تبريد وتنظيف لقمة الحفر
أثناء عملية الحفر، يدور سائل الحفر (الطين) بشكل فعال لتبريد لقمة الحفر. وفي غياب دوران الطين، ترتفع درجة حرارة لقمة الحفر بمقدار 1 إلى 2 درجة مئوية مع كل دورة في قاع البئر. بافتراض أن لقمة الحفر تدور بمعدل 200 دورة في الدقيقة، في غضون ثلاث دقائق فقط من الحفر، سترتفع درجة حرارتها إلى أكثر من 600 درجة -وهو سيناريو من المحتمل جدًا أن يؤدي إلى حوادث خطيرة مثل احتراق لقمة الحفر أو التصاقها. وبالتالي، فإن التدفق الدائري لسائل الحفر يعمل على تبديد الحرارة المتولدة بشكل فعال عندما تقوم لقمة الحفر بتكسير الصخور، وبالتالي ضمان بقاء لقمة الحفر باردة بشكل مناسب وتعمل ضمن معايير العمل العادية. علاوة على ذلك، يلعب سائل الحفر دورًا حاسمًا في تنظيف الطين المتراكم من لقمة الحفر؛ ومن خلال شطف لقمة الحفر، يقوم السائل بإزالة حزم الطين بشكل فعال من الأسنان والجانب السفلي، مما يضمن استمرار لقمة الحفر في كسر الصخور بكفاءة وبشكل مستمر، وبالتالي تعزيز كفاءة الحفر الإجمالية.
إزالة القصاصات والتحكم في فقدان السوائل
مع تقدم عملية الحفر، تقوم لقمة الحفر بتكسير الصخور، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من قطع الصخور. وللحفاظ على كفاءة الحفر، يجب إزالة هذه القطع على الفور بعيدًا عن قاع حفرة البئر. وهذا لا يمنع فقط اللقمة من إعادة-طحن القطع المكسورة سابقًا-وبالتالي زيادة معدل الاختراق-ولكنه يمنع أيضًا القطع من الالتصاق باللقمة، مما قد يعيق استمرار تشغيلها. يجب أن يتمتع سائل الحفر بخصائص محددة-بما في ذلك الثقل النوعي المناسب، واللزوجة، وقوة القص-لضمان نقل القطع بنجاح إلى رأس البئر. بالإضافة إلى ذلك، من خلال دمج المواد المضافة مثل بولي أكريلاميد والأملاح غير العضوية (على سبيل المثال، كلوريد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم)، يمنع سائل الحفر القطع من الترطيب والتشتت في الطور السائل؛ وهذا يضمن بقاء القطع سليمة وعدم ترطيبها أو تفككها، وبالتالي منع الزيادة غير المرغوب فيها في الجاذبية النوعية للسائل. يعد منع فقدان السوائل وسد حفرة البئر من الأولويات الحاسمة في إدارة سوائل الحفر؛ على وجه التحديد، قبل اختراق التكوينات الحاملة للملح-(قبب الملح)، فإن إضافة مثبطات مقاومة للملح- إلى مائع الحفر يمكن أن تخفف بشكل فعال-أو تمنع تمامًا-تلوث السائل عن طريق تكوين الملح.
استقرار البئر والتحكم في تدفق المياه
أثناء عملية الحفر، يجب الاهتمام بشكل خاص بضبط خصائص مائع الحفر قبل اختراق بعض التكوينات المعرضة للانهيار، وذلك لضمان ثبات جدران حفرة البئر. عند الحفر عبر التكوينات مثل مجموعتي Zhiluo وFuxian، من الضروري التبديل إلى نظام طين تثبيت البئر-في نطاق 20 مترًا قبل الدخول إلى أي طبقات-معرضة للانهيار. علاوة على ذلك، يجب التحكم بشكل صارم في فقدان سائل الطين-إبقائه أقل من 5 مل-لضمان استقرار جدار البئر. بالإضافة إلى ذلك، عند الحفر في حقول النفط الناضجة، غالبًا ما تواجه الآبار التي تخترق مناطق النفط التابعة لمجموعة Yanchang Group تدفقًا عالي الضغط للمياه من -آبار حقن المياه المجاورة-. للتخفيف من حدة هذه المشكلة بشكل فعال، يمكن استخدام إستراتيجية تتضمن استخدام-طين عالي الكثافة لتكسير منطقة تحمل الماء-هيدروليكيًا، يليها حقن مادة هلامية يمكن التحكم فيها لإغلاق مصدر المياه بشكل دائم.
تدفق الهيدروكربون والتشحيم
أثناء عمليات الحفر، في حالة وجود مناطق تحمل-هيدروكربونية-عالية الضغط، يجب زيادة كثافة الطين وفقًا لمواصفات العميل. في حالة تدفق الهيدروكربون أو الانفجار، يجب إغلاق مانع الانفجار (BOP) على الفور. وبعد ذلك، يتم حساب كثافة الطين المطلوبة بناءً على الضغط في قاع البئر لمواجهة منطقة الضغط العالي - وضمان سلامة التحكم في البئر. علاوة على ذلك، فإن الحفاظ على إمدادات كافية من مواد التشحيم أثناء الحفر يساعد على تقليل المقاومة التي تمت مواجهتها أثناء تعثر (خفض) سلسلة الحفر ودورانها، وبالتالي زيادة معدل الاختراق (ROP) وضمان التنفيذ السلس لعمليات الحفر.
نقل الطاقة وسحق الصخور
أثناء عمليات الحفر باستخدام مجموعات التوربينات اللولبية، يتدفق طين الحفر بسرعة عالية عبر شفرات التوربينات، مما يدفع كلاً من التوربين ولقمة الحفر إلى الدوران-وهي آلية تعزز معدل الاختراق بشكل كبير. عندما تكون لقمة الحفر مجهزة بفوهات، تولد مضخات الطين نفاثات سائلة عالية الضغط تعمل على تفتيت الصخور في قاع حفرة البئر بشكل فعال، وبالتالي تسهيل الحفر عالي الكفاءة. هذا المزيج الفريد من آليات نقل الطاقة وتكسير الصخور-يجعل عملية الحفر أكثر كفاءة وأكثر دقة.
