CMC (كاربوكسي ميثيل السليلوز) مادة مضافة كيميائية تُستخدم على نطاق واسع في صناعة حفر النفط، خاصةً كمُكثِّف ومُثبِّت لسوائل الحفر. تأثيرها على كفاءة الحفر متعدد الجوانب، ويمكن مناقشته من منظور تحسين أداء سوائل الحفر، وتقليل المشاكل أثناء عملية الحفر، وتحسينها.
1. الوظائف الأساسية لـ CMC
تأثير التكثيف
يمكن لـ CMC زيادة لزوجة سائل الحفر بشكل ملحوظ. تُعد هذه الخاصية أساسية لعمليات الحفر، إذ يوفر سائل الحفر المُكثّف قدرة حمل ونقل أفضل، مما يُساعد على إزالة بقايا المواد الخام من جوف البئر ومنع ترسبها. وفي الوقت نفسه، تُساعد اللزوجة العالية على الحفاظ على تعليق جيد في التكوينات المُعقدة، وتمنع بقايا المواد الخام من انسداد جوف البئر.
استقرار السوائل
يتميز CMC بذوبان قوي في الماء ومقاومته الجيدة للحرارة والأملاح، مما يضمن استقراره في مختلف الظروف الجيولوجية. كما أن ثباته الكيميائي الممتاز وخصائصه التزييتية تُقلل من المشاكل المختلفة الناجمة عن عدم استقرار سائل الحفر أثناء عملية الحفر، مثل ترسب الطين وتسرب الغاز، وغيرها.
تقليل فقدان السوائل في الطين القائم على الماء
من خلال التآزر مع المكونات الأخرى، يمكن لـ CMC تقليل فقدان مرشح سائل الحفر بشكل فعال، وبالتالي منع دخول الماء إلى الطبقة تحت الأرض، وتقليل الضرر الذي يلحق بتكوينات الصخور المحيطة، وحماية جدار البئر، وبالتالي تحسين كفاءة الحفر.
2. التأثير المحدد لـ CMC على كفاءة الحفر
تحسين أداء تنظيف سوائل الحفر
أثناء عملية الحفر، يُنتج الاحتكاك بين لقمة الحفر والتكوين كمية كبيرة من الرواسب. إذا تعذّر إزالتها في الوقت المناسب، فسيؤثر ذلك سلبًا على عملية الحفر. يُحسّن CMC قدرة سائل الحفر على التعليق والحمل، مما يُمكّنه من إخراج هذه الرواسب بكفاءة من رأس البئر لضمان نظافة جوف البئر. تُعد هذه الوظيفة بالغة الأهمية لأنواع الآبار المعقدة، مثل الآبار العميقة، والآبار فائقة العمق، والآبار الأفقية. فهو يُجنّب بفعالية مشاكل مثل انسداد جوف البئر والتصاق لقمة الحفر، مما يُحسّن سرعة الحفر.
تقليل خطر انهيار العمود
في بعض التكوينات الصخرية اللينة أو المفككة، تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية لسوائل الحفر في الحفاظ على استقرار جدار البئر. وبصفته مُكثِّفًا، يُحسِّن CMC التصاق سائل الحفر، مما يسمح له بتكوين طبقة واقية على جدار البئر تمنع انهياره أو تسرب الطين إلى التكوينات الصخرية المحيطة. وهذا لا يُحسِّن سلامة عمليات الحفر فحسب، بل يُقلِّل أيضًا من وقت التوقف الناتج عن عدم استقرار جدار البئر، مما يُحسِّن كفاءة الحفر.
تقليل خسائر سوائل الحفر
أثناء عملية الحفر، قد تتسرب سوائل الحفر إلى التكوينات الجوفية، خاصةً في المناطق ذات المسامية العالية أو الشقوق الصخرية. يُمكّن نظام CMC من التحكم بفعالية في فقدان سوائل الحفر، وتقليل فقدانها في المسام والشقوق. هذا لا يُسهم فقط في توفير تكاليف سوائل الحفر، بل يمنع أيضًا فقدانها بسرعة كبيرة وتأثيرها على العمليات، مما يضمن استمرار سوائل الحفر في أداء وظائفها بكفاءة.
تحسين كفاءة الحفر وتقصير دورة الحفر
بفضل تحسين CMC لأداء سائل الحفر، يُحسّن أداءه في تنظيف جوف البئر، وتثبيت جدار البئر، ونقل القطع، مما يُقلل من المشاكل المُحتملة أثناء عملية الحفر، ويضمن سلاسة وكفاءة في الأداء. يؤثر استقرار سائل الحفر وأدائه في التنظيف بشكل مباشر على تقدم عملية الحفر. يزيد استخدام CMC من سرعة الحفر، مما يُختصر دورة الحفر ويُقلل من تكلفة التشغيل الإجمالية.
3. أمثلة تطبيقية وتأثيرات عملية لـ CMC
حفر الآبار العميقة
في حفر الآبار العميقة، مع زيادة عمق الحفر وارتفاع ضغط رأس البئر، تكتسب استقرارية سائل الحفر وتعليقه أهمية خاصة. بإضافة CMC، يمكن تحسين لزوجة سائل الحفر، وتحسين قدرة تحمل القطع، وضمان دورانه بسلاسة. بالإضافة إلى ذلك، يُقلل CMC بشكل فعال من هدر الوقت الناتج عن انهيار جدار البئر والتسرب، مما يُحسّن كفاءة حفر الآبار العميقة.
حفر التكوينات ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي
في التكوينات ذات درجات الحرارة والضغوط العالية، يجب أن تتمتع سوائل الحفر بثبات حراري عالي ومقاومة عالية للضغط. لا يقتصر دور CMC على إحداث تأثير تكثيف في درجات الحرارة العادية، بل يحافظ أيضًا على ثبات جيد في بيئات درجات الحرارة العالية لتجنب تدهور أداء سوائل الحفر. في التطبيقات العملية، يقلل CMC من خسائر سوائل الحفر أثناء الحفر في هذه التكوينات، ويقلل من وقت التوقف الناتج عن مشاكل سوائل الحفر.
حفر الآبار الأفقية
أثناء عملية حفر الآبار الأفقية، نظرًا لأن استقرار جدار البئر وإزالة القطع أمر معقد بشكل خاص، فإن استخدامسي إم سي كمكثف، يُحدث CMC تأثيرات ملحوظة. يُحسّن CMC ريولوجيا سائل الحفر بفعالية، ويساعده على الحفاظ على قدرة تعليق ونقل جيدة، مما يُسهّل إزالة القطع في الوقت المناسب، ويتجنب مشاكل مثل الالتصاق والانسداد، ويُحسّن كفاءة حفر الآبار الأفقية.
باعتباره مادة مضافة فعّالة لسوائل الحفر، يُحسّن استخدام CMC في عملية الحفر كفاءة الحفر بشكل ملحوظ. ومن خلال تعزيز اللزوجة والاستقرار والخصائص الريولوجية لسوائل الحفر، يلعب CMC دورًا هامًا في تنظيف جوف البئر، والحد من انهيار جدرانه، والتحكم في فقدان السوائل، وزيادة سرعة الحفر. ومع التطور المستمر لتقنيات الحفر، تتمتع CMC بآفاق استخدام واسعة في مختلف البيئات المعقدة، وستواصل لعب دور رئيسي في عمليات الحفر المستقبلية.
وقت النشر: ٢١ ديسمبر ٢٠٢٤