چاه زمانی کشته می شود که فشار سرچاه برابر با فشار اتمسفر باشد
کـشتـن چـاه (Well Killing)
اصطلاحاً به چاهی کشته شده یا مرده میگویند که فشار سرچاه برابر با فشار اتمسفر باشد البته ممکن است چاه به دلایلی مرده باشد ( پایین بودن فشار مخزن نفتی، مشبک نبودن لایه تولیدی و...که در اینجا مدنظر نیست.) عمل کشتن چاه زمانی انجام میشود که برای رسیدن به هدفی قرار میشود فشار چاه تحت کنترل باشد که مسلماً فشار اتمسفر راحت ترین فشار تحت کنترل است. کشتن چاه باعث میشود چاه تحت کنترل باشد.
برای این کار باید ظرفیت داخلی چاه محاسبه شود بالاترین نقطهای که فشار مخزن از آنجا وارد چاه میشود، در نظرگرفته شده و آنگاه وزن ستون مایعی که میتواند در همان نقطه فشاری لااقل برابر ( معمولاً کمی بیشتر) فشار مخزن ایجاد کند محاسبه میشود. پس از تهیه سیال لازم ( وزن مخصوص آن قبلاً حساب شده است ) آن را به داخل چاه پمپ میکنند. معمولاً ضریب ایمنی در نظر گرفته میشود و وزن سیال را سنگینتر و همچنین حجم آن را قدری بیشتر مصرف میکنند. بعضی مواقع (به خصوص چاه گاز) برای اطمینان بیشتر و طولانیتر شدن مدت کشته ماندن چاه، در حین عملیات از مواد ژلاتینی بخصوصی نظیر CMC استفاده میشود. این مواد به طور موقت خلل و فرج سنگ فوق را مسدود میکنند و پس از گذشت مدتی خاصیت ژلاتینی خود را از دست میدهند.
اگر چاه فعال بوده (دارای فشار باشد) و به طریق بالا کشته شود، پس از گذشت مدتی بستگی به فشار چاه و نوع تولیدی آن و سیالی که برای کشتن به کار رفته، دوباره فشار اولیه خود را به دست میآورد. به همین علت چاههایی که به دلایلی باید متروک شوند علاوه بر کشتن آنها، باید یک مسدودکننده (پلاگ) در داخل چاه تعبیه شود، این مسدودکننده در ارتفاعی بالاتر از لایه فعال و یا تولیدی چاه جایگزین میشود.
مجمـوعه نمـودارهـای تـولیـدی
توسط این مجموعه نمودارها، نوع سیال تولیدی دمای داخل چاه، محل لایههای تولیدکننده و مقدار تولید آنها و همچنین اطلاعاتی از وضع داخلی چاه کسب میشود. برای تهیه هر نمودار ابزار بخصوصی به کار میرود که این ابزار جملگی با یکدیگر متصل شده و به صورت یک مجموعه در میآیند و سپس این مجموعه ابزار توسط سیم و تحت کنترل به داخل چاه فرستاده میشوند. از آنجا که این نمودارها وضع تولیدی چاه را در داخل خود چاه مشخص میکنند، بنابراین راحتتر است که به صورت مجموعه باشند. به علاوه زمانی که برای تهیه تمامی نمودارها به کار میرود کمتر از زمانی خواهد بود که میخواهیم هرکدام از نمودارهای مجموعه را طی عملیات جداگانهای تهیه کنیم. گذشته از موضوعهای فوق، میتوان در حین داشتن دستگاه در چاه، دبی چاه را تغییر داد و نمودارها را در دبیهای متفاوت تهیه کرد (حتی چاه را میتوان بست که در این حالت دبی برابر با صفر است).
ابزار این مجموعه که تهیه نمودارهای مختلف را باعث میشوند عبارتند از :
دبی سنج Flow Meter، چگالی سنج Gradiomanemeter، دماسنج Thermometer فشارسنج Manometer ، قطرسنج Caliper. به علاوه مجموعه فوق همیشه به همراه ابزار مشخص کننده محل اتصال لولههای جداری چاه (Collar Locator) نیز است. اگر قرار است داخل چاه به صورت دقیق اندازهگیری شود میتوان دستگاه فشارسنج داخلی چاه (امرادا Amerada و یا M. Q.Gauge) را نیز به مجموعه فوق وصل کرد و به داخل چاه فرستاد. نمودارهای تهیه شده توسط ابزار مذکور در بالا همگی نسبت به عمق چاه ترسیم میشوند. به طور مثال دماسنج تغییرات درجه حرارت را نسبت به عمق چاه مشخص میکند و یا فشارسنج تغییرات فشار داخلی چاه را بر حسب تغییرهای عمق نشان میدهد.
تعبیه کردن مسدودکننده در داخل چاه (Plug Setting)
یکی از کارهایی که روی چاهها صورت میگیرد، مسدود کردن قسمت و یا تمامی لایه تولیدی چاه است. این امر با در نظر گرفتن وضع چاه و برای انجام هدفهای بخصوص عملی میشود. عمل مسدود کردن لایه تولیدی ممکن است به صورت موقت و یا به طوردائم انجام شود که به برنامهریزی مربوط به عملیات روی چاه بستگی دارد. مسدودکنندهها توسط سیم و تحت کنترل به داخل چاه فرستاده میشوند و سپس در عمق مورد نظر و با روش خاصی تعبیه میشوند. به طور کلی عملی که توسط این مسدودکنندهها پس از تعبیه کردن صورت میگیرد عبارت است از قطع ارتباط قسمتی از چاه که در زیر آن قرار گرفته با قسمت دیگر که در بالای آن وجود دارد. این بدان معناست که اگر مسدودکننده عمل خود را به نحو احسن انجام دهد، هیچگونه جریانی از آن عبور نخواهد کرد و دو طرف آن، دو قسمت مجزا از هم خواهند شد.
به جریـان انداختـن و یـا زنـده کردن چـاه (Bring in)
زمانی میتوان از یک چاه تولیدی بهرهبرداری کرد که دارای قدرت تولید باشد. به عبارت بهتر اگر فشار کافی نداشته باشد قابلیت جریان پیدا کردن ندارد. نداشتن فشار در سرچاه با توجه به اینکه هیچ مانع و مسدودکنندهای در امتداد لوله تولیدی چاه تا لایه تولیدکننده وجود ندارد، دلایل متفاوتی دارد:١-فشار مخزن به علت مسدود بودن لایه تولیدی چاه قابلیت انتقال به داخل چاه و در نتیجه به جریان در آوردن سیال را ندارد.• الف: شبکههای ایجادشده بر روی دیواره چاه ارتباط بین مخزن زیرزمینی و داخل چاه را برقرار نمیکند. در این حالت یا باید شبکههای جدیدی ایجاد کرد ( با بررسی دقیق راجع به مشخصات سنگ مخزن و موقعیت فشار آن لایه بخصوص) و یا اینکه همان قسمت را دوباره مشبک کرد.
• ب: سوراخهای موجود روی دیواره چاه از هر لحاظ مناسب هستند، با این حال احتیاج به تمیز شدن دارند که باید از اسید استفاده شود.
• ج: سنگ مخزن در محل تولیدی چاه قابلیت عبور سیال را ندارد. به عبارت دیگر نفوذپذیری آن کم است. این نقص با ایجاد شکاف و ترکهای مصنوعی در داخل سنگ مخزن زیرزمینی برطرف خواهد شد. ٢- ستون مایعی که در داخل چاه وجود دارد در مقابل فشار مخزن مقاومت میکند. سنگینی این ستون مایع (Hydrostatic Head) در محل لایه تولیدی چاه فشاری بیش از فشار مخزن به وجود میآورد. در این شرایط ممکن است چاه برای انجام برنامهای کشته شده باشد، یا اینکه در شرایط عادی فشار مخزن در اثر تولید به حدی پایین رفته باشد که حتی ستون نفت در خود چاه ایجاد مقاومت کند و یا تفاوت فشار مخزن و فشار ستون مایع در سرچاه مقدار قابل توجهی نباشد. (فشارسرچاه پایین باشد)
تجـزیه و تـحلیـل فـشـارمخـزن (Pressure Build up Analysis)
در امر بهرهبرداری و تولید از یک میدان نفتی، بررسی و تجزیه و تحلیل فشار مخزن نفتی چاههای حفر شده در آن در طول عمر مخزن و در مراحل مختلف تولید، یکی از ضروریات است. این موضوع در رفع اشکال و تصمیمگیری در مورد نحوه تولید و انجام کلیه برنامهها در جهت بهرهبرداری بهتر مؤثر و لازم است. بنابراین اندازهگیری فشار چاهها در مراحل مختلف تولید امری بدیهی است. موضوع مهم بررسی افت فشار مخزن در هر لحظه از تولید است. به منظور تجزیه و تحلیل فشارها نسبت به بهرهبرداری از مخزن نفتی (یا گاز) با توجه به مشخصات مخزن از مته های مختلفی استفاده میشود
نمودارهای مربوط به تجزیه و تحلیل فشار مخزن
آزمایش کامل چاه نفت و یا گاز (Well Testing)
برای بهرهبرداری از چاه باید وسایلی تعبیه شوند. این وسایل شامل لولههای انتقال نفت وگاز، شیرها و ابزار دقیق، دستگاههای تفکیک کننده و در نهایت پمپها و توربینهای لازم برای رساندن محصول به محل مصرف است. طراحی تمامی وسایل مورد احتیاج بر مبنای وضع تولیدی و مشخصات سیال چاه است. بنابراین برای مشخص کردن موقعیت چاه از نظر تولید و بررسی وضع آن لازم است از چاه آزمایش دقیق به عمل آید. در مورد چاههایی که در حوزههای شناخته شده حفر می شوند، میتوان از اطلاعات به دست آمده از سایر چاههای آن حوزه در مورد تعبیه وسایل لازم تصمیم لازم اتخاذ کرد. با توجه به این موضوع برای بررسی قدرت تولید حوزههای اکتشافی و بهرهبرداری نشده، کسب اطلاعات مربوط به آن امری بدیهی است که این عمل با آزمایش کامل از چاههای حفاری شده در آن صورت میپذیرد.در این صورت که هدف به دست آوردن کلیه اطلاعات مربوط به میدان نفتی ( یا گاز) جدید است، باید تمام آزمایشها بر روی چاهها عملی شوند. این آزمایشها شامل تحقیق و بررسی بر روی وضع فشار مخزن، موقعیت سنگ مخزن، نمونهبرداری از سیال تولیدی برای مشخص کردن خصوصیات آن، تهیه نمودارهای مختلف از چاه و در آخر محاسبه ظرفیت تولیدی چاه و نسبت گاز به نفت خروجی از آن است. انجام دقیق آزمایشهای فوق امری الزامی است و در نهایت با مشخص کردن وضع حوزه نفتی (یا گاز) طراحی مناسب برای تعبیه وسایل لازم انجام میشود. به منظور انجام آزمایش کامل بر روی چاه همه وسایل لازم اعم از تفکیک کننده سیار، دستگاههای نمونهبرداری، وسایل تهیه نمودار وضع داخلی چاه و غیره، با برنامهریزی دقیق و مناسب به محل چاه منتقل میشوند.
تفـکیـک کننـدههـا (Separators)
سیال تولیدی از چاهها معمولاً به صورت دو فاز (نفت و گاز و بعضی مواقع نیز گاز، نفت و آب و یا گاز، نفت، ماسه و سنگ) تولید میشوند. بنابراین لازم است برای به مصرف رساندن هر فاز به طور جداگانه آنها را به نحوی از یکدیگر جدا کرد. عمل جداسازی در ظرفهای مختلفی با طراحی مخصوص، انجام میشود. این ظرفها در اصطلاح تفکیک کننده Separator نامیده میشوند. تفکیک کنندهها از نظر کلی ( عمل) تقریباً مشابه یکدیگرند، اما از لحاظ ساختمان تفاوتهایی با همدیگر دارند.
دستگاه تفکیک گر
جریـان سیـالها در لولههـا (Fluid Flow in Pipes)
سیالها با قرار گرفتن در معرض نیرو تغییر شکل و مکان میدهند. تغییر مکان سیالها طی ضوابط بخصوصی صورت میگیرد و همیشه جریان در اثر اختلاف فشار بوجود میآید و از طرف فشار بالاتر به سمت فشار پایین تر حرکت میکند.نحوه جریان سیالها در شرایط و موقعیتهای متفاوت و با در نظر داشتن تمامی جوانب مختلف است و اصولاً نحوه جریان در انتقال آنها تأثیر مستقیم دارد. معمولاً جریان سیالها به دو گونه تغییر میکند جریان یک فاز که فقط یک نوع سیال و به تنهایی ( مثلاً گاز و یا مایع ) در مسیر مورد نظر در حرکت است، و دیگری جریان دو فاز که از مجموعهای از دو جنس سیال (گاز و مایع و مایع، جامد گاز و جامد) تشکیل میشود.محاسبههای مربوط به جریان سیالها بیشتر باتوجه به دو تغییر گفته شده صورت میگیرد و بدیهی است در این مورد رسالهها، کتابها و روشهای متعددی وجود دارد. جریان سیالها با تعریفهای دیگری نیز مورد بحث قرار گرفتهاند، نظیر جریانهای آرام (Iaminar) و جریانهای ملتهب (Turbulent) که با ضوابطی قابل تقسیمبندی هستند. مهمترین موضوع در امر جریان سیالها، افت فشار به خاطر حرکت از یک نقطه به نقطه دیگری است. این مهم در مسیر حرکتهای متفاوت و با جنس و موقعیت سیالها، مختلف خواهد بود
جریان سنج چند فازی
جریانهای چندفازی یکی از مهمترین بحثها در مورد جریان و اندازهگیری آن در صنایع نفت و گاز است. وجود این نوع جریان در بخشهایی از سیستم تولید اجتناب ناپذیر است، از آن جمله میتوان به جریان چند فازی در ستون چاه و به دنبال آن در لولههای انتقال از چاه تا واحد بهرهبرداری اشاره کرد. در میدانهای دریایی که امکان تفکیک فازهای موجود تا فواصل زیادی امکانپذیر نیست این مسئله و مشکلهای ناشی از آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در میدانهای خشکی مهمترین مشکل موجود در زمینه انتقال و اندازهگیری این نوع جریانهاست. این فناوری توانسته بسیاری از نیازهای صنعت در مورد اندازهگیری جریانهای چند فازی و از طرف دیگر مشکلها و محدودیتهای روشهای مرسوم را رفع کند. این فناوری از دهه ١٩٨٠ پا به عرصه صنایع نفت و گاز نهاده و به مرور زمان با بهرهگیری از پیشرفتهای علمی و فنی تکمیل شده و امروز میتواند جوابگوی بسیاری از نیازهای صنعت در این زمینه باشد.
دستگاه جریانسنج چند فازی برای اندازهگیری همزمان دبی تولیدی نفت، درصد آب تولیدی و نسبت گاز به نفت در چاههای تولیدی نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه به صورت یکپارچه و نصب شده بر روی تریلر قابل حمل بر روی چاه است و پس از آن با قرار گرفتن در مسیر جریان تولیدی از طریق لوله و اتصالهای مربوطه به صورت مستقیم دبیها را اندازهگیری و ثبت میکند. با اندازهگیری پیوسته مقدار این سیالها در یک فاصله زمانی خاص (بسته به نوع و مقدار سیال تولیدی و شرایط چاه) از مقادیر اندازهگیری شده میانگین گرفته میشود و مقدار تولید نفت، آب و گاز هر چاه مشخص میشود. استفاده از این سیستم در مقایسه با سیستمهای فعلی دارای مزایای بسیار مانند زمان اندازه¬گیری کوتاه، وزن کم دستگاه، عدم نیاز به جداسازی فازها، عدم نیاز به خارج کردن چاه از مدار تولید است.
جریان سنج چند فازی با فناوری فرا صوت