آنچه امروزه به عنوان تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) ، از آن یاد می شود کلیه عملیات هایی است که پس از رسیدن مته به عمق نهایی چاه انجام می شود. اما بهترین تعریفی که می توان ارائه نمود عبارتست از کلیه برنامه هایی که یک دکل انجام می دهد تا مسیری جهت تولید سیالات مخزن ایجاد نماید.
امروزه در صنعت حفاری، متراژ خوب یک رکورد محسوب نمیشود بلکه نحوه تکمیل چاه و اتخاذ تصمیمات صحیح در برنامه ریزی، آینده چاه را رقم می زند.

نکته:
هرچه نیاز چاه به تعمیر به مدت زمان بیشتری بیانجامد نشانگر تکمیل بهینه تری است که مهندسین برنامه ریزی برای چاه مذکور در نظر گرفته اند.

پس یک مهندس برنامه ریز، جهت اتخاذ تصمیمات صحیح علاوه بر آشنا بودن به انواع وسایل درون چاهی باید مقدماتی از مخزن (مخازن هیدروکربنی) نیز بداند. قطعا نتایجی که در اثر تولید به مخزن دیکته می شود را بشناسد و رفتارهای مخزن را بعد از تولید حدس بزند. پس هر چه فرآیند تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) ، سرعت این تغییرات را کمتر نماید مناسب تر است، به بیان دیگر تکمیلی ارجح تر است که پارامترهای اصلی مخزن را کمتر متاثر سازد. مثلا اگر با دو روش متفاوت دو حلقه چاه در مخزنی حفر شود و افت فشار حادث از چاه شماره یک P1∆ و چاه شماره دو را P2∆
بنامیم و اگر P2< ∆P1∆ باشد نتیجه میگیریم که روش تکمیل چاه شماره دو روش مناسب تری را ارائه میدهد.
پس از انتخاب بهترین روش برای تکمیل که به پارامترهای بسیاری بستگی دارد، چاه در آینده بهره وری خود با تغییراتی که در مخزن پیش می آید یا مسائل مختلفی که باعث تخریب مسیر تولید می شود نیاز به تعمیر می یابد و تعمیر یک چاه با شناخت کامل وسایل درون چاه و وضعیت چاه ممکن می سازد.


وسایل درون چاه
نمونه ای از وسایل درون چاه (چنگک لاینر)

بعد از رسیدن به عمق نهایی و تکمیل جداره گذاری چاه و سیمانی کردن آن، یک سری تجهیزات پوشاننده و محافظ باید در بالای چاه نصب گردد. تجهیزات سرپوش چاه بخش فورانگیر (BOP) را که دارای یک سیستم فشار بالا است همراهی می کنند.
عملیات تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) ، شامل نصب توپک یا مجرا بند (Packer)، لوله مغزی یا لوله استخراجی (Tubing) و شیر های ایمنی (Safety valves) و همچنین سوارخ کاری (Perforation) مخزن تولید کننده است.
روش های تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) ، بسیار متفاوتند و به ایده و روش کار افراد مختلف بستگی دارند. برنامه تکمیل هر چاه، پیش از آغاز عملیات حفاری آن شروع شده و تا فرا رسیدن مرحله تکمیل و حتی پس از آن یعنی تا زمان در مدار تولید قرار گرفتن چاه ادامه می یابد. یک برنامه تکمیل باید به گونه ای اجرا شود که با حداقل هزینه، بیشترین تولید را برای مدت طولانی ممکن سازد، پس نکاتی که هنگام طراحی برنامه تکمیل باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:
– تولید موثر و بهینه سیالات سازند
– صرفه جویی در هزینه ها و عملیات تعمیر چاه با آینده نگری در برنامه ریزی ها
– در چاه هایی که احتمال تولید آب نمک اضافی به همراه نفت وجود دارد، باید لوله های جداری و مغزی با اندازه بزرگتر را به کار برد.
– در چاه هایی که به شکست سازند توسط حجم زیادی از سیال نیاز باشد، باید لوله های جداری یا مغزی در ابعاد کوچکتر را استفاده کرد.


لوله جداری و لوله مغزی
شماتیکی از لوله های جداری و لوله مغزی

انواع روش های تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) عبارتند از:

الف) تکمیل حفره باز (Open Hole Completion – OHC)
ب) تکمیل لوله پوش (جداری/آستری) (Cased Hole Completion – CHC)
ج) تکمیل با رشته های تکمیلی پیشرفته (Completion String)

تکمیل حفره باز:
این نوع تکمیل، معمولا در مخازن کربناته که سنگ مخزن از نظر مکانیکی دارای استحکام لازم است، مورد استفاده قرار می گیرد. ابتدا چاه تا بالای مخزن حفاری شده و پس از راندن لوله های جداری و سیمان کاری آنها، حفاری مخزن بهره ده تا عمق مورد نظر ادامه می یابد و چاه به صورت حفره باز تکمیل می گردد.
پس از رسیدن به عمق نهایی، سری کامل نمودارهای ارزیابی مخزن در چاه رانده شده و چاه با یک مایع سبک (معمولا گازوئیل) که فشار ایستایی کمتر از فشار مخزن ایجاد می کند، جابجا شده . جریان داده می شود.
باید توجه داشت که در مخازن کربناته به شرطی که چاه دچار ریزش نشود می توان از OHC استفاده کرد(مانند بعضی از چاه های میدان آغاجاری و گچساران) همچنین در مخازنی که سطح آب و نفت(woc)  و گاز و نفت(goc)  فاصله ی مناسبی داشته باشد قابل اجراست.


تکمیل حفره باز (Open Hole Completion – OHC)
شماتیکی از تکمیل حفره باز

* از مزایای تکمیل چاه به صورت حفره باز عبارتند از:
– در این روش هزینه مشبک کاری وجود ندارد.
– تفسیر نمودارهای مخزنی بهتر صورت می گیرد.
– سطح تماس سنگ مخزن و ستون چاه در حالت حداکثر قرار دارد (معمولا مشبک کاری چاه، فقط در یک جهت از حفره چاه صورت می گیرد نه تمام جوانب)
– افزایش عمق به منظور تکمیل چاه راحت تر است.
– به راحتی می توان چاه را به چاه لوله پوش مشبک تبدیل نمود.

* از معایب تکمیل چاه به صورت حفره باز عبارتند از:
– در صورت تولید آب یا گاز ناخواسته، کنترل سیال ناخواسته مشکل است.
– تحریک و انگیزش انتخابی سازندها مشکل می باشد.
– گاهی باعث افزایش هزینه دکل می گردد (به دلیل امکان گیر کردن رشته در حفره باز و نیاز به باز کردن پنجره در جداره ها یا حفاری انحرافی که زمان حفاری را افزایش می دهد.)
– به دلیل حرکت و تولید ماسه، به تمیزکاری مجدد چاه نیاز است.
– امکان ریزش لایه های شیلی و از دست دادن لایه تولیدی وجود دارد.

نکته:
نکته ای که در اینجا باید در نظر قرار داد این است که این نوع تکمیل، زمانی مناسب است که یک لایه ضخیم و هم جنس محتوی نفت یا گاز وجود داشته باشد.
همچنین اگر شیل هایی که متورم می شوند، به صورت لایه هایی در بین طبقات تولیدی مخزن وجود داشته باشند، برای جلوگیری از ریزش آنها می توان در چاه حفره باز، بدون سیمان کاری یک لوله آستری راند.

تکمیل لوله پوش (جداری/آستری)
معمولا لوله های آستری در قسمت سنگ مخزن چاه، برای جلوگیری از تورم نواحی رسی، ریزش لایه های ماسه ای و جدا کردن زون های گازی و آبی از لایه های تولیدی رانده می شوند. اگر طبقات تولیدی از رسوبات سست و به هم نچسبیده تشکیل شده باشند، برای پوشانیدن دیواره چاه از لوله آستری مخصوصی استفاده می شود تا از ورود دانه های ماسه به چاه و داخل وسایل تولیدی سر چاه جلوگیری شود.
مشبک های لوله می توانند به صورت شکاف های نازک طولی یا سوراخ های دایره شکل باشند. معمول ترین نوع تکمیل با لوله آستری، راندن و سیمان کردن این لوله ها در سنگ مخزن و سپس مشبک کاری در لایه های تولیدی مخزن است. در این حالت سیمان جلوی طبقات سست ماسه ای را می گیرد. برای جلوگیری از ورود ماسه ها به داخل چاه، از مواد شیمیایی چسبنده استفاده می شود.
قابل توجه است که در تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) توسط لوله آستری، پس از حفاری تا عمق مورد نظر، نمودارهای الکتریکی رانده شده و چاه برای راندن لوله آستری آماده می شود. اگر از لوله آستری مشبک استفاده شود، این لوله ها توسط لوله های حفاری با وسایل مخصوص نصب لوله آستری به داخل چاه رانده می شوند.
وسیله نصب آویزان کننده لوله آستری ممکن است یک ابزار ساده به صورت قفل باشد که در بالای آستری آویز بسته می شود یا ممکن است ترکیبی از وسایلی باشد که می توان از طریق آن، گردش گل را انجام داد و توپک آستری آویز را نصب نمود و سپس از آن جدا کرد. عملیات سیمان کاری لوله آستری نیز از طریق ابزار نصب آستری آویز انجام می شود. پس از راندن لوله آستری مشبک، سایر قسمت های تکمیل چاه همانند تکمیل چاه همانند تکمیل یک چاه حفره باز است.


تکمیل لوله پوش (جداری/آستری) (Cased Hole Completion – CHC)
شماتیکی از تکمیل چاه توسط لوله آستری

نکته:
 معمولا اگر نفت فاقد H2S و مواد خورنده دیگر باشد از طریق لوله پوش، تولید صورت می گیرد.

* از مزایای تکمیل چاه به صورت لوله پوش عبارتند از:
– در صورت تولید آب یا گاز ناخواسته، کنترل سیال ناخواسته به راحتی انجام می شود.
– تحریک قسمت هایی از سازند توسط اسید و … میسر است.
– قسمت اعظم ماسه تولیدی از سازند، قابل کنترل است.
– با روش تکمیل چندگانه سازگار است.
– زمان دکل به حداقل می رسد (به دلیل داشتن آستری در محل سازند تولیدی، امکان ریزش لایه های شیلی و پر شدن ستون چاه از ماسه کاهش یافته و در نتیجه در طول عمر تولید، نیاز به استفاده از دکل تعمیراتی برای تخلیه ستون و در مدار تولید قرار گرفتن چاه، کاهش می یابد).

* از معایب تکمیل چاه به صورت لوله پوش عبارتند از:
– هزینه مشبک کاری ممکن است بالا باشد.
– با برخی روش های حفاری خاص سازگار نیست (مخصوصا در جدارهای کوچک مانند “3.5).
– برخی اوقات، تفسیر نمودارهای گرفته شده از سازند به دلیل اثرات لوله جداری و آستری پیچیده میشود.

* گفتنی است که تکمیل چاه از طریق لوله جداری مشبک شده یکی از متداول ترین راه ها است. این نوع تکمیل، شانس انجام تعمیرات بعدی چاه را افزایش می دهد. همچنین این روش برای آزمایش چندین ناحیه و تکمیل مجدد در لایه هایی که از نفت تخلیه شده اند، مناسب است. این نوع تکمیل برای انواع سازندها میسر بوده و راه های گوناگونی برای تکمیل یک چاه با این روش وجود دارد. وسایل لازم برای تولید همزمان اما جداگانه از چندین لایه در یک چاه، بوجود آمده است.
در این نوع تکمیل، چندین رشته لوله جداری رانده و سیمان کاری می شود. تولید گاز یا آب اضافه همراه نفت در چاه های لوله پوش بهتر از چاه های حفره باز قابل کنترل است و فواصل جداگانه در یک قسمت تولیدی را می توان به صورت مجزا اسیدکاری نمود. قبل از راندن لوله پوشش، می توان نمونه گیری، مغزه گیری یا لایه آزمایی انجام داد و در صورت مناسب نبودن لایه های تحتانی مخزن، لوله جداری را در فواصل بالا قرار داد.

تکمیل با رشته های تکمیلی (لوله مغزی):
رشته هاي تكميلي عالي ترين نوع تكميل را ارائه مي كنند. وجود سيالات خورنده، سازندهاي ماسه زا ، لايه هاي بهره ده با فشارهاي متفاوت، گراني وغير قابل تعويض بودن لوله هاي جداري، ايمني چاههاي حومه شهري ، مسائل زيست محيطي چاه هاي  دريايي، مخازن كم فشار، چاه هاي تزريقي، تكميل هاي فوق پيشرفته و … باعث بوجود آمدن اينگونه تكميل ها شده است.

تكمیل چاه به این روش دارای انواع متعددی است كه عبارتند از:
– رشته تكمیلی زنده سازی
– رشته تكمیلی حومه شهری،مرزی،دریایی
– رشته تكمیلی تزریق آب 
– رشته تكمیلی تزریق گاز
– رشته تكمیلی دوگانه
– رشته تكمیلی گازی و نفتی محافظ
– رشته تكمیلی كنترل كننده ماسه
– رشته تكمیلی حومه شهری و كنترل كننده ماسه
– رشته تكمیلی همراه با پمپ درون چاهی
– رشته تكمیلی با سیستم هوشمند و …

تمامی رشته های فوق قابلیت های فوق العاده ای را به چاه می بخشد و نقش انکار ناپذیری را در آینده چاه به عهده می گیرند.  وجود یک رشته تکمیلی در چاه موهبتی است که هم در زمان تولید و هم در زمان تعمیر چاه باعث کارآیی فوق العاده چاه گشته و امکان عملیات های متفاوت را میسر می سازد. 

دلایل متعددی برای استفاده از این روش وجود دارند که عبارتند از:
– وجود سیالت خورنده
– سازندهای ماسه زا
– امکان گردش سیال چاه
– چاه های تزریقی
– لایه های بهره ده با فشار متفاوت
– ایمنی چاه های حومه شهری
– مسائل زیست محیطی چاه های دریایی


تکمیل با رشته های تکمیلی پیشرفته (Completion String)
نمونه ای از تکمیل با رشته های تکمیلی

* از مزایای استفاده از لوله مغزی به عنوان لوله تکمیل عبارتند از:
– در مخازنی که فشار زیاد و حجم تولید کم است، قطر کم لوله مغزی، قدرت جریانی بیشتری را ایجاد می کند. تولید از طریق لوله جداری و تکمیل با لوله مغزی، در هنگام بهره برداری، از نظر کنترل چاه ایمنی بیشتری دارد.
– در صورت احتیاج به کشتن چاه، به راحتی می توان از طریق لوله مغزی، مایع درون چاه را با مایع سنگین که نسبت به فشار مخزن، فشار ایستایی بیشتری ایجاد می کند، جابجا نمود.
– در هنگام آسیب دیدن یا مسدود شدن چاه، می توان لوله مغزی را به آسانی از آن خارج نمود و پس از ترمیم و رفع عیب، دوباره به داخل چاه راند.
– توپک نصب شده به همراه لوله مغزی از تماس جریان چاه با لوله های جداری جلوگیری کرده و در نتیجه از خورده شدن و خسارت دیدن این لوله ها جلوگیری به عمل می آورد. توپک ها مانع انتقال فشار مخزن به لوله جداری و قسمت های پایین تاج سر چاه شده و احتمال نشست از طریق فضاهای حلقوی بین سایر لوله های جداری را از بین می برند.

* از معایب استفاده از لوله مغزی به عنوان لوله تکمیل عبارتند از:
– امکان فرسودگی لوله ها در طول زمان
– هزینه انجام این روش
– صرف زمان بیشتر
– مخارج سنگین تعمیر چاه
– و…

نکته:
از این روش معمولا برای مناطقی که حاوی مواد خورنده هستند برای جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی لوله جداری استفاده می شود.

نکته نهایی:

تمام این روش هایی تکمیل چاه های نفت و گاز (Well Completion) که در بالا ذکر شد، بصورت تئوری می باشد و برای درک بهتر انواع روش ها می باشد و انتخاب روش و نحوه اجرای آن بستگی به شرایط و تجهیزات حاضر دارد.


استفاده از این محتوا با ذکر منبع و لینک مستقیم به مقاله مجاز است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فارسی