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 |
2 فصل دوم مروری بر ادبیات موضوع.. 3
2.1.3 فشار هیدرواستاتیک.... 4
2.3 نشانه های وقوع سیلان.. 5
2.5 کنترل فوران چاههای نفت و گاز 6
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..
5.1 حرکت به سوی حفاری علمی..
5.3 ایجاد سازمان ملی کنترل فوران چاههای نفت و گاز
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
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.
در ابتدای این فصل، میبایست تعاریف واژههای کلیدی را بیان کرد.
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.
در صورتی که سریعا، سیلان تشخیص داده نشده و کنترل نشود، فشار سازندی بر فشار هیدرواستاتیک ستون سیال غلبه میکند و فوران خواهیم داشت.
فشار ناشی از وزن گل حفاری، که با افزودن موادی به آن ، قابل تغییر است.
فشاری که از سیال درون سازند، بر گل حفاری وارد می شود.
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.
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
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
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.
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)
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.
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.
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
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
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.
1.آزمایش نشتی[5].
2.بررسیهای میدانی .
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.
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.
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
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.
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.
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.
پس از مطالعهی روشهای کنترل فوران در ایران و نتایج حاصله، پیشنهادات زیر قابل ارائه میباشد:
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
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.
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.
[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) |
|
|