أدوات اختبار التكوين
1. أهمية اختبار التكوين
في استكشاف البترول، يعد الحفر أكثر طرق الاستكشاف مباشرة. من خلال استخدام أدوات اختبار التكوينات لاختبار عمليات الحفر، والتسميت، والإكمال واختبار الآبار، يمكن للمشغلين تحديد احتياطيات حقل النفط، وفهم خصائص المكمن، ووضع خطة تطوير معقولة. العملية من الحفر إلى اختبار الآبار عادة ما تستغرق وقتا طويلا ومكلفة. تشغيل التغليف والأسمنت مكلفان بشكل خاص، ويكلفان أكثر بكثير من الحفر وحده. في العديد من الآبار الاستكشافية، عندما لا تصل نتائج اختبار الآبار إلى قيمة إنتاجية تجارية، يتم التخلي عن العديد من الآبار، مما يهدر رأس مال كبير ويؤخر جدول الاستكشاف. ولتغيير هذا الوضع، أجرت دول حول العالم أبحاثا موسعة حول أدوات اختبار التكوين، وقد تم تطبيق هذه الأدوات بالفعل في أعمال الاستكشاف الفعلية. وفي السنوات الأخيرة، تم الترويج لها واستخدامها تدريجيا في الصين.
يمكن استخدام أدوات اختبار التكوين لاختبار الحفر المفتوحة واختبار الحفر المحفورة على اليابسة والبحرية. اختبار الثقب المغلف ليس التطبيق الرئيسي وهو بسيط نسبيا، لذا لم يتم وصفه هنا. يلعب اختبار الحفر المفتوحة دورا مركزيا في الاستكشاف وله المزايا التالية:
1. يمكن إجراء الاختبار بسرعة، مع تجنب الامتصاص طويل الأمد لمنطقة النفط بواسطة الطين الحفر الذي قد يلوث أو يسد المكمن، أو تجنب انسداد منطقة النفط منخفضة الضغط الناتجة عن الأسمنت. وهذا يسهل تحديد مناطق النفط منخفضة الضغط والحصول على بيانات أكثر دقة.
2. الاختبار سريع. عندما تصادف عروض النفط أو الغاز أثناء الحفر، يمكن إجراء الاختبارات فورا. في الظروف العادية، يمكن عادة الحصول على البيانات المطلوبة خلال يوم إلى يومين. يمكن بعد ذلك الاستمرار في الحفر، أو بعد حفر البئر بالكامل، يمكن اختبار فترات النفط والغاز على مراحل للحصول على بيانات لكل فترة. هذا أسرع بكثير من تشغيل الغلاف ثم إجراء اختبار البئر.
3. يمكن توفير كمية كبيرة من الأغلفة والإسمنت ووقت العمل غير الضروري. بعد الانتهاء من الحفر، تكون الفترات الزمنية التي يحددها النفط والغاز بالقطع الكهربائي أحيانا غير دقيقة جدا. في بعض الحالات، يتم الخلط بين منطقة المياه ومنطقة نفطية ويتم الانتهاء من البئر. إذا تم استخدام جهاز اختبار التكوين، يمكن تصحيح الخطأ في تسجيل الأشجار الكهربائية وتقليل تكلفة الاستكشاف بشكل كبير.
من عيوب أدوات اختبار التكوينات تكلفة التصنيع المرتفعة نسبيا وإمكانية الالتصاق أثناء اختبار الحفر المفتوحة. يمكن تحسين هذه النواقص باستمرار من خلال الممارسة الميدانية المكثفة.
2. هيكل ومبدأ عمل أدوات اختبار التكوين
تتكون أدوات اختبار التكوين بشكل رئيسي من معدات التحكم السطحي وأدوات قاع البئر. يتم تمرير مجموعة أدوات القاع إلى البئر عبر أنبوب الحفر. يعمل أنبوب الحفر كعضو موصل وممر تدفق السوائل، حيث يربط الأداة في أسفل البئر بمعدات التحكم السطحية. وظائف معدات التحكم السطحية هي: 1. تشغيل أداة القاع. من خلال دوران متحكم فيه أو رفع أو خفض أنبوب الحفر، يتم فتح أو إغلاق صمام الاختبار في أداة القاع، مما يسمح لسائل أو غاز التكوين بالدخول إلى أنبوب الحفر والتدفق إلى السطح. 2. ليعمل كتجميع مؤقت لرأس بئر إنتاج النفط أو الغاز. 3. للسماح بإسقاط الأدوات اللازمة في أنبوب الحفر. المعدات السطحية تشمل بشكل رئيسي
رأس تدفق اختبار البئر، مشعب أرضية الحفر، يشير إلى الرأس، جهاز إسقاط وجهاز حلقة أنابيب مفصلية.
الوظائف الرئيسية لتجميع أدوات القاع هي:
1. تثبيت أداة الاختبار، خاصة عند إجراء الاختبار في الجزء العلوي من البئر.
2. عزل فترة الإنتاج، وفصل المنطقة المستهدفة عن التكوينات الأخرى بحيث يدخل الغاز والسائل في المنطقة المستهدفة إلى أداة الاختبار.
3. التحكم في اتجاه تدفق طين الحفر وسوائل التكوين، بحيث يتم وضع أداة الاختبار بدقة واختبارها حتى يتم سحبها بالكامل إلى السطح.
4. قياس وتسجيل ضغط التدفق، وضغط التكوين، ودرجة حرارة منطقة النفط، واستعادة كمية معينة من عينة سائل التكوين في ظروف قاع البئر.
5. لمنع أداة الاختبار من الالتصاق، وتوفير أدوات للصيد أو تحرير التركيب العالق.
يتكون تجميع قاع البئر بشكل رئيسي من أنبوب مرساة، وجهاز تعبئة مفتوح، وصمام دوران عكسي، وجهاز اختبار تدفقات متعددة، وصمام تجاوز مفتوح، وختم أمان، ومسجلات ضغط ودرجة حرارة، وبرطمان هيدروليكي، وصلة أمان ومكونات ذات صلة.
عملية عمل أداة اختبار التكوين الكاملة هي كما يلي. بعد الانتهاء من الحفر، يتم إدخال أداة الاختبار إلى البئر. عندما يصل إلى العمق المحدد مسبقا، يتم توصيل معدات السطح ويتم تثبيت التثبيت أثناء ضبط الباكر. بعد عزل التكوين، تجرى عمليات اختبار الآبار التقليدية مثل غسل الآبار والتدفق المحفز، ويتم قياس معايير الخزان المطلوبة، مثل معدل الإنتاج. تبدأ أجهزة القاع في العمل في نفس الوقت. بعد الانتهاء من العملية، يتم تدوير طين الحفر مرة أخرى؛ يتم إلغاء ضبط التعبئة ويتم تحرير المرساة؛ ثم يتم سحب الأدوات تحت البئر. إذا واجهت مقاومة أو علقت الأداة ولم تستطع سحبها، يمكن استخدام الجرار أو أدوات تحرير أخرى لتحريرها. بعد استعادة خيط الحفر والأدوات بالكامل إلى السطح، تكتمل عملية الاختبار.
3. مواصفات أداء مختبرات التكوينات
في السنوات الأخيرة، تم استيراد بعض أجهزة اختبار التكوين من الخارج، خاصة منتجات من جونستون ولينز في الولايات المتحدة. الأداء الرئيسي لهذين النوعين من أجهزة اختبار التكوين متشابه تقريبا، لكن هناك اختلافات معينة في طريقة التشغيل وفي أجزاء من الهيكل. فيما يلي المواصفات الرئيسية لأداء جهاز اختبار تشكيل جونستون:
I. معدات السطح
1. ضغط العمل: 5,000، 10,000 و15,000 psi
(350)، (700) و(1050) كجم/سم2
2. ضغط الاختبار: 10,000، 15,000 و20,000 psi
(700)، (1050) و(1400) كجم/سم2
3. وسط عمل: لا يوجد كبريتيد هيدروجين (H)2S)
4. الحد الأدنى للقطر الكهربائي: 1-1/2 بوصة. (خط تدفق مرن)
5. حمل العمل: 350,000 رطل (158 طن)
II. الأدوات والأدوات القافية
1. النطاق المناسب: فتحة مفتوحة أو ثقب مغلف
2. أحجام الآبار القابلة للتطبيق: 5 إنش. إلى 6 1/4 بوصة.
5-3/4 بوصة. إلى 7-3/4 بوصة.
7 ونصف إنش. إلى 10-3/4 بوصة.
9-5/8 بوصة. إلى 12-1/4 بوصة.
3. مواصفات مسجل الضغط
الضغط الأقصى
1,600، 2,800، 4,700، 6,400، 9,000، 14,000 و20,000 psi
مدة الساعة: 24، 48، 96 و192 ساعة
4. مواصفات مقياس الحرارة
60 إلى 220 فهرنهايت (15.55 إلى 104.44 درجة مئوية)
100 إلى 300 فهرنهايت (37.78 إلى 148.89 مئوية)
من 200 إلى 400 فهرنهايت (93.33 إلى 204.44 درجة مئوية)
