لمحة تاريخية عن تطور سائل الحفر :
يعود تاريخ سوائل الحفر إلى بداية القرن العشرين عام(1901م)عندما حفر لوكاس أوّل بئر بطريقة الحفر الدورانيّ في تكساس ،إنّ مكونات سائل الحفر في العقود الأولى من القرن العشرين كانت من الماء الذي يضخ من خلال عمود الحفر والغضار المتواجد في الطبقات المخترقة, وكان حينذاك يعتبر كسائلٍ مهمته تنظيف قعر البئر وإخراج قطع الصخور المحفورة إلى السطح فقط ونتيجة للمشاكل العديدة التي حدثت عند استعمال مثل هذا السائل كانفجار الآبار بسبب عدم إمكانية التحكم بلزوجة سائل الحفر عن طريق إضافة الماء فقط, وعدم إمكانية تكوين سائل حفرٍ عند عبور طبقاتٍ لا تحتوي على غضار برزت مؤشراتٌ بضرورة إجراء دراساتٍ تفصيليةٍ لسوائل الحفر وتحضيره على السطح ضمنَ خواصٍ محددةٍ واستمرار السيطرة على هذه الخواص و مع بداية العقد الرابع من القرن العشرين ظهرت أوّل أسسٍ لتقييم خواص السائل الحفر, و أوّل أجهزة لإجراء هذا التقييم وتمّ إنشاء أوّل نظامٍ خاصّ لقياس سائل الحفر ومن هنا كانت الانطلاقة لدراسة عميقة من الناحية الفيزوكيميائية لمزيج الماء ,غضار وللعديد من المواد التي تساعد في السيطرة على خواص سائل الحفر كما تم تحضير أنواع أخرى من سوائل الحفر أبدل فيها مزيج (الماء + الغضار ) بمواد غرويّة ٍمستقرةٍ مقاومةٍ للحرارة ومقاومة للتلوث بالصخور المخترقة و غير ملوثة للطبقات المنتجة ومساهمة في زيادة سرعة الحفر. كما تم البدء باستعمال أطيان الحفر بسوائل الحفر على ضوء هذا التطور السريع في سوائل الحفر, فقد تمّ تنظيم مختبراتٍ وشركاتٍ متخصصةٍ في تحضير وصيانة هذه السوائل.
تعريف سائل الحفر:
هو عبارةٌ عن سائلٍ غير متجانسٍ مكوّنٍ من عدة مركبات (ماء - غضار...إلخ) يستخدم عند حفر آبار النفط والغاز، ويعتبر وسيلة الاتصال المباشر بين طاقم الحفر والطبقات المحفورة, حيث يحمل لنا المؤشرات المجهولة عن الطبقات داخل البئر من خلال التغيّر في خواصه.
الشكل يبين سائل الحفر للآبار النفطية
وظائف سائل الحفر:
كانت الوظيفة الأساسية للسائل الحفر في الحقبة الأولى من تطوّر الحفر الدوراني هي الإزالة المستمرة لفتات الصخور المحفورة من قاع البئر ومن جذعه, فيما بعد اتّسعت مجالات وظائفها بالتدريج, وارتفعت المتطلبات المرجوّة من تركيبها وخواصها لأنه أثناء الحفر يجب أن يتمتّع سائل الحفر بما يلي:
1-أن يوفّر تنظيفاً فعالاً وتاماً للقاع من جسيمات الصخر المحفور ونقله إلى السطح.
2-الاحتفاظ بجسيمات الصخر المحفور في الحالة العالقة ومنع ترسّبها إلى القاع عند إيقاف الدوران.
3-أن يعمل على زيادة ثبوتّية الصخور المكوّنة لجدار البئر.
4-تشكيل ضغطٍ معاكسٍ كافٍ على جدار البئر لمنع تدفّق السوائل والغازات من الطبقات إلّا أن هذا الضغط يجب ألّا يكون بالغ الارتفاع لتفادي الانخفاض الحاد في كفاءة الحفر أو فتح الشقوق الطبقية الدقيقة مما يسبب هروب سائل الحفر.
5-أن يوفّر التبريد الجيد لأسطح الاحتكاك في الدقّاق.
6-أن يوفّر تزييتاً جيداً لأسطح الاحتكاك وخاصة لركائز الدقّاق.
7-ألّا يسيء إلى الخواص التخزينية للطبقات المنتجة (الهادفة).
8-أن يتمتع بخاصية بناء البطانة (الكعكة)، أي تشكيل غشاءٍ رقيقٍ كتيمٍ قليل النفاذية على مسام وشقوق جدار البئر الدقيقة, هذا الغشاء (الكعكة) يلتصق مع الصخور بقوة كافية.
9-أن يكون خاملاً بدرجةٍ كافيةٍ أمام تأثير فتات الصخور المحفورة ومياه الطبقات الممعدنة، وقابلاً بسهولةٍ نسبيةٍ للمعالجة الكيميائية لضبط خواصه.
10-أن يكون له ثباتٌ حراريٌ عال عند حفر الآبار ذات درجات الحرارة المرتفعة وأن يكون له درجة تجمّدٍ منخفضةٍ.
الشروط التي يجب توفّرها في سائل الحفر:
1-أن يساعد على حماية معدات الحفر والأجهزة من التآكل.
2-أن يسهل ضخّه بواسطة مضخّات الحفر.
3-أن يتركب أساساً من موادٍ رخيصةٍ ومتوفرةٍ.
4-ألّا يلوّث البيئة.
5-ألّا يؤثر على العاملين في مجال سائل الحفر.
ويقوم سائل الحفر بنقل الطاقة من مضخات الحفر الموجودة على السطح إلى المحرك الموجود على القاع أثناء الحفر التوربيني, وكذلك إلى قاع البئر.
أنواع سوائل الحفر:
هناك أنواع مختلفة للموائع التي تستخدم أثناء حفر الآبار والتي تتراوح كثافتها بين كثافة الهواء وحتى مرتين ونصف كثافة الماء.
يعتبر اختيار سائل الحفر المناسب من أصعب وأدقّ مهام مهندس الحفر الذي يجب أن يكون ملمّاً بوظائف
قم بتنزيل تطبيق eMufeed Android الآن
