چگونگی مهار فوران نفت از چاه در حال حفاری

ما در این مقاله قصد داریم چگونگی مهار فوران نفت از چاه در حال حفاری به صورت کامل شرح دهیم. تا انتها همراه ما باشید.

مراحل عملیات مهار فوران نفت یا گاز از چاه

مهار فوران نفت از چاه حفاری یک وظیفه بسیار حیاتی در صنعت نفت و گاز است و برای جلوگیری از حوادث و آسیب به محیط زیست بسیار مهم است. فرآیند مهار فوران نفت از چاه در حال حفاری به صورت دقیق و پیچیده‌ای انجام می‌شود و از تجهیزات و تکنیک‌های مختلفی استفاده می‌کند.عملیات مهار فوران نفت یا گاز از چاه یکی از مهمترین و حساس‌ترین عملیات در صنعت نفت و گاز است. هدف اصلی این عملیات، جلوگیری از فرار نفت یا گاز از چاه و کنترل و مدیریت فشار داخلی چاه به طور ایمن است.

چگونگی مهار فوران نفت از چاه در حال حفاری

در ادامه، جزئیات بیشتری در مورد هر یک از مراحل این فرآیند آورده شده است:

ارزیابی و شناسایی مشکل :

این مرحله به شناسایی دقیق مشکلی که منجر به فوران نفت شده است می‌پردازد. این ممکن است به وسیله تجهیزات نظارتی مانند دستگاه‌های ژئوفیزیکی، دستگاه‌های نظارت بر فشار، و داده‌های لرزه‌نگاری انجام شود.

تجهیزات ایمنی :

تجهیزات ایمنی از جمله ماسک‌های تنفسی، لباس‌های حفاظتی، عینک ایمنی، و دستکش‌های مقاوم به مواد شیمیایی باید در دسترس باشند و تیم‌های امداد و نجات باید آموزش‌دهی شده باشند.

قطع دستور حفاری (Well Control Blowout)

همچون گفته شد، درصورت فوران نفت، عملیات حفاری باید به صورت فوری متوقف شود تا ورود بیشتر نفت به سطح زمین جلوگیری شود.

مهار فشار (Kill Fluid Injection)

این مرحله یکی از مهم‌ترین مراحل مهار فوران نفت است. برای مهار فشار، از تجهیزات مخصوصی مانند بوپرمود و بوپرتر (Blowout Preventer) استفاده می‌شود. این تجهیزات قابلیت بستن چاه را دارند تا جلوی فوران نفت را بگیرند. همچنین، سیستم‌های مهار فشار اضافی می‌توانند برای افزایش ایمنی و کاهش فشار در چاه استفاده شوند.

تزریق مواد گران‌دار (Heavy Weight Fluid Injection)

تزریق مواد گران‌دار به چاه برای کاهش فشار درون آن انجام می‌شود. این مواد معمولاً از جنس ماسه، باریت، یا سایر مواد سنگین و چگال است. تزریق این مواد به چاه فشار داخلی را کاهش می‌دهد.

کنترل و پایش (Control and monitoring)

پس از مهار فشار، باید به مانیتورینگ و کنترل مستمر بر فشار چاه و وضعیت فوران توجه داده شود تا اطمینان حاصل شود که فشار درون چاه کاملاً کنترل شده است.

تخلیه ایمن نفت (Well Discharge)

پس از مهار فوران نفت، نفت باید به طور ایمن تخلیه شود. این ممکن است به وسیله چاه مهار شده یا تخلیه به سیستم‌های جمع‌آوری مناسب انجام شود.

تحقیق و تجزیه و تحلیل (Investigation and Analysis)

تحقیقات و تجزیه و تحلیل‌های لازم برای تشخیص دقیق علت فوران و جلوگیری از تکرار آن باید انجام شود تا از وقوع حوادث مشابه در آینده جلوگیری شود.

عملیات مهار فوران نفت یا گاز از چاه به عنوان یک فرآیند پیچیده و پتانسیل‌دار برای حوادث جدی در نظر گرفته می‌شود. برای انجام این عملیات، تیم‌های متخصص و مجرب با تجهیزات و تکنولوژی‌های مناسب باید در دسترس باشند. همچنین، رعایت دقیق استانداردها و اصول ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است تا از وقوع حوادث جلوگیری شود.

عملیات مهار فوران نفت از چاه و گاز

در عمليات «Top Kill» به‌ عنوان نخستين گام ممكن در برنامه مهار، از يك دستگاه «Athey Wagon» و یک دودکش هدایت‌کننده (Stinger) برای تجميع آتش پراکنده و پُر عرض و هدايت آن داخل دودکش و به سمت تاج آتش به شکل یک ستون بلند استفاده می‌شود تا دسترسي به دهانه چاه و تجهیزات فوران‌گیر (BOP) میسر شود.

به دنبال وقوع حادثه فوران پرفشار و غیرقابل کنترل سیال مخزن در چاه‌های نفت و گاز (Blow Out)، ستاد بحران و گروه‌های عملیاتی ویژه تشکیل می‌شوند و شرایط منطقه، از نظر ایمنی و زیرساخت‌ها برای فعالیت این گروه‌ها فراهم می‌شود. در این مرحله، نقش نیروهای حراستی و HSE در کنترل ورود و خروج و ایمن‌سازی محیط بسیار مؤثر خواهد بود. از سوی دیگر، با توجه به اینکه عموما موقعیت جغرافیای چاه‌های نفت و گاز، در مناطق صعب‌العبور و دور افتاده از شهرها است، راه‌اندازی سیستم‌های ارتباطی و مخابراتی ماهواره‌ای، ویدئو کنفرانس، خطوط تلفن و موبایل ضروری است.

در ادامه، ایجاد زیرساخت‌هایی همچون جاده‌های دسترسی و شناسایی منابع آب نزدیک به موقعیت حادثه، ساخت سد خاکی، استخر صحرایی ذخیره آب و خطوط لوله جریانی برای تأمین آب مورد نیاز عملیات خنک‌سازی از دیگر الزامات کار در عملیات حريق و مهار فوران چاه‌های نفت و گاز (Well Capping) است.

در نخستین اقدام، ابعاد حادثه بررسی و از گسترش آتش‌سوزی جلوگیری می‌شود، به همین منظور چنانچه مخزن سوختی در نزدیکی محل چاه وجود داشته و دسترسي به آن مقدور باشد، آن را دور می‌کنند. در گام بعدی، با بکارگیری روش‌هایی، آهن‌آلات و تجهیزات سوخته آوار شده بر روی چاه حادثه دیده را جابه‌جا می‌کنند تا دسترسی به دهانه چاه و اجرای عملیات مهار آتش میسر شود.

مهارگران برای اجرای عملیات حمله مستقیم به آتش و به‌ منظور ورود به چاه و مسدود کردن آن در سطح، به پشتیبانی سوپر آب‌پاش‌ها و پمپ‌تراک‌های پرقدرت برای خنک کردن (Cooling) محیط، تجهیزات و موقعیت چاه نیاز دارند و تیم آتش‌نشانی با پاشیدن پیوسته چندین هزار لیتر آب در دقیقه در محیط، چتر ایمن خنکی ایجاد مي‌کنند تا نزدیک شدن به دهانه چاه که معمولا دمای آتش در نزدیکی آن حتی به یک هزار درجه سانتی‌گراد هم می‌رسد، ممکن شود.

پس از جمع‌آوری ضایعات دکل از روی چاه، برای مهار فوران نفت از چاه به‌طور معمول از ٢ روش حمله مستقیم به چاه از سطح (Top Kill) و کشتن چاه از عمق (Bottom Kill) را در دستور کار قرار می‌دهند. به‌طور معمول، در حوادث فوران چاه‌های نفت و گاز که در دست حفاری بوده‌اند، فشار گاز و سیال درون مخزن، بر ستون سیال حفاری در حین بالا آمدن لوله‌های حفاری غلبه می‌کند و موجب هرزروی سیال حفاری در چاه و در نهایت موجب نشت گاز در شیرهای جانبی (Side Valve Tubing Head Spool) و فوران چاه می‌شود، پس در عملیات مهار باید فشاری در چاه ایجاد شود که از خروج سیال مخزن جلوگیری کند.

در عمليات «Top Kill» به‌عنوان نخستين گام ممكن در برنامه مهار، از يك دستگاه «Athey Wagon» و یک دودکش هدایت‌کننده (Stinger) برای تجميع آتش پراکنده و پُر عرض و هدايت آن داخل دودکش و به سمت تاج آتش به شکل یک ستون بلند استفاده می‌شود تا دسترسي به دهانه چاه و تجهیزات فوران‌گیر (BOP) میسر شود. در این مرحله، اگر تجهيزات فوران‌گیر سالم بود، چاه را از همان جا می‌بندند، اما اگر معیوب و ذوب شده بود، با استفاده از دستگاه برش، پیچ‌ها، اتصالات (Connections)، فلنج‌ها و شیرآلات را از روي چاه درحال فوران با مهارت می‌برند.

سپس لوله هدایت‌شونده که از پیش با بررسی‌های دقیق فنی و مهندسی، طراحی، و با آلیاژ ویژه مقاوم در برابر دمای بالا ساخته شده است را به داخل شیر فوران‌گیر وارد و با تثبیت آن عملیات تزریق سیال حفاری و مسدود کردن چاه را آغاز می‌کنند. این سیال عموما گِل حفاری است که گِل‌شناس وزن آن را سنگین‌تر از سیال مخزن مربوط به چاه در حال فوران در نظر می‌گیرد تا بتواند با راندن لوله جداری (Casing) به داخل چاه و تزریق گل و ایجاد ستون سنگین سیال حفاری، فشار درونی چاه را کاهش دهد و آتش را مهار و چاه را بکشد و درنهایت شیر در کلاس مناسبی روی دهانه چاه نصب شود.

حفر چاه امدادی و مهار فوران نفت از چاه در عمق

با توجه به اینکه اجرای عملیات Top Kill و حمله به چاه از سطح که ممکن است به نتیجه نرسد یا چاه از طریق آن به‌طور کامل مهار نشود، پس موازی با آن، برنامه حفاری چاه امدادی (Relief Well) یا همان چاه جهت‌دار (Directional Well) برای نفوذ و ورود به جداره چاه و کشتن آن از عمق (Bottom Kill) نیز اجرا می‌شود که البته این عملیات زمان‌بر است و پیش از آن، عملیات ساخت جاده‌های دسترسی برای انتقال دکل حفاری به موقعیت مناسبی در نزدیکی چاه در حال فوران، خاک‌ریزی، تأمین آب، تسطیح زمین و ساخت محل حفر چاه (Cellar) امدادی، در دستور کار قرار می‌گیرد.

برای مطالعه واکس پلی اتیلن چیست و چه کاربردی دارد؟ کلیک کنید.

در گذشته، چاه امدادی به‌صورت قائم و در موقعیت بسیار نزدیک به چاه فوران کرده حفاری می‌شد تا پس از ورود به مخزن، با دِبی (Rate) بالایی از آن بهره‌برداری می‌کردند تا فشار در چاه در حال فوران و سوختن، کاهش یابد و جهت جریان سیال مخزن به‌سوی چاه جدید سرازیر شود و سرانجام فوران به صفر برسد و مهار شود، اما این روش به ماه‌ها زمان و هزینه زیادی نیاز داشت و حتی ممکن بود به نتیجه نرسد، از این رو، در سال 1933 میلادی، نخستین چاه امدادی به‌صورت جهت‌دار حفاری شد و با پمپاژ حجم زیادی آب از طریق آن به درون چاه در حال فوران، مسیر خروج هیدروکربن‌ها به بیرون مسدود و از آن پس به عنوان یک روش مناسب در مهار فوران چاه‌های نفت و گاز، به کار گرفته شد.

حفر چاه های امدادی

پس از حفر چاه امدادی و مسیرهای انحرافی و ورود به جداره چاه در حال فوران، عملیات تزریق اسید به چاه آغاز می‌شود تا ارتباط میان 2 چاه بهبود یابد، سپس با حداکثر توان از طریق چاه امدادی، سیمان با وزن و دانسیته مناسب تزریق می‌شود (Cementing) تا در نهایت چاه، مسدود و کشته شود. پس از کشتن چاه، عملیات ایمن‌سازی و متروکه‌سازی چاه انجام می‌شود.

به دنبال بروز حوادث متعدد فوران چاه‌های نفت و گاز در طول سال‌های گذشته و نیاز به سازمان‌دهی بخشی که برای مقابله با حوادث اینچنینی آمادگی و تجهیزات کامل را داشته باشد، در شرکت ملی نفت ایران و به‌ویژه در شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کنترل فوران چاه‌های نفت و گاز ایجاد شد تا برای رویارویی با حوادث فوران چاه‌های نفت و گاز به‌عنوان به یکی از پرچالش‌ترین مسائل صنعت نفت، آمادگی کاملی ایجاد شود تا از طریق آن، از سوختن هر چه بیشتر میلیاردها تومان سرمایه کشور، جلوگیری شود.

اختصاصی بازار نفت و گاز / پتروشیمی