حفاری با فشار کمتر یکی از مهم‌ترین و نوآورانه‌ترین روش‌ها در صنعت حفاری چاه‌های نفت و گاز است که در سال‌های اخیر، جایگاه ویژه‌ای در میان مهندسان و متخصصان این حوزه پیدا کرده است. این فناوری با رویکردی متفاوت از حفاری‌های متعارف، مسیر جدیدی را در کاهش آسیب به سازند، افزایش سرعت حفاری و ارتقاء ایمنی باز کرده است.

حفاری با فشار کمتر چیست و چگونه عمل می کند؟

در روش حفاری با فشار کمتر، فشار ستون سیال حفاری عمداً پایین تر از فشار سازند نگه داشته می‌شود. این کار باعث می شود که نفت یا گاز موجود در سازند، حین حفاری به درون چاه جریان یابد. برخلاف روش‌های سنتی که با اعمال فشار بیشتر مانع ورود سیال مخزن می شوند، حفاری با فشار کمتر اجازه جریان طبیعی را فراهم کرده و از ایجاد گل‌کیک و انسداد منافذ جلوگیری می کند.

برای اطلاعات بیشتر: حفاری انحرافی چیست؟

برای اجرای این روش از مایعات سبک یا گازهایی مانند نیتروژن استفاده می‌شود تا چگالی سیال حفاری کاهش یافته و فشار در ته چاه کمتر از فشار سازند باقی بماند. این ویژگی باعث افزایش نرخ نفوذ (ROP)، کاهش چسبندگی لوله حفاری و جلوگیری از آسیب به سازند می شود.

مزایای کلیدی حفاری با فشار کمتر

استفاده از حفاری با فشار کمتر چندین مزیت قابل توجه به همراه دارد:

• کاهش آسیب سازندی و حفظ نفوذپذیری طبیعی سنگ
• افزایش نرخ نفوذ و کاهش زمان حفاری
• کاهش ریسک وقوع پدیده هایی مانند Kick یا Blowout
• صرفه جویی اقتصادی به واسطه کاهش زمان و هزینه عملیاتی
• بهبود ایمنی عملیات و کاهش احتمال اتلاف سیال حفاری

همچنین، تجهیزات کنترلی مانند rotating control device و choke valve کمک می‌کنند تا فشار به صورت دقیق تنظیم شده و عملیات به صورت ایمن و پایدار انجام شود.

محصول پیشنهادی: سنگ شکن مخروطی (هیدروکن)

چگونه حفاری با فشار کمتر اجرا می شود؟

اجرای موفق حفاری با فشار کمتر نیازمند تجهیزات خاص و طراحی دقیق است. استفاده از فناوری هایی مانند Managed Pressure Drilling (MPD)، coiled tubing و rotating head از جمله ملزومات اصلی این نوع حفاری است.

• MPD فشار ته چاه را در بازه ای ایمن نگه می دارد و از نوسانات ناگهانی جلوگیری می‌کند.
• Rotating head به تفکیک جریان سیال و حفظ گردش رشته حفاری کمک می کند.
• Coiled tubing با امکان تزریق گاز و کنترل فشار، عملیات را در چاه‌های جهت دار و افقی تسهیل می سازد.

ترکیب این تجهیزات امکان اجرای حفاری با فشار کمتر را در محیط هایی پیچیده فراهم می‌سازد و خطرات رایج حفاری را به حداقل می رساند.

کاربرد ها و محدودیت های حفاری با فشار کمتر

حفاری با فشار کمتر به ویژه در چاه‌هایی با شرایط خاص عملکرد بسیار خوبی دارد. برای مثال:

• چاه های افقی و جهت دار
• چاه های با فشار و دمای بالا (HPHT)
• مخازنی با پنجره فشار باریک
• سازندهای شکننده یا دارای نفوذپذیری پایین

البته باید توجه داشت که پیاده‌سازی حفاری با فشار کمتر نیاز به تخصص، آموزش مناسب، برنامه‌ریزی مهندسی و تجهیزات خاص دارد. همچنین هزینه اولیه این فناوری ممکن است بالا باشد، بنابراین قبل از تصمیم‌گیری برای استفاده از آن، تحلیل دقیق هزینه-فایده ضروری است.

مطلب پیشنهادی: ماشین آلات بارگیری و حمل و نقل در معادن

فناوری های مکمل در حفاری با فشار کمتر

برای افزایش راندمان حفاری با فشار کمتر، ابزارها و فناوری های مکملی نیز به کار می روند:

• MPD برای کنترل دقیق فشار در زمان واقعی
• Coiled tubing برای حفاری سریع تر و کاهش نیاز به نیروی انسانی
• فناوری‌های خاص مانند EC-Drill® و DELTA-DRILL™ برای حفاری در شرایط دشوار یا آب‌های عمیق

این تجهیزات باعث می شوند عملیات حفاری با فشار کمتر حتی در چالش برانگیزترین محیط‌ها نیز قابل اجرا و سودآور باشد.

نمونه های موفق از حفاری با فشار کمتر

شرکت هایی مانند Shell و Baker Hughes استفاده گسترده ای از حفاری با فشار کمتر داشته‌اند. به‌عنوان نمونه، پروژه های Shell منجر به افزایش چندبرابری تولید شده و فناوری DELTA-DRILL™ در چاه‌های ERD با فشار محدود، خطرات فشاری را به شدت کاهش داده است. همچنین، EC-Drill® در حفاری‌های آب عمیق زمان غیرمولد را کاهش داده و کنترل دقیق‌تری فراهم کرده است.

برای مشاهده و خرید تجهیزات معدن کلیک کنید.

نتیجه گیری

حفاری با فشار کمتر دیگر صرفاً یک روش جایگزین برای حفاری‌های معمول نیست، بلکه یک رویکرد تحول‌آفرین در مدیریت بهینه چاه‌های نفت و گاز محسوب می‌شود. این روش نه تنها بهره‌وری را افزایش می‌دهد، بلکه از بروز بسیاری از خطرات فنی و اقتصادی جلوگیری کرده و باعث افزایش ایمنی و کاهش آسیب‌های محیط‌زیستی می‌گردد.

پیشنهاد می‌شود پیش از اجرای هر پروژه جدید، امکان‌سنجی دقیق فنی و اقتصادی برای حفاری با فشار کمتر انجام گیرد تا از مزایای بلندمدت آن به‌صورت کامل بهره‌برداری شود.