حفاري چیست؟

كندن چاه و رسيدن به هدف مورد نظر را حفاري می گويند. حفاري يكي از كارهاي پيچيده، گران، طاقت فرسا و تخصصي در صنعت نفت بشمار مي‌رود. هر كاري كه ما قبل از حفاري انجام داده باشيم، در صورتي كه عمل حفاري بدرستی انجام نگيرد بي فايده است.

قبل از حفاري ما فقط با تخيل و فرضيات مختلف لايه ها و عمق ها را تعيين مي كنيم ولي در حفاري واقعاً به اينها مي رسيم زمين شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و... همه دست به دست هم مي دهند تا حفاري به طور مداوم انجام شود. حفاري در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام مي گيرد.

 تعيين محل حفاري نيز بسیار مهم است، مثلاً فاصله آن از مناطق مسكوني، چاههاي مجاور، مسكوني فشار قوي برق و...كه اين‌ها همه تخصص مخصوص به خود را دارند. بعد از تعيين محل حفاری، مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب وسايل مورد نياز همچون اتاق ها، جاده و... مي كند. سپس دكل به منطقه آورده مي شود و عمل حفاری بطور 24 ساعته انجام مي شود.
عمل حفاری بوسیله دکل صورت می‌گیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده می‌شود و سپس آن را در محل سر هم کرده و آماده حفاری می‌کنند .

لوازم و قطعات حفاری عبارتند از :

Hook: قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری

Swivel: دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج

Mud line: لوله قابل انعطاف (لاستیکی) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری

Derrick: دکلحفاری

Kelly: لوله با قطع 6ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به لوله های حفاری داخل چاه متصل میگردد

Stand pipe: لوله انتقال گل از داخل پمپ‌ها به لوله لاستیکی

Kelly bushing: بوشن که با دواران خود را به حرکت در می آورد

Rotary table: صفحه دوار

Sub-Structure: پایه های زیر دکل

Foundation: پی بتونیزیر دکل

Seller: چاله ای که جاهدر آن حفر می‌شود

Blow out control: دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه

Flow line: لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری

Shale shaker: محل تفکیک گل حفاری از مواد و سنگ ریزه های حفاری شده

Screen: توری فلزی یاالک

Return tank: مخزن یامحل تجمع گل برگشتی از چاه

Mud pump: پمپ های ارسال گاز به داخل چاه

Casing: لوله های دیواربندی در اندازه های مختلف

Annulus: مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج

Drill pipe: لوله حفاری که محتوی گل ارسالی به داخل چاه است

Bit: مته حفاری

برنامه ریزی حفاری چاه

یکی از مهمترین بخش های حفاری برنامه ریزی حفاری می باشد. برنامه ریزی حفاری به فاکتورهای اصول مهندسی، قدرت آنالیز افراد و تجربه کافی احتیاج دارد. علی‎رقم وجود روش های برنامه ریزی متفاوت، نتیجه همه آن‌ها، حفاری امن با کمترین هزینه‌ای است که بتواند از نظر فنی خود را توجیه کند. 

برنامه ریزی چاه به سه عامل بستگی دارد:

1- حفاران با تجربه، که از ارتباط تمامی بخش های حفاری کاملا آگاه هستند.
2- استفاده از ابزار و نرم افزارهای موجود در بازار
3- استفاده از قدرت آنالیز و تجزیه و تحلیل

همان طور که گفته شد، یک برنامه ریزی چاه، سه فاکتور مهم و اساسی در حفاری دارد که این عوامل به یکدیگر کاملا مرتبط‌اند و رسیدن به بهترین حد یکی باعث کاسته شدن از دیگری خواهد شد. پس قدرت یک برنامه ریز چاه، بدست آوردن یک حد اپتیمم، میان این سه فاکتور است.

الف) یک حفاری امن

حفاری امن به معنی استفاده از تمامی قوانین و احتیاطات لازمه در حفاری برای محافظت از نیروهای انسانی و ابزار و وسائل می باشد. این فاکتور یکی از مهمترین عوامل برنامه ریزی چاه است که خوشبختانه در سال های اخیرشرکت های داخلی بیشتر به آن توجه می نمایند. ایمنی نه‌تنها استفاده از ابزار و وسائل ایمنی در هنگام حفاری است، بلکه تمامی نکات فنی و مهندسی برای حفاری چاه را شامل می شود. جالب است بدانید یکی از مهمترین عوامل در ایمنی، استفاده از داده های آماری موجود در منطقه است. در سال 1979 شرکت حفاری ترنکی اقدام به حفاری در منطقه ای با فعالیت بالای حفاری شد. بعد از جمع آوری اطلاعات لازم بنظر رسید که حفاری تا عمق 9000 فوتی بدون مشکل پیش رود. ولی در عمق 8759 فوتی چاه ناگهان دچار فوارن شد. بعد از بررسی علل متوجه شدند که در چند چاه در منطقه با چنین مشکلی روبرو شده بودند. این خرابی بیش از 16 میلیون دلار خسارت وارد آورد در صورتیکه فقط با پرداخت حداکثر 800 دلار تمامی اطلاعات چاه های حفاری در منطقه در اختیار شرکت قرار داده می شد. با توجه به این واقعه، برای داشتن یک حفاری امن تمامی نکات ایمنی و اطلاعات لازمه می بایستی مورد مطالعه قرار گیرند. خوشبختانه در کشور ما این اطلاعات بصورت مجانی در اختیار شرکت ملی نفت قرار دارد و دیگر نیازی به پرداخت هزینه های جانبی نیست.

ب) کمترین هزینه

هدف با ارزش یک حفاری پرداخت کمترین هزینه برای حفاری می باشد. همان طور که می دانید پرداخت هزینه در عملیات چاه های حفاری بصورت روزی و یا قراردادی می باشد. یک برنامه ریز می بایستی بهترین نوع قرارداد را برای چاه شناسایی کرده و سپس مفاد آنرا تنظیم نماید. در صورت اشتباه در محاسبات زمانی و ابزاری ممکن است خسارات جبران نشدنی را به شرکت وارد کند. 

ج) چاه قابل استفاده

هدف نهایی یک حفاری رسیدن به نقطه مورد نظر در زیر زمین و بهربرداری منابع زیر زمینی می باشد. این مهم فقط بوسیله چاهی که تمامی نکات فنی را رعایت کرده باشد، بدست خواهد آمد. حال درصورتیکه برای بخاطر صرفه جویی در هزینه، قطر نهایی چاه کمتر از حد مورد نظر باشد، به بهترین حالت بهربرداری از چاه که هم از نظر صرفه اقتصادی و هم از نظر عمر چاه مهم می باشد، نخواهیم رسید. با توجه به نکات ذکر شده، برنامه ریزی چاه هم از نظر فنی، هم از نظر ایمنی باید در اپتیمم حالت خود باشند تا بتوان چاهی با کمترین هزینه، و بیشترین کارایی حفاری کرد.

حفاری جهت دار

مواقعی پیش می آید كه حفاری عمودی غیر ممكن است مثلاً مخزن ما زیر منطقه مسكونی و یا تجاری و… قرار دارد یا در بعضی مواقع قطعه ای درچاه گم شده و عمل حفاری غیر ممكن است بعضی از مخازن نیز clouser آنها بصورتی استكه اگر اقدام به حفاری عمودی كردیم چاه به آب نمك نشسته و از كار می افتد. در این موقعیت ها تكنولوژی هایی وجود دارد كه حفاران می‌توانند بوسیله آنها اقدام به حفاری جهت دار كنند این نكته نیز قابل توجه است كه لوله حفاری قادر به خم شدن حتی تا زاویه 90 نیز می‌باشد.
حفاری جهت دار روش های متفاوتی دارد مثلاً‌ از ابتدا جهت دار حفاری كنیم و یا اینكه مقداری عمودی و مقداری جهت دار. در بعضی موارد زمین شناس تشخیص می دهد سازنده‌ای كه به آن حفاری عمودی برخورد می كند با حفاری جهت دار برخورد نمی كند در صورتی كه این سازنده سخت باشد عمل حفاری كند پیش می رود بنابراین با برنامه ریزی دقیق و حساب شده به اصطلاح لایه را دور می زنند. در مناطق دریایی هزینه سكوی نفتی گران تمام می شود بنابراین با یك سكوی نفتی از چندین مخزن مختلف برداشت می كنند و ابتكار فقط با حفاری جهت دار امكان پذیر است.