المفاهيم الأساسية في هندسة حفر الآبار النفطية والغازية - ( الجزء الأول )  

^ مقدمة ^ :

&النفط كلمة يونانية الاصل , مشتقة من كلمة ( Nafta ) أما البترول فهي كلمة ذو أصل لاتيني وتعني زيت الصخر, وهي مشتقة من كلمتين (Petra) وتعني الصخر و (Oleum) وتعني زيت , ويطلق على البترول اسم الذهب الاسود, وهو سائل ثقيل القوام اسود اللون يميل الى البني او الاخضر, والبترول سائل قابل للاشتعال لاحتوائه على الكثير من المواد المشتعلة, وأول ما أُكتشف البترول كان طائفاً على سطح الأرض حيث أنه من الصعب تحديد الفترة الزمنية التي بدأ الانسان فيها البحث والتنقيب عن النفط والغاز واستغلالهم كمورد للطاقة, ولكن من المؤكد انه عرف أهميتهم وفوائدهم منذ مطلع الحضارة البشرية ،واحتاج في يومنا هذا للحصول على النفط والغاز إلى اختراق القشرة الارضية لمسافات تزيد احياناً عن عشرة كيلومترات للوصول اليه, وتبعا لذلك فقد اختلفت وسائل البحث والوصول للنفط, ففي الوقت الذي كانت تكفي الطرق البدائية للحصول عليه حيث كان يتكشف على السطح, نجد أن هذه الوسائل تعقدت و أصبح من الضروري البحث عنه في اعماق الارض. &

**لمحة تاريخية عن عمليات حفر الآبار ** :

& عرف الحفر منذ أقدم العصور فلقد حفر المصريون القدماء الآبار لمعرفة الطبقات الصخرية التي ستقام عليها الأهرامات كما حفر الصينيون الآبار لاستخراج المياه المالحة و تبخيرها من أجل الحصول على الملح و ذلك منذ 1700 ق.م حيث كان الحفر يتم بوسائل بدائية باستخدام الدق اليدوي ، ثم تم استخدام الحفر الميكانيكي نتيجة الحاجة الماسة لمشتقات النفط فكان أول بئر محفور بهذه الوسيلة في الاتحاد السوفياتي عام 1848 م أما في الولايات المتحدة الأمريكية كان عام 1859 م

في البدء كان حفر دقي دون سائل ثم تطور إلى حفر دقي هيدروليكي وفي عام 1901 م أُستعمل الحفر الدوراني لأول مرة في الولايات المتحدة كما أُ ستخدم الحفر التوربيني وخاصة في الاتحاد السوفياتي ( استخدام قوة السائل الهيدروليكي لتدوير رأس الحفر دون الحاجة إلى تدوير تشكيلة الحفر )

وفيما بعد ونتيجة اعتماد الحضارة البشرية في القرن العشرين على النفط والغاز كمصدر رئيسي للطاقة تطورت أساليب حفر الآبار و أصبح حفر الآبار النفطية والغازية أحد أهم فروع الهندسة النفطية حيث تم تطوير أجهزة الحفر وأُنتجت حفارات كهربائية تعمل على التيار الكهربائي المستمر و في الوقت الراهن تتجه الأنظار إلى الحفارات التي تعمل بالتيار الكهربائي المتناوب ، كما أُدخل إلى هذه الحفارات نظام العمل بالتوب درايف ( Top Drive ) وتم تطوير معدات الحفر المختلفة وخاصة رؤوس الحفر ( Drilling Bits ) حيث تم العمل بالدقاق ذو المخاريط الثلاثة لفترة طويلة وحتى وقتنا الحاضر وتم تطويرها لتتحمل إجهادات أكبر مع عمر زمني أكبر ،كما ظهرت إلى جانبه حديثاً الدقاقات الألماسية ( PDC ) التي أعطت نتائج ممتازة في سرعة تقدم عمليات الحفر مما ساعد على إنجاز الآبار بأقل وقت وكلفة ممكنة بالإضافة لكل ذلك تم إيجاد طرق الحفر الأفقية والمائلة و الموجهة والتي ساعدت في التغلب على مشاكل الحفر العامودي و زيادة سرعة الإنتاج النفطي والغازي &

**الغاية الأساسية من حفر الآبار **:

&تستخدم في الوقت الحاضر تقنيات حفر الابار لاستخراج كميات كبيرة وهامة من الموارد والخامات الطبيعية

(النفط , الغاز , المعادن الثمينة ..وغيرها ) من باطن الارض . وأهم المجالات التي تحفر من أجلها

الآبار:

1 - استخراج النفط والغاز الطبيعي من المكامن النفطية والغازية. -

2- التنقيب والاستكشاف , وذلك بهدف اكتشاف المكامن الجديدة للخامات الهامه , او بهدف تحديد المكامن

التي سبق اكتشافها , وحساب مخزون هذه المكامن من الثروات.

3 - حفر الابار المائية , وذلك استخدامها للاغراض البشرية , والزراعية , والصناعية.

4 -حفر الابار المنجمية , وذلك لاستخدامها كمنافذ للتهوية , او كوسائل لنزح الماء المتدفق في المناجم , أو

كممرات للإسعاف السريع , وغيرها من الاستعمالات المتعلقة بصناعة المناجم.

5-دراسة التربة ,وذلك بهدف انشاء العمارات والابراج العالية والسدود والطرق السريعة والسكك الحديدية,

والممرات تحت الارض والمنشئات الصناعية, وغيرها من الاعمال الانشائية.

وبالرغم من تعدد مجالات تطبيق اعمال حفر الابار, فان تطور تقنيات حفر الابار اعتمدت اساساً على أعمال التنقيب , والاستكشاف, والاستثمار لحقول النفط و الغاز , وذلك لأن اغلب الآبار المحفورة وأكثرها عمقاً تم حفرها لاستخرجها . مع ذلك فان هناك الكثير من العناصر المشتركة بين اعمال الحفر المستخدمة للاغراض المختلفة.&

**مفهوم البئر** :

& تعرف البئر بأنها بناء معدني خاص, وذات شكل اسطواني, تحفر بدون انزال الانسان فيها, قطرها أقل بكثير من طولها. وعناصر البئر هي التالية :