حفاری جهت دار چاه های نفت و چالش های پیش رو

هنگام حفر یک چاه اصل بر این است که روش حفاری عمودی vertical برای رسیدن به مخزن استفاده گردد, ولی در بعضی موارد به دلایل فنی یا اقتصادی به جای این روش, از روش حفاری جهت دار Directional استفاده می شود

در اصطلاح علم حفاری، به دانش حفر یک چاه در امتداد یک مسیر مایل از پیش‌تعیین شده برای رسیدن به هدف مشخص (target) حفاری جهت دار گفته می شود و در برخی موارد از آن به حفاری کج، مایل و هدایت شده نیز تعبیر شده است. حفاری جهت دار اولین بار در دنیا برای حفر یک چاه از ساحل به زیر دریا جهت بهره برداری از نفت مخزن زیر آن استفاده شده است. البته چندی پس از آن در ایالت تگزاس آمریکا از این روش برای خاموش کردن و کنترل فوران یک چاه کمک گرفته شد. تاریخچه معینی از حفر اولین چاه انحرافی در ایران وجود ندارد، اما برخی از کارشناسان صنعت نفت، عمر این روش را بیش از هفده سال نمی‌دانند.

هنگام حفر یک چاه اصل بر این است که روش حفاری عمودی (vertical) برای رسیدن به مخزن استفاده گردد، ولی در بعضی موارد به دلایل فنی یا اقتصادی به جای این روش، از روش حفاری جهت دار (Directional) استفاده می‌شود،

که این موارد به شرح زیر است:

۱) مکان غیر قابل دسترسی (Inaccessible Location)

در بعضی از موارد به دلیل قرار گرفتن مخزن در زیر موانع طبیعی یا غیرطبیعی از قبیل مناطق مسکونی، شهر، فرودگاه، رودخانه، دریا، کوهستان و... از این روش در حفر چاه استفاده می‌گردد. می‌توان این مورد را به سه دسته تقسیم کرد:

۱-۱) حفاری در زیر مناطق مسکونی:

این مورد به خصوص در میدان نفتی اهواز که ۸۵ کیلومتر طول و ۱۵ کیلومتر عرض دارد

و در امتداد شهر اهواز کشیده شده است به دفعات مشاهده دیده می‌شود. از ‌آن جمله می‌توان به چاه " ۱۸ اهواز" و یا چاه‌هایی که به صورت انحرافی در زیر " بیمارستان شرکت نفت اهواز" و " فرودگاه" این شهر حفاری شده است اشاره کرد.

۲-۱) حفاری در مناطق کوهستانی مرتفع

برخی از مخازن نفت و گاز از لحاظ جغرافیایی در ناحیه‌ای کوهستانی و مرتفع ‌قرار دارند. بنابراین جاده سازی برای انتقال تجهیزات به محل مورد نظر بسیار پرهزینه بود است و استفاده از روش انحرافی مقرون به صرفه می‌باشد. همچنین در نواحی کوهستانی به دلیل اختلاف ارتفاع زیاد از سطح دریا، در صورت استفاده از روش حفاری عمودی فشار مخزن به شدت کاهش می‌یابد بنابراین بهتر است از روش انحرافی برای حفر چاه استفاده کرد به عنوان نمونه می‌توان از چاه " ۲۴ پاریس" یاد کرد.

۳-۱) حفاری از ساحل به زیر دریا

با توجه به هزینه مخارج بسیار بالای ساخت و یا اجاره سکوی های دریایی و حفاری در دریا روش مقرون به صرفه برای حفاری مخازن نزدیک به ساحل این است که ابتدا چاه در ساحل حفر گردد ولی مسیر آن به زیر دریا منحرف شود که در ایران نمونه این کار در میدان نفتی خارک انجام شده است.

۲) حفاری در گنبدهای نمکی و در گسلها (Salt Dome and Fault Drilling)

با توجه به اینکه مخازن نفتی ایران عمدتاً از نوع آهکی، با طاقدیس بسیار عظیم در اعماق زمین است، این روش در ایران کاربرد چندانی ندارد.

۳)حفاری حفره زهکشی ِِDrain Hole Drilling) )

در مخازنی که فشار کلاهک‌گازی (gas Cap) و یا گاز محلول در مخزن نقش اندکی در بالا راندن نفت از مخزن دارد از این روش استفاده می‌گردد در این روش حفاری به صورت عمودی شروع و در مخزن به صورت افقی خاتمه می‌ِیابد. حفاری مخزن به صورت افقی باعث می شود که سطح تماس چاه با مخزن افزایش یافته و دبی ورودی مخزن به چاه افزایش یابد.

۴)حفاری چاه امدادی یا آتش‌نشان (Relief Well Drilling)

برای خاموش کردن و کنترل یک چاه فوران کرده از چاه انحرافی استفاده می‌گردد که نمونه این عملیات در چاه‌های " آغاجاری ۱۳۱" و " مارون۱۲۶" انجام گرفته است.

۵)حفر چند چاه از یک سکوی نفتی ((Multiple Wells

به دلیل هزینه زیاد ساخت سکوی نفتی از یک سکو چند چاه به طور انحرافی حفر می‌گردد. این روش در‌آبهای خلیج فارس توسط شرکت نفت فلات قاره ایران انجام می‌شود.

۶)حفر چندین چاه از یک حفره‌ چاه به جای حفر چند چاه جداگانه:(Multi Lateral Wells)

در این روش از یک حفره چاه عمودی به طور انحرافی چند شاخه‌ چاه حفر می‌گردد.

۷)کج کردن چاه (Side Tracking)

شاید متداول‌ترین و اولین تکنیک حفاری انحرافی در ایران کج کردن چاه بوده است. گاهی اوقات بدلیل گیر کردن ابزار حفاری (fish) و بالا نیامدن آن و یا تصحیح عمق ورود به مخزن انتهای چاه را سیمان (plug) ‌کرده و از کنار آن حفاری را ادامه می‌دهند این کار به دفعات در مخازن ایران انجام شده است.

۸)عبور دادن چاه از چند لایه تولیدی متوالی(Multiple Sand from Single Well Bore) گاهی اوقات به جای حفره یک چاه عمودی در مخزن بهتر است مسیر چاه را از چند لایه‌ی نفتی به طور انحرافی عبور داد تا تولید بیشتر گردد.

● جمع بندی:

در مورد استفاده و یا چگونگی استفاده از روشهای انحرافی حفر چاه نظریات متعددی وجود دارد که تصمیم گیری راجع به آنها نیازمند انجام آزمایشات موردی و بررسیهای تطبیقی و مقایسه با روشهای دیگر است. برخی از کارشناسان استفاده از روشهای انحرافی را موجب افت شدید فشار مخزن و نهایتا آسیب به آن مخزن می دانند. البته قضاوت نهایی را در این مورد باید بعد از انجام مطالعات فنی و اقتصادی و نیز مقایسه آن با روشهای عمودی (Vertical) حفر چاه بعمل آورد.