طراحی و ساخت گل حفاری پلیمر- سیلیکاتی جدید جهت کاهش هرزروی صافاب در سازندهایی با شکستگی بالا

شکستگی‌ها عبارت است از بریدگی‌های صفحه‌ای در ابعاد میکروسکوپی و ماکروسکوپی که در اثر تغییر شکل یا دیاژنز فیزیکی در سنگ‌ها بوجود می‌آیند. این شکستگی‌ها در ابتدا باز فرض می‌شوند ولی بعداً ممکن است به وسیله کانی‌های مختلف پر شوند و بنا به همین علت ممکن است در جریان سیالات تسریع یا تاخیر به وجود بیاورند. به‌طور کلی عواملی نظیر شعاع انحنای ساختار، انحراف محور طاقدیس، نوع سنگ و میزان شکنندگی آن و نیز ضخامت و موقعیت لایه در ستون چینه‌ای، توزیع و تراکم شکستگی‌ها را کنترل می‌کنند. سنگ‌ها با توجه به ترکیب و بافت، در مقابل استرس وارده، رفتارهای متفاوتی را از خود نشان می‌دهند. سنگ‌هایی نظیر دولومیت‌های آسماری از قابلیت شکنندگی بالایی برخوردارند. همچنین پارامترهایی نظیر تخلخل نیز بر شکستگی و یا به عبارت دیگر مقاومت سنگ در برابر ایجاد شکستگی تاثیرگذار هستند.دشواری حفاری در لایه‌هایی با شکستگی‌های فراوان و حساس به آب، یکی از دغدغه‌های اصلی صنایع نفت و گاز به شمار می‌رود. به عنوان مثال بیش از 10% هزینه‌های حفاری یک چاه نفتی مربوط به مشکلات ناپایداری دیواره به دلیل شکستگی‌های موجود در لایه‌های مختلف در مسیر حفاری چاه می‌باشد. وجود شکستگی‌های فراوان در مسیر حفر چاه‌ها یکی از مشکلاتی است که به دلیل بالا رفتن میزان تراوایی لایه‌ها در این نواحی، موجب هرزروی شدید سیال حفاری می‌شود. پدیده هرزروی گل در هنگام انجام عملیات حفاری هزینه‌های بالایی را به همراه خواهد داشت زیرا گل از دست رفته قابل بازگشت به مسیر چرخش سیال حفاری نخواهد بود. استفاده از سیالات حفاری پایه آبی پلیمری بهینه شده با مواد کنترل کننده صافاب گل (سیلیکات سدیم، پلی‌گلایکول، پلی‌آکریلامید و پتاسیم کلراید و...) از گزینه‌هایی هستند که می‌توانند جایگزین سیالات حفاری پایه روغنی شوند. زیرا پلیمرها از یک طرف با ایجاد یک لایه پوششی بر روی سازند دارای شکستگی از نفوذ آب جلوگیری می‌کنند و از طرف دیگر هم پلی‌گلایکول‌ها هنگام رسیدن به دمای نقطه ابری شدن، از فاز آبی جدا شده و منافذ را پر می‌کنند.در این مقاله ترکیبات پایدارکننده سازگار با سازند شکسته آهکی به سیال پلیمری اضافه گردید و سپس با ایجاد تغییر در مقدار مصرف و تقدم و تاخر مصرف این مواد، پارامترهای مهم (از جمله وزن، خواص رئولوژی، کنترل صافاف، کیک گل و ...) اندازه‌گیری شد و سپس کارآیی سیال حفاری در کنترل میزان هرزروی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که چنانچه پس از افزودن پلیمر به گل، فرصت کافی به آن داده شود تا بتواند به خوبی با آب واکنش دهد، آنگاه این پلیمر مورد استفاده در حضور افزایه سیلیکاتی توانایی لازم جهت ایجاد خواص رئولوژی مطلوب و بهینه را خواهد داشت و در واقع می‌توان گفت با انجام این کار فرمولاسیون ساخت گل حفاری بهینه‌سازی خواهد شد.