1. ما هي عملية الحفر في قاع البئر؟
تُعدّ عمليات الحفر في الآبار وسيلةً تقنيةً لضمان استمرار الإنتاج الطبيعي لآبار النفط والماء خلال عمليات استكشاف وتطوير حقول النفط. يُعتبر النفط والغاز الطبيعي المدفونان على عمق آلاف الأمتار تحت سطح الأرض مواردَ قيّمةً. ويتم استخراج هذه الكنوز النفطية عبر حفر ممرات صخرية تخترق طبقات النفط الجوفية وصولاً إلى سطح الأرض بتكلفة باهظة. خلال عملية الإنتاج طويلة الأمد، تتأثر آبار النفط والماء باستمرار بتدفق النفط والغاز، مما يؤدي إلى تغيرها المستمر وتقادمها التدريجي، وظهور أنواع مختلفة من الأعطال، ما قد يتسبب في توقف الإنتاج الطبيعي، بل وحتى انقطاعه تمامًا. لذلك، من الضروري إجراء عمليات حفر في الآبار التي تعاني من مشاكل أو أعطال، وذلك لاستعادة الإنتاج الطبيعي. تشمل عمليات الحفر بشكل أساسي صيانة آبار النفط والماء، وإصلاحها، وإعادة بناء الخزانات، واختبار النفط.
2. أعمال الصيانة
في عملية إنتاج النفط وحقن الماء في آبار النفط والماء، قد لا تتمكن الآبار من الإنتاج بشكل طبيعي نتيجةً لعوامل مثل إنتاج رمال التكوينات والأملاح، أو دفن التكوينات، أو التصاق رمال المضخات، أو التصاق الأملاح، أو ترسب الشمع على أنابيب الضخ، أو تآكل صمامات المضخات، أو تلف الحشوات، أو تلف الأنابيب، أو انكسار قضبان الضخ. لذا، يهدف صيانة آبار النفط والماء إلى استعادة الإنتاج الطبيعي من خلال عمليات التشغيل والإنشاء.
تشمل صيانة آبار النفط والمياه ما يلي: حقن اختبار بئر المياه، واستبدال الختم، وقياس ملف امتصاص المياه؛ وفحص مضخة بئر النفط، وتنظيف الرمال، والتحكم في الرمال، وكشط شمع الغلاف، وسد المياه، ومعالجة الحوادث البسيطة في قاع البئر، وعمليات الصيانة الأخرى.
مضخة فحص آبار النفط
أثناء تشغيل مضخة بئر النفط، تتعرض للتآكل بفعل الرمال والشمع والغاز والماء وبعض المواد المسببة للتآكل، مما يؤدي إلى تلف مكوناتها وتعطلها، وبالتالي توقف إنتاج البئر. لذا، يُعد فحص المضخة وسيلةً أساسيةً للحفاظ على أدائها الجيد واستمرار الإنتاج الطبيعي للبئر.
تتمثل المهمة الرئيسية لمضخة فحص آبار النفط في رفع وخفض قضيب الشفط وأنبوب النفط. لا يكون ضغط المكمن مرتفعًا، ويمكن استخدام جهاز التحكم في الضغط أثناء عمليات الحفر. أما في الآبار التي تحتوي على أجسام ساقطة أو ذات ضغط تكوين أعلى قليلًا، فيمكن استخدام محلول ملحي أو ماء نظيف أثناء عمليات الحفر بعد إيقاف تدفق النفط، مع تجنب استخدام الطين لقتله.
ينبغي إيلاء اهتمام خاص لأعمال فحص المضخات: الحساب الدقيق لعمق المضخة، والتركيبة المعقولة لقضبان الشفط والأنابيب، وتشغيل قضبان الشفط والأنابيب ومضخات الآبار العميقة المؤهلة، وما إلى ذلك، وهي تدابير مهمة لتحسين كفاءة المضخة.
حقن الماء في حقول النفط
يُعد حقن الماء في حقول النفط وسيلة فعالة للحفاظ على ضغط طبقة النفط، وإجراءً فعالاً للحفاظ على إنتاج مستقر وعالي على المدى الطويل في حقول النفط، وزيادة سرعة استخراج النفط ومعدل الاستخراج النهائي.
بعد تحديد خطة تطوير حقن الماء لحقل النفط، من أجل الحصول على المعلومات ذات الصلة مثل ضغط الحقن وحجم الحقن لكل طبقة حقن، يجب اجتياز مرحلة حقن تجريبية قبل حقن الماء الرسمي.
الحقن التجريبي: قبل البدء الرسمي بحقن الماء في بئر النفط، تُسمى عملية اختبار وبناء بئر الحقن الجديدة أو بئر نقل حقن الماء بالحقن التجريبي. وبالنسبة لبئر حقن الماء تحديدًا، يهدف هذا الإجراء إلى إزالة طبقة الطين والرواسب والأوساخ المتراكمة على جدران وقاع البئر الجديدة أو بئر النفط قبل الحقن، وتحديد مؤشر امتصاص الماء، مما يُهيئ أساسًا متينًا لتنفيذ خطة حقن الماء. وينقسم الحقن التجريبي إلى ثلاث مراحل: تصريف السوائل، وغسل البئر، ونقل حقن الماء، بالإضافة إلى إجراءات الحقن الإضافية اللازمة.
حجب المياه الانتقائي
في عملية تطوير حقول النفط، يؤثر تسرب المياه من طبقة النفط بشكل كبير على أعمال التطوير، بل وقد يقلل من معدل الاستخلاص النهائي. بعد إنتاج بئر النفط للمياه، يتم أولاً تحديد مستوى المياه، ثم استخدام طريقة إيقاف تدفق المياه لإغلاق البئر. يهدف إيقاف تدفق المياه إلى التحكم في تدفقها في الطبقة المنتجة لها، وتغيير اتجاه تدفقها في عملية حقن النفط، مما يحسن كفاءة هذه العملية، ويسعى إلى خفض إنتاج المياه في حقل النفط أو تثبيته لفترة زمنية محددة، وذلك للحفاظ على زيادة إنتاج النفط أو استقراره، وبالتالي تعزيز معدل الاستخلاص النهائي.
يمكن تقسيم تقنية إيقاف تدفق المياه إلى فئتين: الإيقاف الميكانيكي والإيقاف الكيميائي. يشمل الإيقاف الكيميائي الإيقاف الانتقائي وغير الانتقائي، بالإضافة إلى تعديل معدل امتصاص المياه في آبار حقن المياه.
1.انسداد ميكانيكي بالماءتتمثل الطريقة في استخدام حشوات وأدوات دعم قاع البئر لإغلاق طبقة مخرج الماء في بئر النفط. لا يوجد في هذه الطريقة أي انتقائية لإغلاق الماء. أثناء عملية الإنشاء، يجب تجهيز سلسلة الأنابيب بما يكفي لضمان إحكام إغلاق مقعد الحشوة بدقة، وذلك لتحقيق هدف إغلاق الماء. يمكن لهذه الطريقة إغلاق الطبقة العلوية لاستخراج الطبقة السفلية، أو إغلاق الطبقة السفلية لاستخراج الطبقة العلوية، أو إغلاق الطبقة الوسطى لاستخراج كلا الطرفين وإغلاق كلا الطرفين لاستخراج الطبقة الوسطى.
2.انسداد المياه بالمواد الكيميائيةتتمثل هذه العملية في حقن عامل سد كيميائي في طبقة مخرج الماء، واستخدام الخصائص الكيميائية لعامل السد أو المواد الناتجة عن تغير المواد الكيميائية المتفاعلة في التكوين لإغلاق قنوات مخرج الماء في التكوين وتقليل نسبة الماء الكلية في بئر النفط.
تتمثل عملية السد الانتقائي للماء في ضخ بعض البوليمرات ذات الوزن الجزيئي العالي أو بعض المواد غير العضوية التي تترسب وتتصلب عند ملامستها للماء إلى داخل التكوين الجيولوجي. تتميز البوليمرات بخاصية محبة الماء، مما يجعلها تلتصق بالماء وتتمدد عند ملامستها له؛ بينما تنكمش عند ملامستها للنفط، فلا يكون لها أي تأثير امتصاصي. أما المواد غير العضوية التي تترسب وتتصلب عند ملامستها للماء، فتستطيع سد قناة تصريف الماء من التكوين الجيولوجي، ولن يحدث أي ترسب أو تصلب عند ملامستها للنفط.
تعتمد تقنية إيقاف تدفق المياه غير الانتقائية في الغالب على جزيئات الترسيب لسد مسام التكوين. ولا تقتصر هذه الطريقة على سد قناة المياه فحسب، بل تسد قناة النفط أيضاً.
إصلاح شامل لآبار النفط
في عملية إنتاج آبار النفط، غالباً ما تتعطل آبار النفط والماء بسبب حوادث في قاع البئر وأسباب أخرى، لا سيما بعد حدوث انحشار أو سقوط أجسام في قاع البئر، مما يؤدي إلى انخفاض أو توقف الإنتاج، وفي الحالات الخطيرة، إلى هدم الآبار. لذا، يُعدّ منع وقوع حوادث في قاع البئر والتعامل معها بسرعة إجراءً بالغ الأهمية لضمان استمرار الإنتاج الطبيعي لحقل النفط. تشمل أهم جوانب صيانة آبار النفط والماء: التعامل مع حوادث قاع البئر، واستخراج الأجسام المتساقطة المعقدة، وإصلاح أنابيب التغليف، وحفر آبار جانبية، وغيرها.
تُعدّ عمليات صيانة آبار النفط والمياه عملية معقدة وصعبة وتتطلب مهارات تقنية عالية. علاوة على ذلك، تتعدد أسباب وأنواع الحوادث في قاع البئر. تُصنّف الحوادث الشائعة في قاع البئر عمومًا إلى ثلاث فئات: الحوادث الفنية، وحوادث انحشار الأنابيب، وحوادث سقوط الأجسام. عند التعامل مع أي حادث، من الضروري تحديد طبيعته وسببه، واتخاذ التدابير التقنية المناسبة لإدارته بشكل صحيح. تحدث جميع الحوادث الفنية أثناء العمليات، ويمكن معالجتها مسبقًا بناءً على سبب الحادث أثناء عملية الإنشاء. تُعدّ حوادث انحشار الأنابيب وحوادث سقوط الأجسام من أهم الحوادث التي تؤثر على الإنتاج الطبيعي لآبار النفط والمياه، وهي أيضًا من الحوادث الشائعة في باطن الأرض.
تاريخ النشر: 11 أغسطس 2023
5-1203، المنطقة الصناعية داهوا، رقم 2 طريق يونشوي، منطقة التنمية عالية التقنية، شيآن، 710065، الصين
86-13609153141
