شبکه خدمات نوآوری بومرنگ به‌عنوان کارگزار تبادل فناوری یک شرکت بزرگ حفاری چاه‌های نفت و گاز در نظر دارد درزمینه "کنترل هرزروی‌های شدید سیال حفاری" با دارندگان این فناوری تعامل و همکاری نماید، لذا از کلیه فناوران، مؤسسات، دانشگاه‌ها، پژوهشگاه‌ها و شرکت‌های دانش‌بنیان دعوت به عمل می‌آورد تا برای ارائه پیشنهاد در این زمینه اقدام نمایند.

ارسال پاسخ

شماره درخواست : REQ958252347
تاریخ اعلام : 95/12/02
تاریخ انقضا : 96/01/20


عنوان نیاز فناورانه :

کنترل هرزروی‌های شدید سیال حفاری

پیشینه موضوع :

 

کاهش حجم گل از حجم کل در اثر کاهش آب و پر کردن چاه جديد، کاملاً از موضوع هرزروي متفاوت است. پژوهشگران تأثیر افزودن يک پليمر با نام تجاري DRISPAC به گل پايه آبي بنتونيت در غلظت‎هاي مختلف بر روی هرزروی سیال را بررسی نموده‌اند همچنین علل هرزروي سيال حفاري بررسی شده و مقدار و نوع مواد کنترل‌کننده هرزروی را تعیین کرده‌اند. طبق تقسیم‏بندی Daccord، هرزروي در صنعت حفاری به صورت نشت (کمتر از 10 بشکه در ساعت)، مختصر (بین 10 الی 100 بشکه در ساعت)، شديد (بین 100 و 500 بشکه در ساعت) و کامل (بیش از 500 بشکه بر ساعت) طبقه‎بندی می‏ گردد. نوع، شدت و مکان وقوع هرزروي درون چاه متفاوت است و روش سيستماتکي که براي کنترل آن به صورت اقتصادي و مؤثر شناخته شده است شامل دو عامل پيش‎گيري و درمان است.

روش‌های فعلی کنترل هرزروی سیال حفاری عبارت‌اند از (1) تزریق مواد کنترل‌کننده هرزروی (LCM) برای هرزروی‎های با شدت کم و (2) نصب پلاگ سیمانی برای هرزروی‎های با شدت زیاد. متأسفانه مشکلات مرتبط با نصب پلاگ سیمانی عبارت‌اند از (الف) ایجاد وقفه‎های طولانی در برنامه حفاری، (ب) کج شدن چاه از مسیر اصلی و (ج) مقاومت پایین سیمان جداری حفره و شکستگی پلاگ (بخصوص در مورد سیمان بنتونایتی).

احتمالاً با استفاده از تجهیزات مکانیکی و ابزار خاصی که به‌آسانی قابلیت ارسال به منطقه هرزروی یا تأثیر بر آن منطقه را دارا باشند می‌توان به روشی سریع برای فائق آمدن بر این مشکل دست یافت. شکل 2 تصویری از نصب لوله جداری برای کاهش شدت هرزروی را نشان می‏دهد؛ اما در این حالت، برنامه مرحله‌به‌مرحله نصب لوله جداری، به‌عنوان یک مانع مهم، باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

شکل 2- نمایش تأثیر نصب لوله جداری بر کاهش هرزروی سیال حفاری به سازند

حوزه تخصصی :

شیمی , مواد – پلیمر , نفت

شرح نیاز فناورانه :

 

هرزروی عبارت است از به هدر رفتن سیال حفاری، سیال تکمیل چاه و دوغاب سیمان به درون سازندهای نفوذپذیر مانند ماسه‌سنگ، سنگ‌آهک، دولومیت و غیره در هنگام حفاری، تکمیل چاه و عملیات سیمان‌کاری. هرزروی سیال حفاری یکی از معضلات بزرگ و اجتناب‌ناپذیر در صنعت حفاری بوده که به علت ایجاد وقفه در برنامه حفاری، هزینه‎های سنگینی را تحمیل می‌نماید. مقابله با هرزروی فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر است زیرا باعث افزایش هزینه به دلیل از دست دادن گل حفاری، افزایش زمان اجاره دستگاه حفاری، آسیب به سازند (به دلیل ورود مواد گل به درمن سازندهای تولیدکننده) گیرکردن لوله‌ها، نیاز به راندن لوله جداری اضافی، سیمان‌کاری ضعیف به خاطر پر نشدن پشت لوله جداری، احتمال فوران و درنهایت از دست دادن چاه می‌شود.

اطلاع دقیق از نوع و مکان هرزروي در انتخاب صحيح مواد کنترل هرزروی بسیار مؤثر است. به همین دلیل تعیین مکان دقیق هرزروي به اندازه تعیین مواد کنترل کننده آن از اهمیت برخوردار است و این موضوع با استفاده از سوابق حفاري‎های قبلي، تغیيرات سازندي و تکنیک‏های مختلف نمودارگيري تعیین می‏گردد.

در سازندهای دولومیتی، عرض شکاف‏ها نقش بسيار مهمي در هرزروي سیال حفاری دارند. شکاف‎هاي درهم پيچ خورده عرض‎های مختلفی داشته و تابعي از درجه و چگونگي فعاليت‎هاي اخير تکتونيکي هستند. عرض شکاف‎ها بر اساس اين معيار در نواحي فعال از 0.11 الی 0.20، در نواحي متوسط از 0.03 الی 0.15 و در نواحي غيرفعال از 0.01 الی 0.1 میلی‌متر می‌باشد و اغلب داراي طولي در محدوده 0.3 الی 7.5 متر هستند.

 

 ماده یا مواد کنترل هرزروی سیال حفاری به سازندهای تراوا می‎توانند از مکانیسم‏ های مختلف وارد عمل شده و به روش ‏های مختلف از هرزروی سیال ممانعت نموده یا شدت آن را کنترل نمایند. تصویر 1 نمایی از هرزروی سیال حفاری در سازند را نشان می ‏دهد.

شکل 1- تصویری از هرزروی سیال حفاری در شکاف‎های سازند

فازهای پروژه و یا برنامه اجرایی :

 

  • فاز اول - دریافت پروپوزال‌ها (حداکثر 20 فروردین‌ماه 96)
  • فاز دوم- داوری پروپوزال‌ها و تعیین پروپوزال منتخب (حداکثر 10 اردیبهشت‌ماه 96)

حوزه های کلیدی موفقیت :

 

راه‌حل‌ها و پیشنهادها باید الزامات زیر را رعایت نمایند:

  • ماده پیشنهادی پایداری دمایی آن تا حدود 200 درجه فارنهایت باشد.
  • ماده پیشنهادی در برابر آب شور (با غلظت 250 گرم بر لیتر نمک طعام) مقاومت داشته باشد.
  • ماده پیشنهادی نسبت به غلظت بالای کلسیم (حدود 1 درصد) در آب مقاومت داشته باشد.
  • ماده پیشنهادی جریان پذیری مناسبی برای تزریق در چاه داشته باشد.
  • زمان بندش ماده پیشنهادی قابل‌کنترل باشد به‌گونه‌ای که حین انتقال به محل هرزروی باعث انسداد مسیر نگردد.
  • حجم ماده پیشنهادی برحسب شدت و ابعاد منطقه هرزروی طراحی شود.
  • ماده پیشنهادی بخارات سمی تولید ننماید.
  • خواص خوردگی ماده پیشنهادی قابل‌کنترل باشد و باعث خوردگی شدید لوله‌های جداری و ابزار درون‌چاهی نگردد.
  • ماده پیشنهادی قابلیت سازگاری با انواع سیالات حفاری (پایه آبی و پایه نفتی) داشته باشد.
  • تهیه و آماده نمودن مخلوط مورد نظر در شرایط عملیاتی مقدور باشد.
رویکردهای قابل بررسی :

 

راه‌حل‌های پیشنهادی برای حل مسئله:

(راه‌حل‌های پیشنهادی لزوماً محدود به پیشنهادهای زیر نخواهد بود)

  • استفاده از مواد پلیمری با وزن مولکولی متوسط (حالت ژل) برای بندش محل هرزروی
  • استفاده از مواد LCM بهینه‌شده
  • استفاده از مواد جامد قابل‌حمل با سیال حفاری
  • استفاده از روش‏های افزایش گرانروی و کاهش جریان‏پذیری سیال در شکاف‏های سازند
  • کاهش وزن ستون سیال حفاری به منظور کاهش نیروی تشدید کننده هرزروی
  • استفاده از مواد پلیمری سازگار با فرایند حفاری باشد به صورتی که در محل هرزروی از هدر رفت سیال جلوگیری نماید و یا جریان‎پذیری سیال در خارج از لوله جداری (محیط سازند) را کاهش دهد. (یکی از پلیمرهای رایج در این مورد، پلی اکریل آمیدها هستند که با عوامل اتصال عرضی کاتیونی (مانند آهن یا کروم سه‌ظرفیتی) به حالت شبکه‎ای و سخت تبدیل می‏شوند تا هرزروی کنترل گردد).
  • استفاده از روش‏های شناسایی سریع منطقه هرزروی در ابتدای حفاری مته تا بلافاصله پس از ثبت اولین نشانه‏های هرزروی سیال و پیش از ادامه حفاری در آن منطقه، با ارائه راهکارهای سریع و مناسب از تسری این مشکل ممانعت نماید.
  • استفاده از مواد نشت‏بند جامد (مانند رس‎ها یا مواد کربنی تقویت‌شده) باشد که همراه با سیال حفاری به منطقه هرزروی پمپاژ شود (شکل 3). البته در این مورد، باید اهتمام ویژه‏ای صورت پذیرد تا دلایل عدم کارآمدی مواد متداول کنترل هرزروی شدید سیال شناسایی و رفع گردند.

شکل 3- تصویر عملکرد مواد نشت بند متداول و امکان تلفیق و بهینه‌سازی آن‌ها

  • ارائه روش‏های محاسباتی و تحلیل ابعادی برای کنترل هرزروی برای دسته‏بندی، فرمولاسیون و کنترل مؤثرتر هرزروی

رویکردهای غیر قابل قبول :

 

  • مواد و روش‎هایی که کنترلی بر محل دقیق هرزروی ندارند.
  • مواد و روش‎هایی که هزینه تأمین آن‌ها بیش از هزینه معادل با وقفه کار دکل حفاری باشد.
  • موادی که امکان پمپاژ یا تزریق آن‌ها به درون چاه مقدور نباشد.
  • مواد و روش‎هایی که باعث تخریب سازند نفتی یا گازی شوند.

نوع همکاری مطلوب :

 

  • برون‌سپاری (Outsourcing)

موارد مورد نیاز در پیشنهادات :

 

کلیه موارد زیر در طرح ارائه‌شده باید مشخص شوند:

  • شرح اجمالی فناوری یا روش پیشنهادی (اصول، مشخصات و ویژگی‌ها و موارد استفاده)
  • منحصربه‌فرد بودن فناوری/ روش پیشنهادی
  • سطح بلوغ طرح (مفهوم، پروتوتایپ، آماده تجاری‌سازی، تجاری شده) و وضعیت مالکیت فکری طرح
  • عملکرد کنونی
  • طرح توسعه و تشریح جدول زمان‌بندی و مراحل طراحی، ساخت، تست و تحویل
  • ویژگی‎های عملکردی، مواد و تجهیزات موردنیاز و روش و شرایط اجرای فرآیند
  • شرح هزینه‌های موردنیاز
  • پیش‌زمینه‌ها، تجارب و تخصص‌های مرتبط با مسئله موردنظر
  • نوع همکاری مورد تمایل با شرکت متقاضی
  • توصیف تیم/ سازمان (رزومه علمی و اجرایی تیم یا فرد)

درجه اهمیت :

مهم

کلیه فناوران، شرکت های دانش بنیان، دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و سایر شخصیت های حقیقی و حقوقی فعال در این زمینه می توانند پیشنهادهای خود را از طریق سایت(روی لینک ارسال پاسخ در انتهای این صفحه کلیک کنید) یا پست الکترونیک Proposal@boomerangtt.com ارسال نمایند.

همچنین به منظور کسب اطلاعات بیشتر با شماره های  02188398563 و 02188398543 تماس حاصل فرمائید.

تاریخ عنوان فایل عملیات
95/12/02 RFP دانلود فایل
95/12/02 Proposal Template دانلود فایل
ارسال پاسخ