انیمیشن تست ساق حفاری (DST)

فاطمه یاس

عضو جدید
کاربر ممتاز
تست ساق حفاری (DST)

این تست برای گردآوری و تکمیل اطلاعات مخزن انجام می­گردد. گرفتن نمونه سیال مخزن، اندازه­گیری فشار مخزن و تراوایی سازند، میزان آسیب وارده به سازند در حین حفاری، شعاع بررسی، دانسیته و گرانروی نفت نیز از جمله اطلاعاتی است که می­توان از طریق تست ساق حفاری بدست آورد. این تست در واقع ترکیب دو تست Build Up و دو تست Draw Down می­باشد که توسط اجزا مشتمل در ساق DST (شکل 1) یا تا حدودی همان Dry Test صورت می­گیرد که عبارتند از:

اجزا اصلی:


Packer: برای برداشتن هد سیال حفاری از روی سازند تحت آزمایش که با set شدن روی دیواره چاه ارتباط بالا و پایین را قطع می­کند. پکر دارای یک سری Mechanical Slips، Drag Spring و Packing Element می­باشد. با چرخش پکر به سمت راست، Drag Springها روی دیواره گیر کرده و سبب باز شدن و درگیر شدن سلیپس­های مکانیکی می­شوند. سپس با اعمال وزن روی پکر، لاستیک آن باز شده و به اصطلاح set می­شود.


Anchor Pipe: لوله­های مشبک که برای ورود سیال به داخل دستگاه تعبیه شده­اند و در تست ساق حفاری سه عدد از آن­ها بکار می­رود. این لوله­های مشبک معادل Blast Joint در رشته تکمیلی می­باشند.

Hydro Spring: به شیر اصلی معروف است که دارای یک پیستون هیدرولیکی می­باشد. این پیستون با وزن گذاشتن توسط لوله­ها با تاخیر باز شده و در حقیقت عامل ایجاد باز اولیه است. با باز شدن این شیر و کنار رفتن پیستون، ارتباط سازند با آب ضربه­گیر برقرار می­شود که این عمل بصورت یک شوک در سطح قابل مشاهده است.

By-Pass Port: پورت­هایی که اجازه عبور گل حفاری از زیر پکر به بالای ان را در حین لوله پایین و یا برعکس برای لوله بالا می­دهند تا سرج و سواب درون چاه به حداقل برسد (عموما با Hydro Spring بصورت یک واحد می­باشد.).

اجزا فرعی:

Top BT: برای قرار گرفتن ساعت
Middle BT: برای قرار گرفتن ساعت و گیج مکانیکی
Bottom BT: برای قرار گرفتن ساعت و مموری گیج
DCIP: برای باز کردن و بستن دستگاه برای انجام تست

اجزا ایمنی:

Jar: برای ضربه زدن و آزاد کردن دستگاه حین گیر (به اصطلاح عامیانه به آن نه-جار گفته می­شود)

VR Safety Joint: وقتی بصورت چپگرد چرخانده شود، باعث باز شدن و آزاد شدن دستگاه از بالای این قطعه می­شود و در حقیقت یک اتصال ایمنی می­باشد.

Reverse Circulating Sub: برای انجام گردش معکوس بعد از پایان یافتن تست. این وسیله یک پین برشی دارد که با برخورد بار روی آن بریده شده و یک مجرا برای گردش معکوس از آنالوس به درون لوله­های حفاری را ایجاد می­کند.

Bar: این میله برنجی در انتهای تست از روی سطح رها شده و با سقوط بر روی پین­های برشی Reverse Circulating Sub امکان گردش معکوس را ایجاد می­کند.

Surface Equipment: تجهزات سطحی شامل چند راهه کاهنده که از مجموعه ولوهای Low Torque 90 درجه­ای تشکیل شده است. این ولوها با 1/4 دور باز و بسته می­شوند. ولوها و اتصالات تحمل فشار 15000 تا 20000 پام را دارند.





شکل 1: اجزا DST


نحوه برپایی تجهیزات

در تست DST هنگام سوار کردن تجهیزات، اولویت قرارگیری قطعات از مهمترین اصول می­باشد. پکر همواره در جایی قرار می­گیرد که ناحیه زیر آن برای انجام تست برگزیده شده است.

بنابراین زیر پکر محل ورود سیال مخزن به داخل مجموعه خواهد بود. پس لوله­های مشبک باید در زیر پکر قرار گیرند و در ضمن در بالای پکر نیز محلی برای جمع شدن نمونه سیال در نظر گرفته شود. اگر پکر در محلی بالاتر set شود، برای رساندن Bottom BT به ته چاه در صورتیکه طول لوله­های مشبک کافی نباشد، می­توان از یک یا چند شاخه لوله وزنه در کنار این لوله­ها استفاده کرد. باز و بسته کردن دستگاه نیز از طریق چرخاندن براست در سطح باید امکانپذیر باشد.

کلیه قطعات DST توسط Air Hoist بالا کشیده شده و روی Floor به هم متصل می­شوند. چون تست DST در حفره 8/1 6 اینچ در حال انجام است، ابتدا یک شاخه کالر 4/3 4 اینچ را توسط Hook بلند کرده و تجهیزات DST را دنباله آن می­بندیم. شکل 4 نحوه چیدمان اجزا DST را نشان می­دهد. در مجموع سه شاخه کالر برداشته می­شود که زیر DCIP و دو تا بالای آن بسته می شود.





شکل 2: نحوه چیدمان اجزا DST

نحوه انجام تست DST


پس از سوارکردن تجهیزات و لوله پایین تا محل تست، نوبت به set کردن پکر روی دیواره چاه می­رسد. برای نصب پکر روی دیواره چاه ابتدا 4 دور براست رشته را چرخانده که باعث باز شدن سلیپس­های پکر و چسبیدن آن­ها به دیواره چاه می­شود. سپس 5/2 برابر قطر پکر (ضرب در 1000 پوند) روی آن وزن گذاشته تا لاستیک­های پکر به دیواره چاه چسبیده و ارتباط بالا و پایین را قطع کند.

همانگونه که در شکل 1 قابل مشاهده است، پکر مربوط به DST فقط یکسری سلیپس مکانیکی دارد که تنها از حرکت رو به پایین پکر جلوگیری می­کند. هنگام پایین بردن رشته چون با افزایش عمق فشار هیدروستاتیک افزایش می­یابد، دستگاه با پایین رفتن افزایش فشار را نشان می­دهد (شکل 3). حالت نامنظم افزایش نشان دهنده تغییر فشار از حالت دینامیک به استاتیک در حین اتصال لوله­ها، صرف زمان برای Connection و پرکردن آب ضربه­گیر می­باشد. به محض ست شدن پکر، فشار برداشته شده و نمودار افت فشار فاحشی را نشان می­دهد که ناشی از برداشته شدن هد سیال حفاری است (شکل 4). پس از ست شدن پکر در اثر اعمال وزن رشته، Hydro Spring باز شده و ارتباط آب ضربه­گیر با سازند برقرار می­شود (باز اولیه).

ارتفاع آب ضربه­گیر باید بگونه­ای انتخاب شود که 2000 پام اختلاف فشار با سازند در ابتدا برقرار شود. با باز شدن این شیر، سیال مخزن اجازه می­یابد تا وارد رشته حفاری که اکنون دارای فشار پایین­تری است بشود (شکل 5). این حالت به مدت 5 تا 10 دقیقه ادامه می­یابد که به زمان باز اولیه معروف است و برای آزادسازی هرگونه فشار گیر افتاده حین ست کردن پکر و یا از بین بردن هرگونه مکش انجام می­شود.




شکل 3: افزایش فشار حین پایین رفتن دستگاه




شکل 4: Set شدن پکر و افت فشار

چون پکر دارای قطر نزدیک به حفره می­باشد و همچنین دستگاه بصورت ته بسته در چاه رانده می­شود، در حین پایین رفتن درگ و سرج ایجاد شده ممکن است سبب هرزروی و یا تاخیر در عملیات شود. برای غلبه بر این مشکل یک سری By-pass Ports ارتباط زیر و بالای پکر را برقرار کرده و به سیال حفاری اجازه می­دهند چه در حین لوله پایین برای انجام تست و چه در حین لوله بالا بعد از انجام تست از پورت­ها عبور کند و به این ترتیب از trap شدن فشار جلوگیری می­کنند.






شکل 5: باز کردن دستگاه و ارتباط سازند با آب ضربه­گیر (زمان باز اولیه)

در شکل 5 شیب خط مربوط به افزایش فشار نشان دهنده خصوصیات مخزن است. هر چه خط بیشتری داشته باشد نشان­دهنده Transmissivity بالاتر مخزن است. در واقع مخزن دارای تراوایی بیشتری خواهد بود. در این شکل، در ابتدای باز شدن شیر اصلی فشار ثبت شده توسط گیج­ها نشان دهنده فشار هیدرواستاتیک آب ضربه­گیر می­باشد که به مرور زمان و با ورود سیال از مخزن به داخل دستگاه، فشار افزایش یافته و در پایان این زمان، فشار ثبت شده برابر فشار آب ضربه­گیر به اضافه فشار ستون سیال ورودی به دستگاه می­باشد.

حال با چرخاندن رشته به اندازه 11 دور، DCIP بسته شده و فشار افزایش یافته تا به نزدیک فشار اولیه مخزن برسد. این مدت زمان که نیم تا یک ساعت بطول می­انجامد، به زمان بست اولیه مشهور است (شکل 6).







شکل 6: بست اولیه

با بستن دستگاه توسط چرخش براست، ورود سیال از سازند به داخل حفره ادامه می­یابد و به همین خاطر فشار افزایش می­یابد تا به مرور زمان به مقدار ثابتی برسد. رسیدن فشار به این مقدار ثابت تابع میزان تراکم­پذیری نفت می­باشد و هرچه نفت دارای ترکیبات سبک­تر و تراکم­پذیرتری باشد، شیب افزایش فشار کمتر بوده و خط دیرتر به حالت افقی نزدیک می­شود.

با چرخاندن رشته حفاری براست به میزان 14 دور DCIP باز شده و سیال برای دومین بار وارد دستگاه می­گردد. در این مدت زمان که به زمان باز ثانویه معروف است، نمونه سیال مخزن به اندازه کافی وارد رشته حفاری می­شود و در مخازنی که دارای فشار بالاتری هستند، ممکن است در طول این مدت زمان، سیال به سطح برسد و اگر در اثر کم بودن فشار مخزن و یا مناسب نبودن تراوایی مخزن، سیال به سطح نرسد این مرحله نهایت 2 تا 3 ساعت بطول می­انجامد. شکل 7 وضعیت دستگاه در حالت باز ثانویه را نشان می­دهد.

مرحله بعدی بستن دستگاه به منظور تعیین فشار سازند می­باشد. این حالت که به بست ثانویه یا نهایی معروف است باید دو برابر زمان باز ثانویه باشد که عموما در مناطق نفتخیز 4 ساعت است (شکل 8). با گردش 14 دوری رشته براست، برای آخرین بار DCIP بسته می­شود.






شکل 7: باز ثانویه





شکل 8: بست ثانویه

در بست ثانویه چون نفت مجبور است از فاصله دورتری از چاه (درون سازند) به سمت حفره حرکت کند، ممکن است فشار به اندازه بست اولیه افزایش نیابد. در این شورت باید مدت زمان بیشتری نسبت به زمان بست اولیه صبر کرد تا فشار به فشار مخزن میل کند و در حقیقت شوک فشاری ناشی از دو پریود تولیدی باز اولیه و ثانویه خنثی شود. به عبارت دیگر چون در زمان باز ثانویه شعاع ریزش بزرگتر است، زمان بست ثانویه باید طولانی­تر باشد تا فشار دوباره پایدار شود.
م
رحله نهایی انداختن بار برای گردش معکوس است. بار همانگونه که در شکل 9 قابل مشاهده است، یک میله 3 تا 6 فوتی است که با رها شدن و سقوط روی پین­های برشی Reverse Circulating Sub مسیر گردش معکوس سیال را ایجاد می­کند. بار از جنس برنج می­باشد تا در حین رها شدن و برخورد به لوله­ها جرقه ایجاد نکند. در زمان تست لایه آزمایی باید برای جلوگیری از انفجار گاز خروجی باید احتمال ایجاد جرقه در ابزار و روی فلور را به صفر رساند. برای این کار علاوه بر اینکه بار باید از جنس فلز برنج باشد، باید کلیه پتک­های مورد استفاده روی فلور جهت باز و بسته کردن چکسون­ها نیز برنجی باشند تا کوچکترین جرقه­ای ایجاد نشود.


اگر بنا به عواملی مانند انحنای چاه و لوله­ها و یا مناسب نبودن پین­های برشی، با رها کردن بار مسیر برای گردش معکوس باز نشد، می­توان با چرخش 16 دوری رشته بصورت راستگرد، DCIP باز شده و ارتباط داخل لوله­ها را با آنالوس برقرار می­کند. قبل از رها کردن بار پمپ­ها را آماده کرده و از دهانه میز دوار آنالوس را نگاه می­کنیم. به محض پایین رفتن سطح آنالوس که نشان دهنده باز شدن مجراست، شروع به پمپاژ می­کنیم تا سطح سیال در آنالوس بالا بیاید. به محض پر شدن چاه، Hydrill را بسته و به تعداد استروک­های مورد نیاز برای رسیدن آب ضربه­گیر به سطح، از Top یا Bottom گل پمپ می­کنیم.


گردش معکوس گل به این خاطر است که اگر آب ضربه­گیر مخلوط با گاز و یا نفت باشد بتوان راحت آن را وارد چکسون­های 15000 پامی موجود روی فلور کرده و سپس آن را برای کنترل و تخلیه به سمت سیستم کاهنده دکل فرستاد. از طرف دیگر، حجم بسیار کمتری از گل با آب و نفت مخلوط شده و در ضمن سرعت عملیات (بیرون ریختن آب ضربه­گیر و نفت و گاز همراه) بالاتر می­رود. همانگونه که در شکل 1 (اجزا DST) قابل مشاهده است، پورت­های گردش معکوس کوچک بوده که محدودیت پمپاژ گل را ایجاد می­کنند و حتی با gpm کم، فشار پمپ بالا می­رود و نمی­توان آب ضربه­گیر را بصورت عادی بیرون ریخت (زمان بسیار بالایی می­طلبد و خطراتش هم بیشتر است).


طوقه گردش معکوس عموماً بالای آخرین لوله وزنه مورد استفاده بسته می­شود تا در حین گردش معکوس هم نمونه نفت داخل لوله­ها باقی بماند و هم فضای کافی برای ته نشینی مارل و رسوبات کنده شده از سازند و عدم پلاگ کردن مجرای گردش معکوس را مهیا کند. جریان برگشتی از چاه توسط لاین­های چکسون به چند راهه کاهنده فشار دکل هدایت می­شود. این چندراهه سه مسیر برای خروج گل دارد، یکی به سمت Shaker Tank یکی به سمت Reserve pit و آخری به سمت گودال آتش. ابتدا مسیر به سمت گودال کنده­ها را باز کرده و گلشناس را مامور می­کنیم تا با گرفتن نمونه از خروجی و وزن کردن آن نوع سیال را مشخص کند. بطور معمول ابتدا باید آب ضربه­گیر، بعد آب مخلوط به نفت و یا گاز، بعد گاز یا نفت، نفت مخلوط با گل و در نهایت گل حفاری از چاه خارج شود.


پس از رسیدن به آب مخلوط با نفت، مسیر جریان را به سمت گودال آتش عوض می­کنیم. از قبل در خروجی لاین آتش یک لاستیک را آتش می­زنیم تا به محض خروج گاز یا نفت، مواد خروجی مشتعل شوند. نمونه سیال مخزن را در این حالت می­توان از محل چندراهه کاهنده فشار گرفت و یا صبر کرد بعد از بالا کشیدن تجهیزات، نمونه نفت داخل کالرها را بازیافت نمود.





شکل 9: برخورد بار و باز شدن مجرا برای گردش معکوس

پس از گردش معکوس نوبت به unset کردن پکر می­رسد که با انجام اینکار، گیج­های فشار، دوباره فشار هیدروستاتیک قبل از نصب را نشان خواهند داد (شکل 10). چون فشار بالا (فشار گل داخل آنالوس) و زیر پکر (فشار مخزن در انتهای بست ثانویه) حدود psi 200 اختلاف دارد، حرکت رو به بالای پکر در حین تست امکانپذیر نیست با این حال که پکر مربوط به DST فقط یکسری سلیپس مکانیکی دارد که تنها از حرکت رو به پایین آن جلوگیری می­کنند.

این psi 200 اختلاف فشار آزادسازی پکر را نیز مختل خواهد کرد. برای غلبه بر این مشکل، زمانیکه لوله­ها کمی به سمت بالا کشیده شوند Hydro Spring بسته شده و با حرکت پیستون به سمت بالا، By-Pass Portها باز شده و فشار بالا و پایین پکر که یکی شد، می­توان آن را براحتی unset کرده و بالا کشید. چون لاستیک­های پکر برای مدت طولانی باز بوده­اند، کمی طول می­کشد تا منقبض شده و به سایز اولیه برسند.


با انجام لوله بالا برای بالا کشیدن تجهیزات، گیج­ها دوباره کاهش فشار را نشان می­دهند (شکل 11). یک نمونه از گیج­های فشار در شکل 12 نشان داده شده است.





شکل 10: افزایش فشار پس از باز کردن پکر به فشار هیدرواستاتیک گل




شکل 11: کاهش ممتد فشار در حین لوله بالا



شکل 12: نمونه گیج فشار DST


زمانیکه لوله­ها بالا کشیده شدند، Hydro Spring بسته شده و نفت محبوس شده بین این شیر و DCIP که قبلاً بسته بوده است دارای فشار مخزن می­باشد، بنابراین باز کردن اتصالات در سطح بسیار خطرناک و فاجعه آمیز خواهد بود. برای این منظور شرکت سازنده (هالیبرتون) یک سری پورت­های ریز زیر DCIP تعبیه کرده است که کار Equalizing Port را انجام می­دهند. بدین صورت که در حین بالا کشیدن لوله­ها، اجازه ورود گل حفاری را به داخل نمونه سیال مخزن نمی­دهد ولی جاییکه فشار داخل کالر با فشار هیدرواستاتیک گل حفاری level شد، پورت فعال شده و از آن به بالا به فشار داخل کالر اجازه می­دهد متناسب با فشار داخل آنالوس، ترخیص شده و زمانیکه اتصال روی سطح باز می­شود، دارای هیچ­گونه فشار اضافه­ای نباشد.

تجهیزات سطحی DST

تجهیزات سطحی در حین تست DST عبارتند از نگهدارنده بار، چندراهه، سطل آب 20 لیتری و لاین­های چکسون متصل به Chock Manifold (شکل 13). چندراهه دارای یک گیج فشار و یک شیلنگ است که در سطل آب فرو برده می­شود (شکل­های 14-الف و ب). در زمان­های باز، چون سیال از مخزن وارد لوله­ها می­شود، هوای خارج شده در حقیقت نمایانگر شدت ورود سیال مخزن است. سر شیلنگ حتما باید 20 سانتیمتر درون آب فرو برده شود تا بتوان در مورد قدرت حباب­ها قضاوت درستی کرد. علاوه بر این زمانیکه دستگاه باز است، زمانیکه حباب­ها شدید و قوی هستند می­توان پیش­بینی کرد که ممکن است سیال مخزن آب ضربه­گیر را به سطح برساند و تمهیدات لازم را برای کنترل آن اندیشید.




شکل 13: تجهیزات سطحی تست DST



شکل 14: سطل پر از آب برای تشخیص جریان از سمت سازند


حجم فایل : 10.8 مگ
 

پیوست ها

  • انیمیشن تست ساق حفاری.part1.rar
    3.8 مگایابت · بازدیدها: 2
  • انیمیشن تست ساق حفاری.part2.rar
    3.8 مگایابت · بازدیدها: 2
  • انیمیشن تست ساق حفاری.part3.rar
    1.7 مگایابت · بازدیدها: 1
آخرین ویرایش:
بالا