در مقالات قبل در سایت شیمی گستر با نقش کلسیم کلرید در صنایع نفت و گاز آشنا شدیم در این مقاله قصد داریم با نقش کلسیم کلرید در حفاری بیشتر آشنا شویم به طور خلاصه کلسیم کلرید به عنوان یک افزودنی، تثبیت کننده، مهار کننده هیدراتاسیون، کنترل اتلاف سیال، کنترل کننده دما و pH در حفاری چاه های نفت دارد.
افزودنی سیال حفاری (گل حفاری)
با کنترل خواص رئولوژیکی گل مثل ویسکوزیته باعث حفظ پایداری مناسب چاه، جلوگیری از فروپاشی جاه و مانع از فوران و دست رفتن مایع در زمان حفاری که فشار سازند بالاست میشود. کلسیم کلراید به کنترل خواص رئولوژیکی سیالات حفاری کمک می کند. این می تواند ویسکوزیته و استحکام سیال را تغییر دهد و عملکرد حفاری را افزایش دهد. کلسیم کلرید به گل های حفاری اضافه میشود و باعث افزایش وزن مخصوص گل میشود با اثر روی چگالی سیال منجر به بهینه سازی خواص جریان سیال حفاری، بهبود ظرفیت حمل و تسهیل حذف گل ها از سوراخ چاه میشود.
همچنین در فرآیند سیمان کاری چاه به عنوان یک افزودنی نیز استفاده میشود؛ باعث کاهش زمان گیرش سیمان شده و در نتیجه باعث تسریع در آب بندی چاه و زمان بهره برداری از چاه می‌‌گردد.
مهار کننده هیدراتاسیون و تثبیت کننده خاک
در حفاری سازه های رسی مثل سازندهای شیل زماتی که در تماس با مایعات حفاری بر پایه آب قرار گیرند باعث هیدراتاسیون و متورم شدن میشود که باعث میشود مشکلاتی مانند گیر کردن لوله ها را ایجاد کند. کلرور کلسیم با جذب آب مانع از هیدراتاسیون میشود که در نهایت باعث کاهش بی ثباتی، کاهش ناپایداری چاه و افزایش راندمان کلی حفاری میشود.
وجود رس های پراکنده می تواند منجر به عملکرد ضعیف سیال حفاری و کاهش پایداری چاه شود. کلرید کلسیم به لخته شدن یا تجمع ذرات رس کمک می‌کند و باعث ته نشین شدن آنها و تشکیل ذرات بزرگتر و پایدارتر می شود. این کار عملکرد سیال حفاری را افزایش می‌دهد و به جلوگیری از مسائلی مانند هجوم سیال به سازند کمک می‌کند.
سازندهای شیل می‌توانند در حین حفاری چالش هایی را به دلیل محتوای رسی بالا و تمایل به تجزیه یا ایجاد لخته بیش از حد ایجاد کنند. کلرید کلسیم با کاهش پراکندگی و تورم ذرات شیل به عنوان یک مهارکننده شیل عمل می کند. این به کنترل مسائل مربوط به شیل، مانند ناپایداری چاه و آلودگی گل کمک می‌کند.
کنترل اتلاف سیال
یکی از چالش های حفاری، از دست دادن سیال در سازند است که می تواند منجر به آسیب سازند و به خطر افتادن پایداری چاه شود. از دست دادن بیش از حد سیال می تواند منجر به آسیب سازند، کاهش راندمان حفاری و افزایش هزینه شود. کلرید کلسیم اغلب به عنوان یک عامل کنترل اتلاف سیال به مایعات حفاری اضافه می شود. کلسیم کلراید یک لایه بر روی دیواره های سوراخ چاه تشکیل و فیلتراسیون مایع را کاهش می‌دهد و از دست دادن مایع در سازند را به حداقل می‌رساند.
کنترل دما
کلرید کلسیم (CaCl2) توانایی مقاومت در برابر دمای بالا را دارد که آن را برای استفاده در سیالات حفاری در محیط های حفاری با دمای بالا مناسب می‌کند. کلرید کلسیم به حفظ خواص مطلوب و پایداری سیال حفاری در شرایطی که دما بالاست مثل چاه های زمین گرمایی یا حفاری عمیق که دما می‌تواند از قابلیت‌های سایر افزودنی‌ها فراتر رود، کمک می کند.
کنترل pH
از کلرید کلسیم می توان برای تنظیم و کنترل pH مایعات حفاری استفاده کرد. حفظ محدوده pH مناسب برای بهینه سازی عملکرد سایر افزودنی‌های سیال حفاری و به حداقل رساندن خطر خوردگی یا پوسته پوسته شدن مهم است.
افزودنی به سایر سیالات
کلرید کلسیم با طیف وسیعی از افزودنی های سیال حفاری، از جمله سایر مواد شیمیایی و افزودنی هایی که معمولاً در عملیات حفاری استفاده می‌شوند، سازگار است. این سازگاری امکان فرمولاسیون سیالات حفاری سفارشی متناسب با شرایط خاص چاه و اهداف حفاری را فراهم می کند. این سیالات، سیالاتی هستند که در مرحله تکمیل ساخت چاه استفاده می‌شوند. مایعات تکمیلی اهداف مختلفی از جمله تمیز کردن چاه، تحریک چاه و کنترل آسیب سازند را انجام می‌دهند. کلرید کلسیم می تواند در این مایعات گنجانده شود تا خواص یا عملکردهای خاصی را بر اساس اهداف تکمیل ارائه دهد.
برتری استفاده از کلسیم کلرید در گل های حفاری
کلرید کلسیم به طور کلی در مقایسه با سایر مواد شیمیایی که در سیالات حفاری استفاده میشود، مضرات کمتری برای محیط زیست دارد. سمیت کمتری دارد و زیست تخریب پذیرتر است. این دلایل منجر میشود که در برخی از کاربردهای حفاری که در آن ملاحظات زیست محیطی مهم هستند، انتخابی ارجح باشد. در حفاری چاه نفت، استفاده از مواد شیمیایی، از جمله کلرید کلسیم، تابع مقررات صنعتی و بهترین شیوه ها برای اطمینان از عملیات ایمن و کارآمد و سازگار با محیط زیست است.
نتیجه گیری
درست است که کاربرد و غلظت خاص کلرید کلسیم در عملیات حفاری ممکن است بسته به شرایط چاه، ویژگی‌های سازند و اهداف حفاری متفاوت باشد اما در هر صورت این ماده، یک ماده پر کاربرد در این فرآیند است. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر با در شیمی گستر تماس بگیرید.