إختبار تكامل الطبقات (formation integrity test) :-
اختبار تكامل الطبقات أو اختبار تكامل التكوين هو اختبار لقوة و سلامة الطبقات الصخرية الجديدة ، وهو الخطوة الأولى بعد حفر مسار الغلاف أو (casing shoe).
 |
| مقياس ضغط |
مقدمة:-
اختبار سلامة الضغط أو اختبار تكامل الطبقات هو اختبار يتم فيه ضغط مقطع البئر المحفور إلى مستويات معينة من ضغط السطح. يتم إجراء الاختبار للتأكد أو تأكيد مقاومة التكوين المحفور.
عند التخطيط لبرامج سائل الحفر ، من المفيد معرفة أقصى كثافة لسائل الحفر يمكن استخدامها أثناء عمليات الحفر. الحد الأقصى لوزن طين الحفر محدد بتدرج ضغط الكسر والذي يمكن تعريفه على أنه الحد الأدنى من الإجهاد اللازم لإحداث تشوه دائم في الطبقات الصخرية. من أجل تجنب الوصول إلى فقدان تدوير الطين أو تدفق سوائل التكوين ، يجب أن يقع وزن الطين بين ضغط المسام وتدرجات ضغط كسر التكوين.
يمكن تعريف ضغط الكسر على أنه الضغط المطلوب الذي يمكن أن يتسبب في حدوث كسور في التكوين عند عمق معين. يمكن تعريفه أيضًا على أنه الضغط الذي يتسبب فيه حقن السوائل في تكسير الصخور هيدروليكيًا. يعتمد اتجاه الكسر الناتج على اتجاه الضغط الرئيسي لنقطة الكسر. في أي نقطة من التكوين ، هناك ثلاثة ضغوط عمودية. سيتم تطوير الكسر بشكل عمودي على الحد الأدنى من الإجهاد. يمكن أن يبدأ الكسر عندما يكون ضغط البئر أكبر من أقل إجهاد رئيسي وسوف ينتشر عندما يتم الحفاظ على ضغط السطح عند مستوى ضغط أكبر من أقل إجهاد رئيسي.
الضغوط التحت سطحية:-
يمكن تحليل الضغط الناتج عند أي نقطة معينة تحت سطح الأرض إلى ثلاثة ضغوط متعامدة مع بعضها البعض و هي:
إجهاد رأسي Qv واثنان أفقيان QH و Qh. توصف هذه الضغوط على أنها ضغوط رئيسية ويتم تصنيفها على النحو التالي:
- أقصى إجهاد رئيسي (σ1)
- الضغط الأساسي الوسيط (σ2)
- أدنى إجهاد رئيسي (σ3)
في معظم الحالات ، يكون الضغط الأساسي الأقصى هو الضغط الرأسي الناتج عن الضغط الذي تمارسه الصخور المتراكبة ، ويسمى الضغط المثقل.
يتكسر التكوين عندما يكون الضغط أسفل قاع البئر أكبر من الحد الأدنى من الإجهاد الأساسي. ينتشر الكسر على طول الخط العمودي في اتجاه أدنى إجهاد رئيسي.
يعد التقييم الدقيق لأعمال السمنتة أمر له أهمية كبيرة اثناء عملية الحفر و العمل اللاحق.
تستخدم المعلومات التي تنتج من اختبارات تكامل الطبقات طوال دورة حياة بئر النفط و أيضاً الآبار المجاورة ، قد تستند هذه المعلومات إلى أعماق الغلاف و خيارات التحكم في الآبار و ضغوط كسر التكوين أو كسر الطبقات بالإضافة إلى حدود أوزان السوائل قد تعتمد على اختبار تكامل الطبقات.
يتضمن مصطلح اختبار سلامة التكوين معانٍ مختلفة ، ويمكن أن يشمل:-
• إختبار الحد هو الاختبار الذي يتم إجراؤه لقيمة محددة أسفل تدرج الكسر
• إختبار التسرب الذي يتم إجراؤه لتحديد بداية التسرب من التكوين
• إختبار تدرج الكسر والذي يتم إجراؤه لنقطة التسرب وما بعدها حتى فشل التكوين حول تجويف البئر.
هناك مصطلح آخر يستخدم على نطاق واسع في مجال النفط ، وهو اختبار رابطة الحذاء الذي يتم إجراؤه لاختبار قوة وسلامة الأسمنت في حذاء الغلاف.
يمكن تقدير تدرج الكسر في مرحلة تخطيط البئر من بيانات البئر المتوازنة. في حالة عدم توفر بيانات الإزاحة ، يمكن تقدير تدرج الكسر باستخدام النماذج النظرية.
أثناء عمليات الحفر ، يمكن إجراء اختبار ضغط التكوين (اختبار رابطة الحذاء) لتحديد تدرج الكسر تقريبًا. يمكن تحويل ضغط الاختبار إلى وزن طين مكافئ والذي يمكن اعتباره الحد الأعلى لحواجز التحكم في البئر الأولية لقسم الحفرة التالي.
أهداف إختبار تكامل الطبقات:-
• لفحص قوة الأسمنت حول حذاء الغلاف والتأكد من عدم وجود اتصال مع طبقات التكوين العليا.
• لتقدير تدرج الكسر من أجل تحديد الحد الأعلى لوزن الطين الذي يمثل حاجز التحكم الأساسي في البئر.
• لجمع المعلومات لاستخدامها لتحسين تصميم البئر للمشاريع المستقبلية
• يمكن استخدام المعلومات التي تم جمعها من هذا الاختبار لتحديد مقاعد الغلاف
• يمكن استخدامه أيضًا لتخطيط التكسير الهيدروليكي.
الأسباب الرئيسية لإجراء اختبارات تكامل الطبقات يمكن تلخيصها فيما يلي:-
• التحقق من رابطة الإسمنت حول حذاء الغلاف و التأكد من عدم وجود أي إتصال بالطبقات الأعلى.
• تحديد تدرج ضغط التكسير حول حذاء الغلاف، و بالتالي تحديد الحد الأعلى للتحكم الابتدائي في الآبار .
• التحقق من قدرة تجويف البئر على تحمل الضغط أسفل حذاء الغلاف .
• معرفة الوزن الأمثل لسوائل الحفر و اوزانها المكافئة لحفر القسم التالي.
• تقليل مخاطر فقدان تدوير سائل الحفر في النطاقات المضطربة.
• تعمييق نقطة وضع الغلاف التالي أو ربما التخلص من سلسلة الغلاف .
• تقليل مخاطر حدوث كسر أثناء عملية الإسمنت.
كيفية إجراء إختبار تكامل الطبقات:-
1- يتم حفر عدة أقدام في الطبقة الصخرية الجديدة ، ثم يتم تدوير سائل الحفر وجمع عينة من الفتات الصخري للتأكد من حفر طبقة صخرية جديدة ثم سحب عمود الحفر قليلاً للأعلى .
2- أغلق المانع الحلقي (Annular preventer) أو (pipe ram ) و قم بتشغيل المضخة (عادة ما تستخدم مضخة الإسمنت) وتدوير سائل الحفر مع الحفاظ على الخانق في وضع مفتوح للتأكد بأن خط الحفرممتلئ بسائل الحفر .
3- قم بإيقاف التدوير و أغلق الخانق .
4- قم بضخ كمية صغيرة من سائل الحفر في البئر بمعدل ضخ ثابت . قم بتسجيل المعدل الكلي للضخ، ضغط انبوب الحفر و ضغط الفراغ الحلقي (Casing pressure) . قم بالضخ حتي الوصول إلى ضغط إختبار الآبار المطلوب . انتظر قليلاً للتأكد من الوصول إلى الضغط المطلوب.
5- قم بإزالة الضغط و إفتح البئر ، وقم بإستئناف عملية الحفر .
تعليقات
إرسال تعليق