بررسی نیمه صنعتی میزان نفوذ، انتشار و رسوب گذاری سیالات حفاری سبک وزن در بستر دریا و تاثیر زیست محیطی آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 رئیس تکنولوژی حفاری

2 دانشگاه آزاد واحد تهران شمال – دانشکده علوم و فنون دریایی

چکیده

در این مقاله سعی شده است ضمن اشاره کلی به نقش سیالات حفاری در دستیابی به مواد هیدروکربنی، به نتایج آزمایشگاهی تأثیر نرخ جریانهای مختلف آب محیط دریایی که در آنجا عملیات حفاری انجام می‌گیرد، بر میزان نفوذ عمقی و رسوب در بستر دریا از دیدگاه آزمایشگاهی مورد بررسی قرار داده شود. سیالات حفاری پس از رسیدن به انتهای چاه و نازل‌های مته، بریده‌های سنگ سازند را درخود معلق نگهداشته و پس از فرازآوری در خشکی و یا دریا دورریز می‌کند. این حجم زیاد دورریزها در مناطق دریایی با توجه به محدودیت جا وهمچنین استفاده از یک سکو و دکل برای حفر چندین حلقه چاه، درسطح دریا پراکنده شده و به عمق وسیعی از دریا نفوذ می‌کند. در این پژوهش، تأثیر ارتفاع و شدت تخلیه بر میزان نفوذ سیالات حفاری سبک بررسی گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که میزان نفوذ عمقی در صورت تخلیه سیالی با دانسیته lb/ft3 45 از سه موقعیت بالا، سطح و زیر سطح آب و با سرعت جریانی m/sec 05/0، 1/0 و 4/0، به ترتیب برابر (15، 10 و 50)، (15، 5 و 5) و(20، 12، 15 و 10) سانتی‌متر می‌باشد. پس از گذشت 240 ثانیه، با رقیق شدن در آب محیط، سیالات حفاری تا نزدیکی سطح آب بالا آمده و در همین مسیر حرکت می‌نمایند. اگرسیالی با دانسیته lb/ft3 65 از بالای سطح آب تخلیه شود، در سرعت‌های جریانی m/sec 025/0، 05/0، 1/0 و 4/0 به ترتیب تا عمق 50، 45، 50 و 25 سانتی‌متر نفوذ می‌کند. در صورت تخلیه سیال از زیر سطح آب در سرعت‌های فوق، سیال تخلیه شده، پس از 5، 30، 90 و 90 دقیقه به عمق 50 سانتی‌متری رسیده و با گذشت زمان تحت جریانات مختلف آب، در همان عمق ادامه مسیر می‌دهد. ذرات جامد سیالات در نرخ جریان آب m/sec 025/0، سرعت سقوط کمتری داشته ولی در نرخ m/sec 05/0  با سرعت m/sec 7 در محیط سقوط می‌کنند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Pilot Study on Dispersion and Invasion of Light Weight Drilling Fluids on Seabed and their Environmental Impact

نویسندگان [English]

  • Mohammad Soleymani 1
  • Hossein Morovvati 2
1 Petroleum Engineering Research Division, Research Institute of Petroleum Industry
2 Faculty of Marine Sciences & Technologies, Islamic Azad University, Tehran North Branch
چکیده [English]

In this paper, an attempt was made to generally point out the role of drilling fluids in achieving hydrocarbon reservoirs and to investigate the experimental results of the effect of different environmental water flow rates in offshore area on the rate of influence of parameters like particle settlement on the seabed. Drilling fluids are pumped via drill string to the bottom hole and bit nozzles to carry suspending cuttings upward and are then thrown into the sea. This high volume of the removed cuttings will be dispersed in the sea levels and settled in the widespread deep waters. Also, due to limited space and using a platform for drilling several wells this can be even worse. This study investigates the effect of height and discharge rate on the dispersion-invasion of light weight drilling fluids. Considering discharging the fluids which are 45 lb.ft-3 in three conditions, namely top, surface, and subsurface of the sea level, with a respective flow rate of 0.4, 0.1, and 0.05 m.s-1, the results demonstrated that the rate of influence were (15,10,50), (15,5,5), and (20,12,10) respectively. With the dilution of drilling fluid in sea water, drilling fluids approach near sea level and disperse horizontally after 240 seconds. For a drilling fluid with a density of 65 lb.ft-3, the influential depth at flow rates 0.025, 0.05, 0.1, and 0.4 m.s-1 are 50, 45, 50, and 25 cm respectively. If fluids are discharged at the subsurface of sea, their depth influence will be 50 cm at these flow rates after 5, 30, 90 min, and over time according to different flow rates. In addition, it was observed that the slip velocity of drilling fluid particles at a water flow rate of 0.025 m.s-1 decreases; however, at a water flow rate of 0.05 m.s-1, the slip (falling) velocity was 7 cm.s-1.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drilling Fluids
  • Off shore Drilling
  • Influence of Drilling Fluids
  • Drilling Cuttings
  • Drilling Waste
  • Plume

[1]. سلیمانی م.، سیالات حفاری و کاربرد آن، پژوهشگاه صنعت نفت، 1378.

[2]. Ayers R. C., Meek Jr., Saaer and stuebner R.P., D.O.(1980a), An Ennronmental study to Assess the Effect of Drilling fluids on water Quality Paeameters During High late, High volume discharges to the ocean.

[3]. سلیمانی م. مستندات گزارشات تجارب سرچاهی و آزمایشگاهی، پژوهشگاه صنعت نفت،1380.

[4]. Morovvati H., Siltation in to the approach channel due to ebb & flood tidal current, Technical report, Tehran,IRAN, 1990.

[5]. Brandsma M. G and Sauer T. C., Mud discharge model, report & users Guide Exxon production Research Co. Houston, Texas, 1983.