بررسي نيمه صنعتي ميزان نفوذ، انتشار و رسوب گذاري سيالات حفاري سبك وزن در بستر دريا و تاثير زيست محيطي آن

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

در اين مقاله سعي شده است ضمن اشاره كلي به نقش سيالات حفاري در دستيابي به مواد هيدروكربني، به نتايج آزمايشگاهي تاثير نرخ جريانهاي مختلف آب محيط دريايي كه در آنجا عمليات حفاري انجام مي‌گيرد، بر ميزان نفوذ عمقي و رسوب در بستر دريا از ديدگاه آزمايشگاهي مورد بررسي قرار داده شود. سيالات حفاري پس از رسيدن به انتهاي چاه و نازل‌هاي مته، بريده‌هاي سنگ سازند را درخود معلق نگهداشته و پس از فرازآوري در خشكي و يا دريا دورريز مي‌كند. اين حجم زياد دورريزها در مناطق دريايي با توجه به محدوديت جا وهمچنين استفاده از يك سكو و دكل براي حفر چندين حلقه چاه، درسطح دريا پراكنده شده و به عمق وسيعي از دريا نفوذ مي‌كند. در اين پژوهش، تاثير ارتفاع و شدت تخليه بر ميزان نفوذ سيالات حفاري سبك بررسي گرديد. نتايج آزمايشات نشان داد كه ميزان نفوذ عمقي در صورت تخليه سيالي با دانسيته lb/ft3 45 از سه موقعيت بالا، سطح و زير سطح آب و با سرعت جرياني m/sec 05/0، 1/0 و 4/0، به ترتيب برابر (15، 10 و 50)، (15، 5 و 5) و(20، 12، 15 و 10) سانتي‌متر مي‌باشد. پس از گذشت 240 ثانيه، با رقيق شدن در آب محيط، سيالات حفاري تا نزديكي سطح آب بالا آمده و در همين مسير حركت مي‌نمايند. اگرسيالي با دانسيته lb/ft3 65 از بالاي سطح آب تخليه شود، در سرعت‌هاي جرياني m/sec 025/0، 05/0، 1/0 و 4/0 به ترتيب تا عمق 50، 45، 50 و 25 سانتي‌متر نفوذ مي‌كند. در صورت تخليه سيال از زير سطح آب در سرعت‌هاي فوق، سيال تخليه شده، پس از 5، 30، 90 و 90 دقيقه به عمق 50 سانتي‌متري رسيده و با گذشت زمان تحت جريانات مختلف آب، در همان عمق ادامه مسير مي‌دهد. ذرات جامد سيالات در نرخ جريان آب m/sec 025/0، سرعت سقوط كمتري داشته ولي در نرخ m/sec 05/0 با سرعت m/sec 7 در محيط سقوط مي‌كنند.

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.