1- مهندسی حفاری :
امروزه در صنعت نفت، صنعت حفاری حرف اول را می زند و ملاک قدرت شرکت های نفتی محسوب می شود. حفاری به ۲ روش انجام می شود:
۱) حفاری دورانی (rotational drilling)
۲) حفاری ضربه ای (Cable tool drilling)
امروزه حفاری ضربه ای کاربرد زیادی ندارد و تقریبا تمامی چاه ها به روش حفاری دورانی (rotational drilling) حفر می شوند.
▪ در این درس معمولا به بررسی سیستم های مختلف دکل حفاری پرداخته می شود .
2- سیالات حفاری ( گل و سیمان ):
گلهای حفاری گروه ویژهای از سیالات حفاری هستند که اغلب برای حفر چاههای عمیق استفاده میشوند. عبارت گل به غلظت زیاد سیال پس از افزودن مواد مناسب به مایع پایه آبی یا پایه نفتی اشاره دارد. عملکردهای زیادی برای سیال حفاری در نظر گرفته شده است. از نظر تاریخی، اولین هدف برای سیال حفاری، استفاده از آن به عنوان ماشین برای انتقال ذرات حاصل از برش به سر چاه است؛ اما امروزه کاربردهای متنوع و متفاوتی برای آن متصور است.
روشهاي ژئوفيزيكي به صورت گستردهاي در اكتشاف نفت استفاده ميشوند. پيشرفتهاي اين روشها در اثر گسترش ابزارهاي دقيقتر و پيچيدهتر براي كسب اطلاعات و هم چنين ظهور كامپيوترهاي بسيار سريع براي پردازش دادههاي حاصل شده است.
وظایف اصلی گل حفاری عبارتند از:
الف) تمیزکاری ته چاه و انتقال کندههای حاصل از برش به سطح و امکان جداسازی آنها در سطح
ب) کاهش اصطکاک بین رشته حفاری و دیوارههای چاه و خنکسازی و روانکاری رشته حفاری و مته حفاری
ج) حفظ پایداری بخشهای بدون پوشش دهانه چاه
د) جلوگیری از ریزش درونی(Inflow) سیالات مخزن، نفت، گاز، یا آب از صخرههای نفوذپذیر حفرشده
ه) تشکیل اندود گل[3] نازک با نفوذپذیری پایین به منظور بستن حفرات و سوراخها در سازندی که مته به آن نفوذ کرده است.
و) حمایت و حفاظت از دیوارههای چاه
ز) جلوگیری از آسیب در سازند تولیدی
ح) جلوگیری از خوردگی لوله حفاری
ط) کسب داده در مورد سازندی که تحت عمل حفاری قرار گرفته است
ی) تعلیق کندههای حفاری در هنگام توقف حفاری
ک) کنترل فشار زیرسطحی
ل) تحمل وزن رشته و تجهیزات حفاری
3- مکانیک سنگ:
مکانیک سنگ رشتهای از علوم مهندسی است که در آن چگونگی رفتار سنگ در برابر عوامل بیرونی و درونی و تغییرات آنها مورد بحث قرار میگیرد. مکانیک سنگ را میتوان به طور ساده، علم مطالعه اثر نیروها به روی سنگها، دانست.
مکانیک سنگ (Rock Mechanic) از دو واژه Rock به معنی سنگ و Mechanics به معنی مکانیک گرفته شدهاست.
4- کنترل فوران چاه :
مهار فوران چاههای نفت و گاز، همواره یکی از دغدغه های پس از کشف نفت بوده است.آزاد شدن نیروی عظیم طبیعت، به صورت خارج از کنترل، هولناک است.بدون شک، کنترل فوران مقولهایست و مهار فوران چاههای سرکش که از کنترل خارج شدهاند، مقولهای دیگر، هرجا که چاهی برای استخراج نفت و گاز حفر میشود، میبایست تمهیدات لازم برای کنترل فوران و در صورت خارج شدن فوران از کنترل، مهار چاه نیز مد نظر قرار گیرد، به همین دلیل است که کلیهی دکلهای حفاری در خشکی و دریا مجهز به تجهیزات کنترل فوران میباشند. براساس مقررات شرکتهای حفاری، دستورالعملهای لازم برای مقابله با این پیشامد باید تدوین شود و مسئولیتهای اشخاص، معلوم شود و افراد بر پایهی مسئولیتهای محوله میبایست دورههای آموزشی لازم را طی کنند.
پیامدهای فوران چاههای نفت وگاز، بسیار ناگوار است، ساده ترین فوران میتواند میلیاردها تومان، به تجهیزات، خسارت وارد کند و دهها میلیارد تومان از ذخایر طبیعی کشور را نابود و به محیط زیست خسارات جبرانناپذیری وارد کند و ممکن است، این حادثه، خسارات جانی نیز داشته باشد.لازم به ذکر است که احتمال وقوع فوران همواره وجود دارد و این مختص شرکت، کشور و یا منطقهی خاصی نیست ومی تواند در چاههای دریایی و یا حفرشده در خشکی حادث شود.فوران ممکن است در چاههای بسیار عمیق و با فشار بالا و یا در چاههای کمعمق و با فشار پایین حادث شود.
مهار چاههای سرکش، نیازمند دانش، هنر، خلاقیت و تجربه است و تنها در قالب یک کار گروهی منسجم با مدیریت قوی ممکن می گردد. بدون داشتن دانش مهندسی حفاری، مخازن، زمینشناسی و سایر علوم مرتبط با نفت وگاز، مهار چاه امکان ندارد. طبیعی است که این مجموعه از دانشهای ذکرشده، در یک گروه از کارشناسان جمع میشود.
5- حفاری انحرافی :
حفاری انحرافی (Slant well) در این روش حفاری نسبت به محور عمود بر سطح زمین دارای زاویه می باشد حتی ممکن است در حفاری عمودی در یک قسمت به عنوان نمونه رشته های حفای به دیواره چاه گیر کنند و نتوان آنها را آزاد کرد و مجبور شویم آن قسمت لوله های حفاری که به دیواره چاه گیر کرده است را قطع کنیم و پس ازسیمان کردن آن قسمت با استفاده از روش حفاری انحرافی این منطقه را دور زده و دوباره در مسیر حفاری قبلی بازگردیم.