آیا فولاد کربن استاندارد قابل قبول است یا اینکه آیا قطعات خیس شده باید دارای مشخصات خدمات ترش باشند.
• سطح مشخصات محصول سطوح PSL تعیین می کند که چه مقدار آزمایش و مستندات اضافی مورد نیاز است و آنها تفاوت عملی بین یک شیر برای سرویس عمومی و یک شیر برای وظیفه کنترل چاه حیاتی هستند.

دهانه چاه در زیر پشته سزاوار بررسی دقیقی است که پیشگیرنده های بالای آن. رشته های پوشش را حمل می کند، فشار تشکیل یکسانی را می بیند و آخرین مانع قبل از رسیدن مایع به سطح است.

مونتاژ سرچاه و درخت کریسمس برای تولید نفت و گاز سرچاهی سطحی و مونتاژ درخت کریسمس برای کنترل، نظارت و توزیع جریان نفت و گاز در چاه های تولیدی. مشاهده محصول →

سوالات متداول

یک ضربه چقدر سریع می تواند به یک ضربه تبدیل شود؟

در چاه گاز فقط چند دقیقه طول می کشد. گاز با بالا آمدن منبسط می شود، بنابراین یک هجوم از چند هزار متر به پایین می تواند پس از نزدیک شدن به سطح حلق، آنولوس را خیلی سریع تخلیه کند. به همین دلیل است که روش خاموش کردن در ثانیه اندازه گیری می شود و تا زمانی که به صورت خودکار انجام شود، تمرین می شود.

تفاوت بین فوران و فوران زیرزمینی چیست؟

یک فوران سطحی به کف دکل و جو می رسد. یک فوران زیرزمینی در زیر زمین باقی می ماند و متقاطع به یک سازند کم عمق تر جریان می یابد. تشخیص فوران های زیرزمینی می تواند سخت تر باشد زیرا ممکن است جریان قابل مشاهده کمی در سطح وجود داشته باشد، اما همچنان به چاه و مخزن آسیب می زند.

آیا می توان فوران را بدون چاه امدادی متوقف کرد؟

گاهی اوقات. گاو خراش، دربندی، و مداخله چاه همگی باعث توقف فوران می شوند، به ویژه در خشکی یا در آب های کم عمق. هنگامی که روش های دیگر شکست می خورند یا زمانی که نمی توان به طور ایمن به چاه نزدیک شد از چاه امداد استفاده می شود.

هر چند وقت یکبار باید یک پیشگیری کننده از فوران آزمایش شود؟

آزمایش عملکرد معمولاً به صورت هفتگی یا در هر سفر انجام می شود، با آزمایش فشار کامل در شروع چاه، پس از هر کار BOP و در فواصل زمانی تعیین شده توسط سیاست کنترل چاه اپراتور.

حفاری چاه حفاری بیشتر از واکنش به آماده سازی پاداش می دهد. یک ستون گل متعادل، یک پشته مانع آزمایش شده، و یک خدمه که با افزایش چاله به عنوان سیگنال توقف کار برخورد می‌کند، از فوران‌های بیشتر از هر قطعه واحدی جلوگیری می‌کند و هزینه آنها بسیار کمتر از جایگزین است.