X
تبلیغات
رایتل

کنترل فوران چاه های نفت و گاز


چکیده

کنترل فوران چاه­های نفت و گاز،  یکی از مهم­ترین دغدغه­های صنعت حفاری است و به همین علت در این تحقیق به این موضوع پرداخته شده است.

درفصل اول، مقدمه­ای بر کنترل فوران چاه­های نفت و گاز و اهمیت آن و ضرورت بررسی علمی آن آورده شده است.در فصل دوم، مفاهیم و تعاریف اولیه و روش­های کلی کنترل فوران چاه­ها، بیان شده است. در فصل سوم، به روش تحقیق پرداخته شده که در این تحقیق از دو روش آزمایش و بررسی­های میدانی، استفاده شده است. در فصل چهارم، به عنوان نمونه، روش کنترل فوران یک نمونه چاه نفتی و یک نمونه چاه گازی ایران، آورده شده است و در پایان، نتایج تحقیق و پیشنهاداتی برای حل مشکلات فعلی کشور در زمینه­ی کنترل فوران آورده شده است.

.

واژه‌های کلیدی:

کنترل فوران، سیلان، کشتن چاه، فشار شکست سازند، فشار هیدرواستاتیک


فهرست عناوین

صفحه

1   فصل اول  مقدمه. 1

2   فصل دوم مروری بر ادبیات موضوع.. 3

2‌.1‌  تعاریف   4

2‌.1‌.1‌  تعریف سیلان.. 4

2‌.1‌.2‌  تعریف فوران.. 4

2‌.1‌.3‌  فشار هیدرواستاتیک.... 4

2‌.1‌.4‌  فشار سازندی.. 4

2‌.1‌.5‌  فشار شکست سازند. 4

2‌.2‌  دلایل سیلان.. 5

2‌.3‌  نشانه های وقوع سیلان.. 5

2‌.4‌  پیشگیری فوران.. 6

2‌.5‌  کنترل فوران چاه­های نفت و گاز 6

2‌.5‌.1‌  کنترل اولیه­ی چاه 6

2‌.5‌.2‌  کشتن چاه 7

2‌.5‌.3‌  مهار چاه 8

3  فصل دوم روش تحقیق... 11

3‌.1‌  آزمایش نشتی.. 12

    3‌.1‌.1  فرایند تست نشتی.. 13

3‌.2‌  بررسی­های میدانی.. 14

4   کنترل فوران چاه نفت 50 اهواز و چاه گازی 23 کنگان.. 15

4‌.1‌  عملیات مهار چاه نفت 50 اهواز 16

4‌.2‌  عملیات مهار چاه گازی 23 کنگان.. 21

5   نتیجه­گیری و پیشنهادات... 23

5‌.1‌  حرکت به سوی حفاری علمی.. 24

5‌.2‌  ارتباط صنعت و دانشگاه 24

5‌.3‌  ایجاد سازمان ملی کنترل فوران چاه­های نفت و گاز 25

منابع و مراجع.. 26

 

فهرست اشکال

صفحه

شکل 2- ‌‌1  نمای بیرونی شیر فوران گیر. 7

شکل 2-2 آب­پاشی برای خاموش کردن شعله­های آتش............................................................................9

شکل 3-1 فشار شکست سازند..................................................................................................................13

شکل 4-1 نصب دودکش زیر چتر آب توربو­پمپ­ها......................................................................................18

 


1         
فصل اول
 مقدمه
مقدمه

مهار فوران چاه­های نفت و گاز، همواره یکی از دغدغه­های پس از کشف نفت بوده است.آزاد شدن نیروی عظیم طبیعت، به صورت خارج از کنترل،  هولناک است.بدون شک، کنترل فوران مقوله­ایست و مهار فوران چاه­های سرکش که از کنترل خارج شده­اند، مقوله­ای دیگر، هرجا که چاهی برای استخراج نفت و گاز حفر می­شود، می­بایست تمهیدات لازم برای کنترل فوران و در صورت خارج شدن فوران از کنترل، مهار چاه نیز مد نظر قرار گیرد، به همین دلیل است که کلیه­ی دکل­های حفاری در خشکی و دریا مجهز به تجهیزات کنترل فوران می­باشند. براساس مقررات شرکت­های حفاری، دستورالعمل­های لازم برای مقابله با این پیشامد باید تدوین شود و مسئولیت­های اشخاص، معلوم شود و افراد بر پایه­ی مسئولیت­های محوله می­بایست دوره­های آموزشی لازم را طی کنند.

پیامدهای فوران چاه­های نفت وگاز، بسیار ناگوار است، ساده­ترین فوران می­تواند میلیاردها تومان، به تجهیزات، خسارت وارد کند و ده­ها میلیارد تومان از ذخایر طبیعی کشور را نابود و به محیط زیست خسارات جبران­ناپذیری وارد ­کند و ممکن است، این حادثه، خسارات جانی نیز داشته باشد.لازم به ذکر است که احتمال وقوع فوران همواره وجود دارد و این مختص شرکت، کشور و یا منطقه­ی خاصی نیست ومی تواند در چاه­های دریایی و یا حفرشده در خشکی حادث شود.فوران ممکن است در چاه­های بسیار عمیق و با فشار بالا و یا در چاه­های کم­عمق و با فشار پایین حادث شود.

مهار چاه­های سرکش، نیازمند دانش، هنر، خلاقیت و تجربه است و تنها در قالب یک کار گروهی منسجم با مدیریت قوی ممکن می گردد. بدون داشتن دانش مهندسی حفاری، مخازن، زمین­شناسی و سایر علوم مرتبط با نفت وگاز، مهار چاه امکان ندارد. طبیعی است که این مجموعه از دانش­های ذکرشده، در یک گروه از کارشناسان جمع می­شود.

 


2       
فصل دوم
مروری بر ادبیات موضوع

2‌.1‌       تعاریف

در ابتدای این فصل، می­بایست تعاریف واژه­های کلیدی را بیان کرد.

2‌.1‌.1‌        تعریف سیلان:

سیلان عبارت است از ورود سیال سازندی به درون حفره چاه،  در شرایطی که بلا فاصله، فشار سازندی بیشتر از فشار هیدرواستاتیک ستون سیال حفاری نشود.

2‌.1‌.2‌       تعریف فوران:

در صورتی که سریعا،  سیلان تشخیص داده نشده و کنترل نشود، فشار سازندی بر فشار هیدرواستاتیک ستون سیال غلبه می­کند و فوران خواهیم داشت.

2‌.1‌.3‌      فشار هیدرواستاتیک:

فشار ناشی از وزن گل حفاری، که با افزودن موادی به آن ، قابل تغییر است.

2‌.1‌.4‌      فشار سازندی:

فشاری که  از سیال درون سازند، بر گل حفاری وارد می شود.

2‌.1‌.5‌      فشار شکست سازند:

حداکثر فشاری که سازند تحمل می­کند. اگر فشار هیدرواستاتیک بیشتر از این مقدار باشد، سازند شکسته شده و گل حفاری به درون شکستگی­ها نفوذ می­کند.

 

 

2‌.2‌     دلایل سیلان[1]

1.عدم پایش مناسب سیال حفاری جابه­جا شده، ناشی از پیمایش رشته حفاری.

- در هنگام خارج نمودن رشته­ی حفاری از چاه، از پربودن چاه از سیال حفاری، باید اطمینان حاصل کرد.

2. کاهش فشار سیال حفاری ناشی از خاموش شدن پمپ­های گل

3.کاهش فشار سیال حفاری، ناشی از کاهش ارتفاع سیال­ دراثر خارج شدن رشته حفاری و پر نکردن چاه

4. کاهش فشار سیال حفاری، ناشی از مکش ایجاد شده در اثر بیرون کشیدن رشته حفاری

2‌.3‌    نشانه­های وقوع سیلان[2]

1. افزایش در سرعت حفاری(ROP) .

2. افزایش گشتاور و درگ در حین حفاری.

3. کاهش در چگالی شیل.

4.تغییرات خواص سیال حفاری.

5. افزایش شکل و اندازه کنده­ها[1]

6. افزایش میزان گاز حل شده در سیال حفاری، حین حفاری، حین پیمایش و اتصال لوله­های حفاری.

7. افزایش دمای سیال حفاری خروجی از چاه

8.بالاآمدن ناگهانی و غیر معمول سطح گل در تانک گل

2‌.4‌     پیش­گیری فوران

با افزایش دقت و توجه به نکات ایمنی در مراحلی از حفاری که احتمال وقوع سیلان زیاد است و توجه به نشانه­های وقوع سیلان، می­توان بلافاصله پس ازوقوع سیلان، با افزایش وزن گل حفاری، آن را کنترل کنیم و از وقوع فوران جلوگیری کنیم.

برای این منظور فشار هیدرواستاتیک گل حفاری باید بین فشار سیال سازند وفشار شکست سازند باشد.اگر فشار هیدرواستاتیک کمتر از فشار سیال سازند باشد، سیال ، به درون سازند می­آید وسیلان رخ می­دهد و در صورتی که از  فشار شکست سازند بیشتر باشد، پس از شکسته شدن سازند، گل به درون سازند رفته و در اثر کاهش فشار گل، سیال به درون سازند می­رود.

2‌.5‌    کنترل فوران چاه­های نفت و گاز

کنترل فوران چاه­های نفت و گاز به سه  مرحله­ی زیر تقسیم می­شود[3]:

الف) کنترل اولیه­ی فوران

ب) کشتن چاه (کنترل ثانویه)

ج) مهار چاه (کنترل ثالثیه)

2‌.5‌.1‌      کنترل اولیه­ی چاه

هنگامی که سیال سازندی به درون چاه می­آید، در صورتی که سرعت سیال ، کم باشد با مشاهده­ی نشانه­های سیلان، می­توان وزن گل را افزایش داد و در همین ابتدای کار،  فوران را مهار کرد.

2‌.5‌.2‌     کشتن چاه

در صورتی که سرعت سیال سازندی زیاد باشد، پس از زمانی اندک به سطح می­رسد. در این مرحله  از یک شیر فوران­گیر[2] که در بالای چاه تعبیه شده، استفاده می­شود که با افزایش فشار ناگهانی، به صورت خودکار بسته شده و فوران را مهار می­کند.(شکل 2-1)

 

شکل2-1 نمای بیرونی شیر فوران گیر

   در این مرحله سیال موجود در پشت شیر فوران گیر را به روش حجم سنجی خارج می­کنند.برای این کار،  شیر فوران گیر را به صورت تدریجی و در چند مرحله باز کرده و سیال را خارج می­کنیم.

2‌.5‌.3‌    مهار چاه

   اگر سیال سازندی با فشار و سرعت زیاد به سمت بالا حرکت کند و شیر فوران گیر هنوز نصب نشده باشد، سیال پر­فشار تمامی تجهیزات سرچاهی رااز جا کنده و به اطراف پرتاب می­کند و سیال در سطح فوران می­کند.دمای اشتعال سیال،  پایین است و سیال به راحتی مشتعل می­شود.

این مرحله به دو بخش تقسیم می­شود[4]:

الف)اطفای حریق

ب)مهار کامل چاه

2‌.5‌.3‌.1‌    اطفای حریق

   سیال فوران کرده، به دلیل دمای اشتعال پایین، مشتعل می­شود، برای کنترل فوران، باید ابتدا این آتش را خاموش کرد که به دو صورت امکان­پذیر است:

- بمب خلا: مواد منفجره بر روی حلقه­ای نصب شده و پس از قرارگیری در اطراف چاه، از راه دور منفجر می­شوند، در اثر انفجار تمام اکسیژن اطراف بلعیده می­شود و خلا ایجاد شده باعث خاموش شدن آتش می­شود.

- آب پاشی: برای این منظور، حوضچه­هایی  در اطراف چاه ایجاد کرده و آب مورد نیاز را از طریق لوله به آن منتقل می­کنند.به وسیله­ی این حوضچه ­ها آب را به پمپ­ها منتقل می­کنند و پمپ­ها، آب را با فشار بالا روی آتش ریخته و آن را خاموش می­کنند.(شکل 2-2)

 

شکل 2-2 آب­پاشی برای خاموش کردن شعله­های آتش

2‌.5‌.3‌.2‌   مهار کامل چاه

     این مرحله به دو صورت امکان­پذیر است:

1 . مهار چاه از بالا[3]: اگر تأسیسات سرچاهی به طور کامل از بین نرفته باشند، می­توان با جایگزینی تأسیسات جدید وتزریق گل حفاری سنگین از بالا، چاه را مهار کرد. این امر ، تنها در مواردی که فشار چاه نسبتا پایین باشد، کارامد است و در مورد چاه­های گازی کارساز نیست.

2. مهار چاه از پایین[4]: در این روش، یک یا چند چاه انحرافی را با فواصل ایمن از چاه فوران کرده، حفر می­کنیم و به نقطه­ی پایانی چاه فوران کرده می­رسیم، سپس از چاه انحرافی امدادی، گل حفاری را با فشار بالا تزریق می­کنیم تا پس از ورود به چاه فوران کرده، فوران سیال به درون چاه را متوقف سازد، سپس سیمان را به چاه تزریق می­کنیم وچاه را متروکه  می­سازیم.

     امروزه، در مهندسی حفاری به دلیل سادگی مراحل اول و دوم کنترل چاه، تنها مرحله­ی سوم،  یعنی مهار چاه را کنترل فوران چاه به حساب می­آورند.


3        
فصل سوم
روش تحقیق

مطالعات لازم برای کنترل فوران به دو دسته تقسیم می­شوند:

1.آزمایش نشتی[5].

2.بررسی­های میدانی .

3‌.1‌      آزمایش نشتی

        برای حفاری یک چاه به صورت ایمن، لازم است اطلاعاتی در مورد سازند مورد حفاری داشته باشیم.بیشترین حجم سیلان کنترل­نشده­ی واردشده به درون چاه، به فشار شکست سازندهای حفاری­شده بستگی دارد.اگر فشار ستون سیال حفاری، مساوی یا بیشتر از فشار شکست سازندهای حفاری شده شود، سازند، شکسته شده و سیال ، وارد چاه می­شود و کنترل تعادل چاه از دست خارج می­شود.

فشار شکست سازندها، در ارتباط با وزن سازند و سیال موجود در حفره­های لایه­های بالایی سازند می­باشد. ترکیب دو وزن سنگ و سیال موجود در حفره­­های لایه های بالایی، تعیین­کننده فشار طبقاتی بر روی هر لایه می­باشد.

با استفاده از تست نشتی،  یک مقدار عددی برای پیش­بینی فشار شکست سازند، به دست می­آید و حد فشاری که می­توان برای حفاری سازند اعمال نمود را به دست می­آوریم.نتایج این آزمایش را می­توان برای محاسبه­ی فشار شکست لایه­ی بعدی به کار برد وهمچنین نتایج این آزمایش، موثر بودن عملیات سیمان­کاری را نشان می­دهد.

         در این آزمایش از بالا، شروع به اعمال فشار بر روی چاه جداره­گذاری­شده می­کنند، به تدریج، فشار را افزایش می دهند تا زمانی­که سیال درون چاه، شروع به وارد شدن، به درون سازند کند. فشاری که سیال شروع به تزریق شدن به درون سازند می­کند را فشار نشتی گویند.(شکل3-1)

شکل 3-1 نقطه­ی مشخص شده، فشار شکست سازندرا نشان می­دهد.

3‌.1‌.1‌       فرایند تست نشتی

قبل از آزمایش، فشارسنج­ها باید بررسی شوند و حد بالای فشار مشخص شود.

1.قبل از حفاری کفشک، لوله­های جداری باید تست شوند.

2.کفشک، سیمان و 5 تا 10 فوت از سازند زیر کفشک لوله­ را حفاری می­کنیم.

3.سیال حفاری را به گردش در می­آوریم و چگالی سیال حفاری ورودی و خروجی را چک می­کنیم.

4.مته را تا لوله­ی جداری بالا آورده و خطوط لوله متصل به پمپ سیمان را وصل می­کنیم.

5.شیرهای فوران­گیر را می­بندیم.

6.با استفاده ازپمپ سیمان، با نرخ پایین در حدود نیم بشکه در دقیقه، سیال حفاری را به درون چاه پمپ می­کنیم ونمودار تغییرات فشار در برابر حجم سیال حفاری را رسم می­کنیم.

7.به محض مشاهده­ی انحراف در رفتار خطی نمودار رسم شده، پمپاژ را قطع می­کنیم.

8.مقداری از سیال حفاری در سازند هرزروی کرده، پس گل جایگزین به درون چاه تزریق می­کنیم.

این آزمایش برای پیش­گیری از فوران و کنترل فوران در مراحل اول و دوم، مفید است اما برای مهار چاه، باید از بررسی های میدانی استفاده کرد.

3‌.2‌    بررسی­های میدانی

این بررسی­ها شامل موارد زیر می­شود:

1.بررسی نشانه­های سیلان

مهم ­ترین بررسی در این بخش، بررسی سطح گل در تانک گل است که تغییر ناگهانی آن، نشان­دهنده­ی وقوع سیلان است

2.محوطه­سنجی

در این بخش، محیط اطراف چاه را بررسی می­کنیم تا در صورت فوران چاه، مکان مناسب، برای موارد زیر مشخص شود

1.مکان حوضچه­های آب

2.مکان استقرار توربوپمپ­ها

3.مسیر حرکت جرثقیل­ها و ماشین­های امدادی


 

 

 

4       
فصل چهارم
کنترل فوران چاه نفت 50اهواز و چاه گاز 23 کنگان

مقدمه

مهار کامل چاه، به دو شیوه­ی مهار از بالا و مهار از پایین تقسیم می­شود. در این فصل، به عنوان نمونه، کنترل فوران یک چاه نفتی که از بالا مهار شده و یک چاه گازی که از پایین مهار شده،  آورده شده است.

4‌.1‌       عملیات مهار چاه نفت 50 اهواز

چاه 50 اهواز، چندین مزیت داشت،  مزیت اول آن این بود که دستگاه حفاری سوخته و مواد وتجهیزات در اطراف آن وجود نداشت, دوم این که در فاصله 10 کیلومتری از محل استقرار تجهیزات کنترل فوران،  مناطق نفت خیز جنوب و شرکت ملی حفاری ایران قرار داشت، لذا دسترسی به ماشین آلات، ابزار ونفرات بسیار سریع بود و نیاز به نقل و انتقالات طولانی نداشت.

اما فشار چاه اهواز 50 به مراتب بیشتر از فشار چاه 24 نفت شهر بود، از طرفی تجهیزات، ماشین آلات، سازمان و نیروهایی که که در نفت شهر به کار گرفته شدند، در زمان فوران چاه 50 اهواز وجود نداشتند.نیروهای شرکت ملی حفاری باتجارب به دست آمده از چاه 50 و تجارب بعدی به سازماندهی و برنامه­ریزی منسجم در کنترل فوران چاه های دیگر رسیدند.

در اولین قدن لازم بود، میزان خرابی شیرهای سرچاهی بررسی شوند، برای انجام این کار مهارگران بایستی به چاه نزدیک می شدند.شعله ی بی امان آتش اجازه ی نزدیک شدن را به مهارگران نمی داد و برای این کار لازم بود یا شعله خاموش شود و یا مهارگران زیر چتری از آب ابتدا دودکشی را روی چاه قرار می دهند، تا شعله به ارتفاعات بالاتر منتقل شده و بتوانیم به دهانه چاه نزدیک شویم. ابتدا با استفاده از مواد منفجره سعی در خاموش سازی شعله نمودیم.

همان گونه که قبلا گفته شد، برای مشتعل ماندن یک شعله چهار عامل لازم است : حرارت، مواد سوختنی، واکنش های شیمیایی و اکسیژن، حال اگر یکی از عوامل گفته شده از محیط حذف شود، شعله خاموش خواهد شد.

انفجار باعث می شود اکسیژن موجود در اطراف شعله برای لحظاتی مصرف شود، ولی این موضوع لحظه­ای است، نتیجه ی انفجار می تواند باعث خاموش شدن شعله شود، ولی چنانچه پس از انفجار مجددا جریان اکسیژن، حرارت، مواد سوختنی و واکنش های شیمیایی در محیط باشند، چاه مشتعل می شود، این همان اتفاقی بود که در چاه 50 افتاد، انفجار باعث خاموش شدن شعله برای چند لحظه می شد، ولی چون ما توان خنک کردن محیط تا زیر دمای اشتعال مواد نفتی را نداشتیم، چاه مجددا مشتعل می شد.

با توجه به فوران بیش از 60 هزار بشکه نفت در روز، خنک کردن محیط در یک لحظه ممکن نبود. پس از چند بارتلاش نا­موفق برای خاموش سازی شعله توسط انفجار تصمیم گرفته شد،  با وجود شعله چاه مهار شود.

برای این کار اقدام به محوطه سازی و تسطیح اطراف چاه شد. یک حوضچه­ی ذخیره­ی آب با ابعاد 70 در 100 متر و به عمق 3.5 متر در زمین کنده شد، آب مورد نیاز این استخر از طریق لوله کشی و پمپاژ آب­های سطحی تامین شد. سیستم پمپاژ با فشار و دبی بالا برای ایجاد چتری از فواره های آب ایجاد شد.

گروههای عملیاتی در حالی که آتش بالای سر آن ها در حال خروش بود، تنها با حمایت فواره­های آب­پاش مستقر در محوطه می­توانستند به چاه نزدیک شوند.

با توجه به حجم فوران و حرارت ایجاد شده، حجم آب مورد نیاز برای برای خنک کردن محیط بسیار بالا بود، مهار­گران پس از تامین آب لازم موفق شدند به دهانه چاه نزدیک شوند و دودکش با قطر 42 اینچ را امتحان کنند.اما به دلیل سرعت بالای فوران موفق به نگهداری دودکش بالای دهانه چاه نشدند.

مهار­گران بار دیگر سعی در نصب دودکش 52 اینچ نمودند، اما دوباره به دلیل سرعت بالای فوران و حجم کم چتر آب ناموفق بودند.پس از چندین بار تلاش ناموفق برای نصب دودکش، سرانجام با نصب دو دستگاه توربو­پمپ در منطقه و افزایش حجم چتر آب، مهارگران موفق به نصب یک دودکش 42 اینچ بر روی چاه شدند. پس از قرار گرفتن دودکش روی دهانه چاه، شعله به بالا منتقل شد و مهارگران زیر چتری از فواره­های آب موفق به نزدیک شدن به دهانه چاه شدند.

شکل 4-1 نصب دودکش زیر چتر آب توربو­پمپ­ها

تاج چاه از سه قسمت زیر تشکیل شده است:

1.سری تولید .

2.سری رشته تکمیل چاه .

3.سری لوله جداری .

در اثر انفجار،  قسمت شماره یک آسیب دیده بود، لذا باید بخش های آسیب دیده، بریده می­شد، با توجه به فوران چاه، دو روش وجود داشت:

الف) قطع قسمت­های آسیب­دیده توسط انفجار هدایت شونده.

ب) برش پیچ­های فلنج رابط بین سری تولید و سری رشته­ی تکمیل.

ابتدا در چند نوبت گروه­های عملیات سپاه پاسداران تلاش کردند تا با استفاده از بمب ­های هدایت شونده، اقدام به جداسازی بخش آسیب­دیده سری تولید از روی چاه نمایند. اما نتیجه­ای حاصل نشد، یکی از اعضای عملیات گروه سپاه پاسداران به نام عزیز الماسی به دلیل مکش شدید ایجاد شده در اطراف دودکش نصب شده در دهانه­ی چاه، به شهادت رسید و در جوار رحمت حق تعالی قرار گرفت.

پس از تلاش­های ناموفق و تقدیم یک شهید، برای جداسازی بخش آسسیب­دیده توسط انفجار هدایت شده، تصمیم گرفته شد، با بریدن پیچ­های فلنج 12 اینچ، اقدام به جداسازی شیر توپی آسیب­دیده نمایند.

برای بریدن بخش­های آسیب­دیده­ی چاه در حال فوران، از سیستم جت­ آب مخلوط با ماسه و یا تجهیزات برش با شعله استفاده می­شود. اما برش با آب به دلیل عدم تولیدحرارت از ایمنی بالاتری برخودار است. استفاده از برش با شعله به دلیل وجود آلودگی­های مواد هیدروکربوری در منطقه خطرناک است. اما به دلیل عدم دسترسی به تجهیزات برش با آب، چاره­ای جز استفاده از برش با شعله نبود .برش پیچ­های فلنج 12اینچی، به وسیله­ی آتش در حالی که روزانه 50 میلیون فوت مکعب گاز آماده اشتعال و 50تا 60هزاربشکه نفت خام با سرعت در حال خروج بود. این از بارزترین نمونه­های شهامت و ایثار کارکنان صنعت بود. پس از جداسازی بخش آسیب­دیده­ی سری تولید، سری تکمیل در دسترس قرار گرفت.

جهت نصب شیر توپی جدید لازم بود، ابتدا شعله خاموش شود. برای خاموش­سازی شعله تلاش­های زیادی شد، بارها از طریق انفجار، سعی در خاموش کردن شعله شده که نتیجه بخش نبود. استفاده از بمب های هدایت شونده نیز کارساز نشد. در نهایت تصمیم گرفته شد در حین شعله­ور بودن چاه، عملیات نصب شیر توپی انجام گردد و هم شعله به کنترل در­آید.

این روش نوآورانه برای اولین بار در دنیا توسط متخصصان صنعت نفت ایران به کار گرفته می­شد، برای انجام آن می­بایست مقدمات کار فراهم گردد، در این هنگام، دومین شهید این عملیات به نام محمد علی دوستانی نیز به دلیل سوختگی ، به خیل شهیدان انقلاب اسلامی پیوست و یاران خود را در غم از دست دادنش عزادار کرد.

تجهیز ساخته شده، باید هم شعله را به بالا هدایت می کرد، تا امکان نزدیک شدن مهارگران به دهانه چاه فراهم می­آمد و هم روی فلنج 12 اینچ نشسته وپیچ می­شد و همچنین امکان پمپاژ سیالات به درون چاه جهت کشتن را فراهم می کرد و شیر توپی برای مسدود کردن چاه می­داشت.این یک تجهیز ابداعی بود که برای اولین بار طراحی و ساخته می­شد. نصب آن کار بسیار دشوار و نیازمند رشادت و شجاعت بالایی بود.

مجددا با بهره گیری از توان حداکثری، فشار و حجم لازم برای منحرف کردن شعله و خنک کردن محوطه تامین شد. در حین عملیات نصب تجهیز بر روی چاه که چهار روز طول کشید، اگر یک لحظه فواره­های آب قطع می­شدند، کلیه نفرات گروه مهار تحت حرارت شعله می­سوختند.جهت تامین فشار و حجم لازم برای فواره­های آب پاش، از دو دستگاه توربو­پمپ دیگر استفاده شد که قادر بودند آب را با فشار 200psiپمپ نمایند. شیر توپی که قرار بود بر روی دهانه چاه نصب شود، درون یک دودکش 42 اینچ تعبیه شد.سرانجام دودکش 42 اینچ و شیر توپی روی چاه فرار گرفت. طی چهار روز اعضای گروه، بستن پیچ­های فلنج چاه را در میان آب و دود و گاز و نفت و آتش به پایان رساندند. در تمام این مدت، گروه مهار، زیر حجم انبوه آب قرار داشتند و اگر یک لحظه آب قطع می­شد، مهارگرانی که در دهانه­ی چاه در حال بستن پیچ­ها بودند، حتی فرصت فرار را هم پیدا نمی­کردند.

 

 

 

 

 

4‌.2‌     عملیات مهار چاه گازی 23 کنگان

به دنبال افت فشار چاه و مسدود نمودن آن، در ابتدا شرکت نفت جهت بررسی وضعیت چاه اعزام شد. لوله جداری و لوله مغزی تکمیل چاه 7 اینچ در عمق 66 متری زیر سطح زمین دچار آسیب شده و پارگی ناشی از این آسیب باعث فوران زیرزمینی شده بود.ابتدا آب و سیمان و دیگر افزودنی­ها به درون چاه و دالیز آن پمپ شد تا نقطه شکاف بسته شود، اما موفقیت­آمیز نبود.

با وجود گاز نشت کرده در سطح زمین، اطراف دهانه چاه، هر لحظه امکان مشتعل شدن گاز وجود داشت. در ابتدا تلاش شد تا با پاشش آب بر روی تاج چاه، سعی در حفظ آن نموده تا پس از مهار چاه از زیرزمین بتوان برای ایمن سازی چاه، از تجهیزات سرچاهی آن استفاده نمود.

این اولین مورد فوران چاه گازی بود که نیروهای مهارگر ایرانی با آن مواجه می­شدند، در حالی که، هیچ گونه اطلاعات مستندی از مختصات فنی چاه و موقعیت دقیق آن در دست نبود.پس از برگزاری جلسات متعدد کارشناسی، گروه مهار چاه تصمیم به حفاری دو چاه امدادی در دو سوی چاه 23 کنگان گرفت.

دستگاه حفاری 82 فتح که در حال تکمیل یک چاه در منطقه گازی هما بود، پس از تکمیل چاه در اسفند سال 84 به منطقه اعزام شد و بر روی محلی با فاصله 220 متری از چاه 23 کنگان مستقر شد.پس از سه ماه حفاری در شرایط سخت، چاه امدادی کنکان 23-ب به صورت انحرافی به عمق 2500 متری دست یافت. چاه امدادی دوم با استقرار دستگاه حفاری 42 فتح در فاصله 300 متری از دهانه چاه کنگان23 اقدام به حفاری چاه امدادی 23-الف نمود.

در عملیات مهار آتش چاه 23 کنگان یکی از بزرگ ترین پیچیده­ترین خدمات آب رسانی از طریق خلیج فارس انجام شد، که در نوع خود بی­سابقه و کم­نظیر بود.واحدهای مهندسی در مدتی کوتاه، 6 استخر آب با حجم مجموع 70هزار بشکه ساختند و جهت تامین آب استخرها دو خط لوله 6 اینچ به طول 25 کیلومتر از خلیج فارس کشیده شد.

برنامه چاه های امدادی، دست­یابی به حفره­ی باز چاه و پمپاژ آب و سیال حفاری به­منظور کشتن چاه از زیر محل فوران بود.قطر چاه امدادی در لحطه برخورد با چاه 23 کنگان باید 6 1/8 in می­بود و تحت زاویه 60 درجه تا عمق 2500 متری حفاری می­شد.عدم دسترسی به تجهیزات مکان­یاب الکترومغناطیسی، کار دست­یابی به مسیر چاه در اعماق زمین را دشوار می­نمود.

با حفاری چند حفره انحرافی از حفره اصلی چاه امدادی  کنگان 23-ب، در اطراف قسمت حفره­ی باز  چاه 23کنگان، ارتباط بین چاه امدادی و چاه در حال فوران را تقویت کردیم.پس از حفر 5 مسیر انحرافی از مسیر چاه اصلی ، عملیات تزریق 15 هزار گالن اسیدHCl با غلظت 20 درصد و ریتارد شده، آغاز شد تا باعث بهبود ارتباط بین دو چاه شود.

در این مرحله تصمیم به پمپاژ با حداکثر توان از طریق چاه امدادی، به منظور کشتن چاه گرفته شد. در ساعت 9 و سی دقیقه صبح 7 تیرماه سال 1385، عملیات پمپاژ آغاز شد. از 14 پمپ به صورت همزمان استفاده شد تا به نرخ پمپاژ 90تا120 بشکه در دقیقه رسیدیم.11هزار بشکه آب و سیال حفاری پمپ شد و در نهایت در ساعت 11 صبح روز هفتم تیرماه،  چاه مهارشد.پس از کشتن چاه یک دستگاه حفاری روی چاه 23 کنگان قرار گرفت و عملیات متروکه­سازی چاه را به انجام رسانید.

 


5               
فصل پنجم
نتیجه­گیری و پیشنهادات
      کنترل فوران چاه­های نفت و گاز، یکی از پرچالش­ترین مسائلی است که یک مهندس حفار با آن روبه­رو می­شود، فرایندی که به وسیله­ی آن می­توان میلیاردها تومان از سرمایه­ی کشور را نجات داد والبته برای این مهم، نیاز به دانش بالا و کارگروهی مدیریت­شده داریم.

پس از مطالعه­ی روشهای کنترل فوران در ایران و نتایج حاصله، پیشنهادات زیر قابل ارائه می­باشد:

5‌.1‌      حرکت به سوی حفاری علمی

در سال­های پیش از انقلاب،صنعت حفاری ما تقریبا به صورت کامل در دست شرکت­های نفتی غربی بود، در سالهای جنگ، شرایط بهبود یافت و مهندسین ایرانی، مسئولیت این صنعت را به عهده گفتند اما در سال­های پس از جنگ، دوباره با ورود شرکت­های خارجی و نیاز کشور به تولید بیشتر نفت  و درآمدزایی،مهندسین ایرانی به حاشیه رفتند، این امر موجب شد تا در سال­های اخیرو پس از تحریم­های ضد صنعت نفت ایران، این صنعت با مشکلات زیادی در زمینه­ی تهیه تجهیزات و دانش استفاده از آن­ها مواجه شود.برای حل این مشکل،مسئولین صنعت نفت باید بیش از پیش به تولید علم و حمایت ازظرفیت­های علمی کشور توجه کنند و برای تبدیل این صنعت، به صنعتی به­روز ودارای تکنولوژی پیشرفته تلاش بیشتری داشته باشند

5‌.2‌    ارتباط صنعت و دانشگاه

در سال­های اخیر پیشرفت­های قابل ملاحظه­ای در تولید علم، در دانشگاه­های کشور، قابل مشاهده است، اما باکمی دقت درمی­یابیم که محتوای مفالات تولید شده، قابلیت تولید به طرح­های صنعتی ندارند زیرا این مقالات، براساس نیازهای صنعت ملی ما، تولید نشده اند، برای حل این مشکل، بایدارتباط صنعت و دانشگاه تقویت شده، مسئولین صنعتی، از توانمندی­های نیروهای دانشگاهی، آگاهی یافته و همچنین دانشجویان از نیازهای صنعت کشور باخبر شوند.

5‌.3‌   ایجاد سازمان ملی کنترل فوران چاه­های نفت و گاز

فوران­های متعدد چاه­های نفت و گاز، در سال­های اخیر و مشکلاتی که در هنگام کنترل فوران به دلیل عدم پیش­بینی مشکلات و در نتیجه، عدم آمادگی برای مقابله با حوادث غیرمترقبه، پیش آمده، باعث شده تا بیش از پیش نیاز به ایجاد سازمانی برای مدیریت و برنامه­ریزی کنترل فوران چاه­های نفت و گاز، احساس شود.

 

 


منابع و مراجع

[1]

 

 

بهمنی، حیدر، اصول مهندسی و عملیات کترل فوران و مهار چاه های نفت و گاز". تهران: نشر پارک علم و فناوری دانشگاه تهران؛ (1391)

[2]

 

Li, Xiangfang,”Risk Ranking and well control Measures of Drillling Blowout,China University of petroleum, (2013), 3-6

[3]

 

Leach.Collin, “deep water well control” , Argonauta Drilling services L.L.S,(2013),2-3

[4]

 

T.Bourgoyne,Adam,” MWD Directional survey training manual”, Schlumberger Anadrill,(2006)

 

[5]

 

Grace,D.Robert, “Advanced blowout & well control”, National fire splinker association, (October 2009)

 

 

 



[1]cuttings

[2]Blow Out  Preventer

[3]Top KILL

 

[4]Bottom Kill