คุณสมบัติใดที่ทำให้ของเหลวสำหรับการเจาะเหมาะสมกับการเจาะหลุมลึก?

การควบคุมความหนาแน่นและความดันไฮโดรสแตติกเพื่อความมั่นคงของหลุมเจาะ

น้ำหนักโคลนช่วยต้านทานความดันชั้นหินสูงในการเจาะบ่อน้ำลึกได้อย่างไร

ความหนาแน่นของน้ำโคลนเจาะมีบทบาทสำคัญในการสร้างแรงดันไฮโดรสแตติก ซึ่งจำเป็นต้องสูงกว่าแรงดันภายในช่องว่างของชั้นหิน เพื่อป้องกันไม่ให้มีก๊าซหรือของเหลวที่ไม่ต้องการไหลเข้าสู่หลุมเจาะและทำให้เสียการควบคุม เมื่อทำงานกับหลุมลึกมาก โดยเฉพาะที่เกิน 15,000 psi วิศวกรจะต้องคำนวณน้ำหนักโคลนที่เหมาะสมอย่างระมัดระวัง โดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันช่องว่างในหินและความเปราะบางของหินต่อการแตกหัก พวกเขาอาศัยสูตรพื้นฐานของแรงดันไฮโดรสแตติก ซึ่งแรงดันเท่ากับความหนาแน่นคูณด้วยความลึกคูณด้วยแรงโน้มถ่วง แม้ว่าจะไม่มีใครเขียนสูตรนี้ออกมาจริงๆ ขณะปฏิบัติงานก็ตาม โดยปกติแล้ว ความหนาแน่นของของเหลวจะอยู่ระหว่าง 12 ถึง 20 ปอนด์ต่อกาลลอนสำหรับหลุมลึกมากเหล่านี้ การคำนวณที่ถูกต้องจะช่วยป้องกันการพุ่งออกของน้ำมันแบบอันตราย (blowouts) ได้ แต่ก็ยังช่วยไม่ให้ชั้นหินแตกร้าวมากเกินไป ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การสูญเสียการไหลเวียนของน้ำโคลนใต้ผิวดิน

การตกตัวของบาร์ไรต์และการรวมตัวของอนุภาค: ความท้าทายในหลุมเจาะลึกมาก (>5,000 ม.)

เมื่อเจาะลึกต่ำกว่า 5,000 เมตร ปัญหาการตกตะกอนของเบอร์ไรท์ (barite sag) จะกลายเป็นปัญหาที่แท้จริง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสารถ่วงน้ำหนักตกตะกอนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในช่วงเวลาที่หยุดการเจาะ เช่น ขณะต่อท่อเจาะ ยิ่งวัสดุเหล่านี้อยู่ในสภาวะความร้อนและความดันสูงเป็นเวลานานเท่าใด การแยกตัวของอนุภาคก็จะยิ่งแย่ลงตามไปด้วย สิ่งที่เกิดขึ้นต่อมาคือ พื้นที่บางจุดในบ่อน้ำมันมีความหนาแน่นต่ำมาก ในขณะที่บางจุดกลับมีความหนาแน่นสูงมาก ความไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้โครงสร้างของบ่อน้ำมันทั้งหมดไม่มั่นคง หากปล่อยทิ้งไว้อาจนำไปสู่สถานการณ์ที่ความดันต่ำเกินไป จนทำให้ของเหลวที่ไม่ต้องการไหลเข้ามา หรือสถานการณ์ที่ความดันสูงเกินไปจนทำลายชั้นหินโดยตรง จากรายงานภาคสนาม ประมาณหนึ่งในสามของเวลาที่หยุดทำงานทั้งหมดในการดำเนินงานเจาะลึกพิเศษ เกิดจากปัญหาการตกตะกอนนี้ ด้วยเหตุนี้บริษัทน้ำมันจึงใช้เวลามากในการพัฒนาการออกแบบของเหลวที่ดีขึ้น และปรับปรุงพฤติกรรมของสารแขวนลอยภายใต้แรงกดดัน

เทคนิคการตรวจสอบความหนาแน่นแบบเรียลไทม์และการปรับตัวแบบปรับตัวได้

การดำเนินงานการเจาะในยุคปัจจุบันจัดการกับปัญหาความแตกต่างของความหนาแน่นโดยใช้ระบบตรวจสอบอัตโนมัติ ซึ่งคอยติดตามน้ำหนักของโคลนที่จุดดูดและจุดคืนกลับบนแท่นขุดเจาะ ระบบเหล่านี้ทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์วัดความดันแบบเรียลไทม์ขณะกำลังขุดเจาะ ซึ่งสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยได้ถึง 0.1 ปอนด์ต่อแกลลอน เมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น ทีมงานจะได้รับการแจ้งเตือนทันที เพื่อให้สามารถแก้ไขได้ก่อนที่สถานการณ์จะหลุดพ้นจากการควบคุม ระบบทั้งหมดจะมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นเมื่อเชื่อมต่อกับระบบผสมแบบวงจรปิด (closed loop mixing systems) ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมความหนาแน่นของโคลนให้ใกล้เคียงกับค่าเป้าหมายได้ตลอดเวลา ส่วนใหญ่อยู่ในช่วงบวกหรือลบ 0.2 ppg ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดจากมนุษย์ และเร่งความเร็วในการตอบสนองโดยรวม สำหรับบ่อน้ำมันที่ทำงานใกล้ขีดจำกัดอยู่แล้ว การปรับปรุงเล็กน้อยเช่นนี้มีความสำคัญมาก การเปลี่ยนแปลงเพียงเศษส่วนเดียวของความหนาแน่น อาจทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างการดำเนินงานที่ราบรื่น กับการต้องเผชิญกับปัญหาการควบคุมบ่อที่มีค่าใช้จ่ายสูง หรือร้ายแรงกว่านั้นคือ ความเสียหายต่อชั้นหินโดยตรง

การถ่วงดุลความต้องการความหนาแน่นสูงกับสมรรถนะด้านเรอโลจี

การได้รับแรงดันไฮโดรสแตติกที่เพียงพอโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพของระบบไฮดรอลิกเสียไป ขึ้นอยู่กับการจัดการความหนาแน่นและเรอโลยีอย่างเหมาะสม เมื่อเราเติมของแข็งเพิ่มเพื่อเพิ่มความหนาแน่น มักจะทำให้สารนั้นมีความเหนียวมากขึ้นด้วย ความหนืดพลาสติกจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับค่าเยลด์พอยต์ ซึ่งหมายความว่าของเหลวไหลได้ไม่ดีเท่าที่ควร และก่อให้เกิดปัญหาความหนาแน่นที่หมุนเวียนเทียบเท่า (ECD) สูงขึ้นในช่องหลุม การแก้ปัญหานี้ของวิศวกรที่ฉลาดคือการผสมสารเติมแต่งเฉพาะที่ช่วยสร้างสมดุลที่เหมาะสม จุดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจาะลึกส่วนใหญ่มักอยู่ที่ประมาณ 1.8 ถึง 2.2 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุตต่อเซนติโปส ซึ่งช่วยให้สามารถคงเศษหินไว้ในภาวะลอยตัวและทำความสะอาดจากช่องหลุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ยังคงให้โคลนสามารถสูบผ่านได้แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงระหว่างปฏิบัติการ

คุณสมบัติเรอโลจีที่เอื้อต่อการลำเลียงเศษหินอย่างมีประสิทธิภาพ

เยลด์พอยต์และค่าความหนืดพลาสติก: การปรับแต่งสมรรถนะการลอยตัวในหลุมเจาะลึกที่มีการเบี่ยงเบน

จุดคริสต์ (YP) และความหนืดพลาสติก (PV) มีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพของของเหลวเจาะในการลำเลียงเศษหินจากการขุดในสถานการณ์บ่อน้ำลึกและบ่อเอียงที่ท้าทาย เมื่อการไหลเวียนหยุดลง YP จะบ่งบอกให้เรารู้ว่าของเหลวสามารถยึดเศษหินให้อยู่ลอยตัวได้หรือไม่ เพื่อป้องกันไม่ให้เศษหินเหล่านั้นตกตะกอนและก่อให้เกิดปัญหา เช่น การถล่มหรือติดขัด ในขณะเดียวกัน PV ใช้วัดค่าความต้านทานภายในของของเหลวขณะที่ถูกสูบผ่านระบบ สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้นในบริเวณที่มีมุมเอียงสูง ซึ่งแรงโน้มถ่วงจะทำงานต้านเรา โดยดึงเศษหินลงมาเร็วกว่าที่ต้องการ นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่าง YP และ PV จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสะอาดของหลุม เทียบจากข้อมูลจริงในโครงการขุดแนวระนาบไกล (extended reach drilling) ผู้ปฏิบัติงานพบว่า การควบคุมอัตราส่วน YP/PV ไว้ที่ประมาณ 0.36 ถึง 0.48 พาสคาลต่อมิลลิพาสคาล-วินาที (Pa/mPa·s) ทำให้เกิดความแตกต่างที่ชัดเจน โดยการกำจัดเศษหินดีขึ้นประมาณ 23% ในเงื่อนไขดังกล่าว หมายความว่าลดจำนวนวันที่สูญเสียไปกับการทำงานที่ไม่ก่อให้เกิดผล เมื่อเทียบกับการใช้ของเหลวที่ไม่ได้รับการปรับแต่งอย่างเหมาะสม

ผลกระทบจากอุณหภูมิสูงต่อความหนืด: การจัดการเรื่องไรโอโลยีที่สูงกว่า 150°C

เมื่ออุณหภูมิใต้ดินสูงเกิน 150 องศาเซลเซียส ของเหลวสำหรับการเจาะแบบปกติจะเริ่มทำงานผิดเพี้ยน โดยเฉพาะตัวทำให้ข้นที่ผลิตจากพอลิเมอร์ เช่น แซนทานกัม และ PAC วัสดุเหล่านี้จะเสื่อมสภาพเมื่อได้รับความร้อน ทำให้ความหนืดลดลงและโครงสร้างโมเลกุลแตกตัว เมื่ออุณหภูมิสูงถึงประมาณ 180 องศาเซลเซียส จะสูญเสียคุณสมบัติในการคงตัวแขวนลอยได้เกือบครึ่งหนึ่ง ทีมงานภาคสนามเคยประสบปัญหานี้มาแล้วหลายครั้ง โดยรายงานว่ามีปริมาณเศษหินจากการเจาะสะสมเพิ่มขึ้นประมาณหนึ่งในสามเมื่อทำงานในสภาวะที่ร้อนจัด อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีทางเลือกที่ดีกว่า ซึ่งเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์รุ่นใหม่ที่ผสมกับดินเหนียวพิเศษที่ผ่านการบำบัดมาแล้ว สามารถคงทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่ามาก โดยยังคงคุณสมบัติความหนืดไว้ได้แม้อุณหภูมิสูงถึง 230 องศาเซลเซียส ส่งผลให้หลุมเจาะสะอาดขึ้น และลดปัญหาให้ผู้ปฏิบัติงานที่ต้องจัดการกับชั้นหินลึกที่มีแรงดันและอุณหภูมิสูง ซึ่งแต่ก่อนแทบจะควบคุมได้ยาก

การควบคุมการกรองและการเกิดเค้กโคลนที่มีเสถียรภาพภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิสูง (HPHT)

ข้อจำกัดของการทดสอบการกรองตามมาตรฐาน API เทียบกับการทดสอบ HPHT เพื่อความแม่นยำในการสำรวจบ่อน้ำลึก

การทดสอบการกรองตามมาตรฐาน API ที่ดำเนินการที่อุณหภูมิประมาณ 25 องศาเซลเซียส และความดัน 100 psi นั้นไม่เพียงพอเมื่อพิจารณาสิ่งที่เกิดขึ้นในชั้นลึกของบ่อน้ำมันลึกๆ เหล่านี้ เพราะในสภาพดังกล่าว ความดันจะสูงเกินกว่า 5,000 psi และอุณหภูมิสูงกว่า 150 องศาเซลเซียส เมื่อพูดถึงสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง (HPHT) ปริมาณของเหลวที่สูญเสียไปมักจะอยู่ระหว่างสองถึงสามเท่าของที่การทดสอบตามมาตรฐาน API คาดการณ์ไว้ ทำไมเป็นเช่นนั้น? เพราะของเหลวมีความหนืดต่ำลง ทำให้มีของเหลวซึมเข้าสู่ชั้นธรณีได้มากขึ้น ช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับความเป็นจริงในสนามนี้ แสดงว่าข้อมูลจากมาตรฐาน API ไม่น่าเชื่อถือเพียงพอสำหรับการวางแผนเจาะบ่อน้ำมันลึกอย่างเหมาะสม ด้วยเหตุนี้ ผู้ปฏิบัติงานในสนามจึงจำเป็นต้องใช้การทดสอบการกรองภายใต้สภาวะ HPHT แทน การทดสอบเหล่านี้จำลองสภาวะจริงภายในบ่อ ทำให้วิศวกรสามารถประเมินปริมาณการสูญเสียของเหลวได้อย่างแม่นยำมากขึ้น และสามารถจัดสูตรน้ำโคลนสำหรับการขุดเจาะที่ทำงานได้ดีขึ้นภายใต้สภาวะสุดขั้ว

ความสมบูรณ์และความสามารถในการอัดตัวของเค้กโคลน: การป้องกันการสูญเสียของเหลวและการพังทลายของบ่อเจาะ

เค้กโคลนที่ดีมักมีความหนาประมาณ 1 ถึง 2 มิลลิเมตร ไม่พรุนเกินไป และสามารถบีบอัดได้เมื่อจำเป็น คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้มันจำเป็นต่อการปิดผนึกรอยแยกของชั้นหินที่ซึมผ่านได้ โดยไม่แตกสลายภายใต้แรงดัน เมื่อเค้กมีความแข็งเกินไป มักจะแตกร้าวภายใต้แรงเครียดและปล่อยให้ของไหลรั่วออก ในทางกลับกัน หากมีความนิ่มเกินไป จะสึกหรออย่างรวดเร็วและไม่สามารถปกป้องโพรงเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ เค้กกรองที่เกิดตัวดีสามารถลดการสูญเสียของของไหลลงได้ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับเค้กที่ไม่ได้พัฒนาอย่างเหมาะสม การเกิดตัวของเค้กอย่างเหมาะสมไม่เพียงแต่ควบคุมการกรองเท่านั้น แต่ยังเสริมความแข็งแรงให้กับโครงสร้างของหลุมเจาะโดยรวม โดยการป้องกันความเสียหายต่อชั้นธรณีที่อยู่รอบข้าง สิ่งนี้มีความสำคัญมาก เพราะการติดแบบแรงดันต่าง (differential sticking) ก่อให้เกิดเวลาที่สูญเสียไปประมาณครึ่งหนึ่งของโครงการเจาะลึกทั้งหมด ดังนั้นการทำขั้นตอนนี้ให้ถูกต้องจึงมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการดำเนินงาน

ความคงตัวทางความร้อนและเคมีของของเหลวเจาะในสภาพแวดล้อมใต้ดินที่รุนแรง

การเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ที่อุณหภูมิสูง: ข้อจำกัดของแซนแทนกัมและแพ็คเหนือ 180°C

ปัญหาของสารทำให้หนืดแบบดั้งเดิมในบ่อน้ำลึกคืออะไร? ก็คือมันไม่สามารถทนต่อความร้อนได้ดี ยกตัวอย่างเช่น แซนทานกัม (xanthan gum) จะเริ่มเสื่อมสภาพเมื่ออุณหภูมิสูงถึงประมาณ 130 องศาเซลเซียส และ PAC ก็ไม่ดีไปกว่ากัน เพราะจะสูญเสียประสิทธิภาพอย่างสมบูรณ์เมื่อเกิน 150°C ผลลัพธ์ที่ตามมาค่อนข้างชัดเจน คือความหนืดจะลดลงอย่างรวดเร็ว และการเจาะบ่อก็จะประสบปัญหาจากการทำความสะอาดหลุมได้ไม่ดีพอ และคุณสมบัติในการยึดอนุภาคตะกอนก็ไม่เพียงพอ เมื่อเราต้องทำงานกับบ่อที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 180°C ทางออกแบบดั้งเดิมก็ใช้การไม่ได้อีกต่อไป นั่นคือจุดที่สารโพลิเมอร์ทนความร้อนรุ่นใหม่เข้ามามีบทบาท วัสดุรุ่นใหม่เหล่านี้ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษพร้อมสารเสริมเสถียรภาพ ซึ่งช่วยให้มันทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ในอุณหภูมิสุดขั้วที่สูงถึงประมาณ 220°C การออกแบบทางวิศวกรรมที่เหมาะสมยังมีความสำคัญอย่างมากเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจในสมรรถนะทาง rheological ที่ดี แม้ในสภาพแวดล้อม HPHT ที่รุนแรง ซึ่งผู้ประกอบการส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซต้องเผชิญในแต่ละวัน

ความเข้ากันได้ทางเคมี: พีเอช ความเค็ม และผลของไอออนต่อเบนโทไนต์และการกระจายตัวของของเหลว

การรักษาเสถียรภาพทางเคมีในสภาพแวดล้อมของหลุมเจาะลึกมีความสำคัญอย่างมาก เพราะความเข้มข้นของเกลือสูงรวมกับไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมจะรบกวนกระบวนการไฮเดรตของดินเหนียว เมื่อไอออนเหล่านี้เข้ามามีส่วนร่วม จะทำให้อนุภาคเบนโทไนต์จับตัวเป็นก้อนแทนที่จะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียของเหลวระหว่างปฏิบัติการเพิ่มขึ้น และคุณสมบัติการลอยตัวลดลงโดยรวม บริษัทเจาะมักกำหนดช่วงพีเอชไว้ที่ประมาณ 9.5 ถึง 10.5 ในการจัดสูตรของเหลว พร้อมทั้งเติมโพลิเมอร์ทนเกลือพิเศษและสารอินทรีย์บางชนิดที่ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกัน สารเติมแต่งเหล่านี้จะสร้างชั้นกั้นระหว่างอนุภาคดินเหนียวกับไอออนที่ก่อปัญหา ช่วยรักษาคุณสมบัติการกระจายตัวให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม แม้อยู่ภายใต้สภาวะเคมีที่รุนแรงในชั้นหินลึก

การเลือกของเหลวพื้นฐาน: เปรียบเทียบระบบของเหลวที่ใช้น้ำ น้ำมัน และโฟมสำหรับหลุมเจาะลึก

ของเหลวเจาะชนิดน้ำ: ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจ เทียบกับข้อจำกัดด้านอุณหภูมิเกิน 4,000 เมตร

ของเหลวเจาะที่ใช้น้ำเป็นพื้นฐาน (WBFs) ช่วยประหยัดให้บริษัทได้ประมาณ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับทางเลือกที่ใช้น้ำมันเป็นพื้นฐาน และโดยทั่วไปแล้วจัดการได้ง่ายกว่ามากเมื่อพิจารณาเรื่องการกำจัด ของเหลวเหล่านี้ทำงานได้ดีสำหรับการดำเนินงานในพื้นที่ตื้นจนถึงระดับความลึกปานกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุณหภูมิยังคงต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม ปัญหาจะเริ่มปรากฏขึ้นเมื่อลึกเกินประมาณ 4,000 เมตร ที่ความลึกดังกล่าว ความร้อนจากชั้นใต้ดินจะเริ่มทำลายส่วนประกอบโพลิเมอร์สำคัญ โดยปกติจะเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเกิน 180 องศาเซลเซียส เกิดอะไรขึ้นต่อไป? ของเหลวจะสูญเสียความหนืด การกรองจะควบคุมได้ยากขึ้น และการรักษารูเจาะให้มีเสถียรภาพจะกลายเป็นเรื่องท้าทาย มีสารเติมแต่งพิเศษบางชนิดที่ช่วยบรรเทาปัญหาเหล่านี้ได้ แต่ประสิทธิภาพของพวกมันก็มีขีดจำกัด และในที่สุดข้อจำกัดพื้นฐานของระบบเจาะที่ใช้น้ำเป็นพื้นฐานก็จะชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์การขุดเจาะลึกที่ยากลำบากซึ่งผู้ปฏิบัติงานจำนวนมากพบเจอในปัจจุบัน

ของเหลวที่ใช้น้ำมันเป็นส่วนประกอบ: เพิ่มความสามารถในการหล่อลื่นและยับยั้งการบวมตัวของชั้นหินดินดาน แต่มีข้อแลกเปลี่ยนด้านสิ่งแวดล้อม

ของเหลวที่ใช้น้ำมันเป็นฐาน (OBFs) ทำงานได้ดีมากในสถานการณ์การขุดเจาะที่ยากลำบาก เช่น หลุมเจาะลึก รูขุดมุมสูง และชั้นหินแนวนอน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยม ของเหลวเหล่านี้สามารถลดปัญหาแรงบิดและแรงลากได้ประมาณ 40% ซึ่งส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการดำเนินงานการขุดเจาะ นอกจากนี้ ยังช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นหินดินดานเกิดปฏิกิริยากับน้ำ จึงป้องกันปัญหาเช่น การพองตัวของดินเหนียว และความไม่มั่นคงของหลุมเจาะ เพิ่มเติมอีก ของเหลวเหล่านี้ยังคงเสถียรภาพได้แม้อุณหภูมิจะสูงกว่า 290 องศาเซลเซียส ทำให้มักถูกใช้ในสภาพแหล่งกักเก็บที่มีอุณหภูมิและความดันสูงมาก (HPHT) อย่างไรก็ตาม มีข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงเกี่ยวข้องกับ OBFs การกำจัดของเหลวเหล่านี้มักมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าทางเลือกอื่นๆ ข้อกำหนดควบคุมการใช้งานก็เข้มงวดกว่ามาก และในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หากของเหลวเหล่านี้รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม ก็อาจก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศ ด้วยเหตุนี้ บริษัทหลายแห่งจึงหลีกเลี่ยงการใช้มันโดยสิ้นเชิงในพื้นที่ที่ธรรมชาติเปราะบางหรือได้รับการคุ้มครองเป็นพิเศษ

ระบบโฟมและระบบอิงอากาศ: ความเหมาะสมในการใช้งานและความเสี่ยงจากการสูญเสียการไหลเวียนในเขตความดันสูง

ระบบโฟมและอากาศเป็นพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเจาะแบบความดันต่ำกว่าความดันชั้นหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องทำงานกับแหล่งกักเก็บที่ลดลง ความดันไฮโดรสแตติกที่ต่ำกว่านี้จะช่วยป้องกันชั้นหินไม่ให้เสียหาย ขณะเดียวกันก็เพิ่มอัตราการแทรกผ่านของดอกสว่านในชั้นหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบเหล่านี้สามารถลดความดันไฮโดรสแตติกได้อย่างมาก บางครั้งอาจลดลงได้ถึงประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ตามประสบการณ์ภาคสนาม ซึ่งช่วยรักษาระดับประสิทธิภาพการผลิตของแหล่งกักเก็บให้คงอยู่ยาวนาน อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดอยู่ว่า เนื่องจากของเหลวประเภทนี้มีความหนาแน่นต่ำมาก จึงไม่สามารถใช้งานได้ดีในบ่อน้ำมันที่ลึกซึ่งมีความดันสูงมาก ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูงดังกล่าว ผู้ปฏิบัติงานจะเผชิญกับความเสี่ยงร้ายแรง เช่น การไหลเข้าของของเหลวหรือการสูญเสียการควบคุมการหมุนเวียนโดยสิ้นเชิง การได้ผลลัพธ์ที่ดีจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความดันอย่างระมัดระวัง และต้องทราบค่าเกรเดียนต์ของชั้นหินใต้ดินอย่างแม่นยำ นั่นจึงเป็นเหตุผลที่บริษัทส่วนใหญ่เลือกใช้เทคนิคเหล่านี้เฉพาะในพื้นที่ที่มีธรณีวิทยาค่อนข้างคาดการณ์ได้ และสภาวะความดันยังคงอยู่ภายในช่วงที่รู้จักกันดี

คำถามที่พบบ่อย

ความดันไฮโดรสแตติกคืออะไร และทำไมจึงมีความสำคัญ

ความดันไฮโดรสแตติกคือ ความดันที่ของเหลวสร้างขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเจาะ เนื่องจากช่วยต้านทานความดันของชั้นหิน เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซหรือของเหลวไหลเข้าสู่หลุมเจาะโดยไม่ตั้งใจ

อะไรเป็นสาเหตุของบาริเทสากในหลุมเจาะลึกพิเศษ

บาริเทสากเกิดขึ้นเมื่อสารถ่วงน้ำหนักตกตะกอนลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในช่วงเวลาที่หยุดการเจาะ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและความดันสูง ทำให้ความหนาแน่นของโคลนเจาะไม่สม่ำเสมอ

การดำเนินงานการเจาะในยุคปัจจุบันตรวจสอบความหนาแน่นของโคลนเจาะอย่างไร

การดำเนินงานในปัจจุบันใช้ระบบตรวจสอบอัตโนมัติและเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของน้ำหนักโคลนเจาะได้ถึง 0.1 ปอนด์ต่อกาลลอน ทำให้สามารถปรับแก้ได้ก่อนที่จะเกิดปัญหา

ข้อจำกัดของของเหลวเจาะที่ใช้น้ำเป็นฐานคืออะไร

ของเหลวเจาะที่ใช้น้ำเป็นฐานมีข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจ แต่มีข้อจำกัดด้านอุณหภูมิเมื่อเจาะลึกเกิน 4,000 เมตร เนื่องจากอุณหภูมิสูงจะทำให้ส่วนประกอบสำคัญของของเหลวเสื่อมสภาพ

ทำไมของเหลวเจาะที่ใช้น้ำมันเป็นฐานถึงได้รับความนิยมสำหรับบ่อน้ำลึก

ของเหลวที่ใช้น้ำมันเป็นฐานมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและยับยั้งการขยายตัวของชั้นหินดินดานได้ดีขึ้นแม้ในสภาวะอุณหภูมิสูง แต่มีข้อเสียด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับการกำจัดและการส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ