این تکنیک هم در هزینه و هم در زمان برای جداسازی یک منطقه‌ی بدون تولید در یک چاه دریایی صرفه‌جویی کرد.
استفاده از تکنولوژی ژل برای بستن و ترک یک منطقه‌ی بدون تولید در مناطق دریایی لوییزیانا موجب شده است تا هم در زمان دکل-روز و هم در هزینه‌ی مربوطه صرفه‌جویی شود. مقدار هزینه‌ی صرفه‌جویی شده برای اپراتور در مقایسه با روشهای مرسوم حدود ۲۸۲۰۰۰ دلار می باشد. هدف از این کار بستن و ایزوله کردن شبکه‌ی زون‌های بدون تولید پیش از تکمیل دوباره‌ی یک زون پرفشار عمیق‌تر می‌باشد. معمولا یک چاه ابتدا از پایین‌ترین زون تکمیل می‌شود. وقتی یک لایه‌ی تولیدی تخلیه شد، سیمان به درون شبکه‌ها پمپ شده و یک پلاگ مسدود کننده درون لوله‌ی جداری تولیدی در بالای زون تخلیه شده بسته (set) می‌شود. پس از بسته شدن شبکه‌ها ، یک منطقه‌ی تولیدی جدید در عمق کمتر ایجاد می‌شود. این پروسه تا تخلیه‌ی تمامی زون‌های تولیدی تکرار می‌شود. سرانجام ممکن است چاه به مسیر دیگری انحراف داده شود(side Track) و یا بطور موقت/همیشه رها شود. در این چاه بخصوص، به جای مشبک‌کاری در یک عمق کمتر، یک منطقه‌ی تولیدی جدید در حدود ۱۰۰ فوت پایین‌تر پیشنهاد شد. برای پیچیده کردن بیشتر موضوع، زون تخلیه شده‌ی فعلی دارای پوشش شنی (gravel packed) بود که برای اپراتور یک نوع چالش منحصر به فرد به شمار می‌آمد. منطقه‌ی تولیدی جدید عمیق‌تر از زون تولیدی فعلی بود و این یعنی اینکه اگر سیمان برای ایزوله کردن منطقه‌ی تخلیه شده استفاده شود، پیش از ایجاد شبکه‌های جدید نیاز به حفاری سیمان توسط لوله مغزی سیار وجود داشت. گزینه‌ی دیگر (گرانتر) آوردن دکل حفاری به سر چاه، بیرون کشیدن لوله مغزی و رشته‌ی تکمیل، تزریق سیمان به درون زون تخلیه شده (Squeeze)، انجام تعمیر کامل چاه (Full Work Over) و تکمیل دوباره‌ی زون جدید بود. انجام هر دو پروسه نیاز به چندین روز زمان ،تجهیزات و انرژی بسیار بود که نهایتا به هزینه‌ی زیاد منجر می‌شد.
راه حل:
با توجه به منحصر به فرد بودن پروژه، هیئت مهندسی در Superior Energy Services استفاده از ژل WellPRO HydroFIX Gel را در یک اقدام توصیه کرد تا زون بدون تولید با این ژل بسته شده و امکان استفاده از مناطق تولیدی عمیق‌تر فراهم آید. شرکت چندین دلیل برای استفاده از این محصول بیان کرد. اول از همه، ماده‌ی درزگیر (Sealant) به درون سازند و پوشش شنی (Gravel Pack) نفوذ کرده و آن را کاملا مسدود می‌سازد و پس از آن با تلاش اندکی ژل از درون چاه و رشته تکمیل پاک (حذف) می‌شود. دلیل دیگر که آنها در چنین موقعیتی از ژل بجای دوغاب سیمان استفاده کردند این بود که خاصیت نفوذ ژلهای مسدودکننده بسیار بیشتر از سیمان است که این بدلیل نداشتن ذرات جامد می‌باشد. در ازای آن ژل دارای پلیمرهای یونی با وزن مولکولی پایین می‌باشد که وقتی با عامل چندزنجیره‌ای پیچیده‌ی کربوکسیلی ترکیب شود یک ژل لاستیک مانند ایجاد می‌کند. پیش از ایجاد زنجیره‌های متقاطع، ژل دارای ویسکوزیته‌ی بسیار پایین بوده که موجب تزریق بسیار آسان آن شده و همچنین به راحتی به درون توری شنی و شبکه‌ها نفوذ می‌کند. پس از آنکه ژل بست حرکت سیال متوقف می‌شود.
پیش از توصیه‌ی این عامل درزگیر (Sealant)، یک برآورد مهندسی اجرایی در مورد قسمت‌های چاه و پارامترهای عملیاتی بعمل آمد. از لاگ بستن سیمان (Cement Bonding Log) بازدید و کیفیت جداسازی لایه‌ها آنالیز شد. در این عملیات معلوم شد که مطمئنا شرایط سیمان هنگام سیمانکاری لوله‌ی جداری مناسب بوده و جداسازی دو زون بخوبی انجام گرفته است. در پروسه‌های ارزیابی مهندسی، این مرحله بسیار حیاتی بود. اگر پیوستگی سیمان نامرغوب یا کم بوده باشد، احتمال اینکه ژل به درون یک زون اشتباه تزریق شود، وجود داشت. پس از اینکه از ایزوله بودن زون‌ها اطمینان حاصل شد، ترکیب درزگیر(Sealant) و غلظت کندساز(Retarder) در آزمایشگاه بهینه‌سازی و تست‌هایی در شرایط چاه (۸۰۰۰ پام و ۲۲۰فارنهایت) بر روی آن انجام شد. تکینیک جاگذاری مورد نظر حین تست‌های آزمایشگاه شبیه‌سازی شد. در آخر، روش انجام کار نهایی، اصلاح و پیش از رسیدن به محل در طول یک کنفرانس تلفنی با پرسنل مربوطه مطرح و تمامی جزئیات طرح‌های احتمالی معین شد.
پس از بازدید از مشخصات سازند و شرایط چاه، مشخص شد که یک حجم از ژل دارای وزن مولکولی پایین (LMW) که با حجم کوچکتری از ژل دارای وزن مولکولی بالا (HMW) دنبال می‌شود، بهترین ترکیب ممکن درزگیرها را در این شرایط خاص می‌دهد. تنها با مقدار کمی اختلاف فشار ژل دارای وزن مولکولی کم به درون پوشش شنی (Gravel Pack) و سازند نفوذ می‌کند، یعنی جایی که ژل با وزن مولکولی بالا نمی‌تواند وارد شود. چون چاه روی خلا نسبی است (Vacuum)، ژل دارای وزن مولکولی بالا اضافه می‌شود تا از نفوذ زیاد درزگیر (Sealant) به درون سازند جلوگیری کند.
هفده بشکه از ژل درزگیر (Sealant) دارای وزن مولکولی پایین بوسیله‌ی یک میکسر در سطح مخلوط شده، سپس از طریق لوله مغزی سیار به درون چاه پمپ شد. به دنبال این ژل، حدود شش بشکه از ژل دارای ورن مولکولی بالا تزریق شد که این ژل با مقادیری از خاک دیاتومه (Diatomaceous Earth) مخلوط شده بود. DE از فرار ژل جلوگیری کرده و اجازه می‌دهد در سطح سازند ببندد(سفت شود). سپس هر دو درزگیر (Sealant) در حالی که رشته لوله مغزی سیار در مقابل پوشش شنی (Gravel Pack) گردش می‌کرد به درون چاه تزریق شدند. چون ستون سیال مشخص نبود، درزگیر (Sealant) از درون لوله مغزی سیار خارج شده و فرصت داشت تا به درون سازند کشیده شود. البته در محل به درزگیرها مطابق نتایج آزمایشگاهی که پیش از عملیات انجام شده بود فرصت کافی برای آماده‌سازی داده شد.
پس از آنکه به ژل مدت زمان کافی برای سخت شدن داده شد، رشته‌ی تکمیل با گردش جت مانند گل توسط لوله مغزی سیار تمیز شد و برگشت کامل گل بعد از شروع گردش، مشاهده شد. قبل از شستن تور سیمی پوشش شنی (Gravel Pack)، یک گردش کامل گل انجام شد تا چگالی معادل گردش گل(Equivalent Circulating Density) در رشته‌ی تکمیل کاهش یابد و احتمال گیر کردن لوله مغزی سیار در چاه از بین برود. اگر گل برگشتی یکباره هرز می‌رفت، ب درون منطقه‌ی دارای پوشش شنی (Gravel Pack) نفوذ کرده بود و راهی برای خروج ژل از رشته‌ی تکمیل نبود. هنگامی که گل تمیز در خروجی مشاهده شد، رشته لوله مغزی سیار تا پایین شبکه‌های جدید پایین آورده شد که سرتاسر محدوده‌ی تولیدی جدید را تمیز کرد. در آخر رشته لوله مغزی سیار تا بالای پوشش شنی (Gravel Pack) بالا کشیده شد که گردش گل برای آخرین بار تمیز بود.
پس از شستن محدوده‌ی تولیدی جدید واحد ای-لاین (E-Line) برپا شد و گان مشبک‌کاری (Perforating Gun) به درون چاه فرستاده شد. فشار اولیه‌ی ته چاه (BHP) حدود ۴۸۰۰پام و پس از افزایش فشار ۸۰۰ پام به درون رشته‌ی تکمیل به سرعت حدود ۵۶۰۶ پام شد. محدوده‌ی جدید در یک زون تحت فشار مشبک‌کاری شد که فشار ته چاه ناگهان به ۷۱۲۱ پام رسید در حالی که فشار در سطح به ۲۳۱۵ پام افزایش یافت. به درون زون تخلیه شده هیچ سیالی نفوذ نکرد و هیچگونه افت فشاری هنگام مشبک‌کاری زون جدید مشاهده نشد. مجموعه‌ی ای-لاین بدون هیچ نیروی کشش یا دراگ از چاه بیرون کشیده شد و تمامی اجزا از چاه بیرون آمد. چاه شروع تولید گاز طبیعی با دبی یک و نیم میلیون فوت مکعب در روز کرد.
نتیجه‌گیری:
استفاده از ژل ویژه بهمراه تجهیزات و سایر خدماتی که توسط شرکت سرویس‌دهنده فراهم شده‌اند، تشریح می‌کند که چگونه استفاده از تکنولوژی جدید در طول تجهیزات تعمیرات محلی می‌تواند پروسه‌ی جدا کردن گاز و نفت را از قسمت‌های عمیق زمین بهبود بخشد.
همانطور که پیشتر اشاره شد، درزگیر گازی(Gas Sealant) که در این عملیات استفاده شد یک مایع دارای ویسکوزیته‌ی پایین می‌باشد که توانایی نفوذ در پوشش شنی (Gravel Pack)/ سازند را تا چندین فوت دارد. پس از اینکه این مایع برای مدتی معین در معرض دما و فشار قرار گرفت، به یک ژل سخت مبدل می‌گردد که راه نفوذ تمامی سیالات و گازها را از سازند مسدود می‌سازد. در مقایسه‌ی این ژل با سیمان می‌توان گفت که سیمان تنها توانایی نفوذ چندین اینچ را به درون سازند دارد و درزگیری کامل با وجود پوشش شنی (Gravel Pack) به راحتی بوجود نمی‌آید.
کل زمان صرف شده جهت تزریق درزگیر گازی، تمیز کردن چاه و مشبک‌کاری زون جدید حدود ۳۶ ساعت بود. اپراتور (در مقایسه با روشهای متداول) هم در زمان و هم در هزینه صرفه‌جویی کرد و چاه به تولید روزانه خود برگشت داده شد.
استفاده از تکنولوژی ژل برای بستن و ترک یک منطقه‌ی بدون تولید در مناطق دریایی لوییزیانا موجب شده است تا هم در زمان دکل-روز و هم در هزینه‌ی مربوطه صرفه‌جویی شود. مقدار هزینه‌ی صرفه‌جویی شده برای اپراتور در مقایسه با روشهای مرسوم حدود ۲۸۲۰۰۰ دلار می باشد. هدف از این کار بستن و ایزوله کردن شبکه‌ی زون‌های بدون تولید پیش از تکمیل دوباره‌ی یک زون پرفشار عمیق‌تر می‌باشد. معمولا یک چاه ابتدا از پایین‌ترین زون تکمیل می‌شود. وقتی یک لایه‌ی تولیدی تخلیه شد، سیمان به درون شبکه‌ها پمپ شده و یک پلاگ مسدود کننده درون لوله‌ی جداری تولیدی در بالای زون تخلیه شده بسته (set) می‌شود. پس از بسته شدن شبکه‌ها ، یک منطقه‌ی تولیدی جدید در عمق کمتر ایجاد می‌شود. این پروسه تا تخلیه‌ی تمامی زون‌های تولیدی تکرار می‌شود. سرانجام ممکن است چاه به مسیر دیگری انحراف داده شود(side Track) و یا بطور موقت/همیشه رها شود. در این چاه بخصوص، به جای مشبک‌کاری در یک عمق کمتر، یک منطقه‌ی تولیدی جدید در حدود ۱۰۰ فوت پایین‌تر پیشنهاد شد. برای پیچیده کردن بیشتر موضوع، زون تخلیه شده‌ی فعلی دارای پوشش شنی (gravel packed) بود که برای اپراتور یک نوع چالش منحصر به فرد به شمار می‌آمد. منطقه‌ی تولیدی جدید عمیق‌تر از زون تولیدی فعلی بود و این یعنی اینکه اگر سیمان برای ایزوله کردن منطقه‌ی تخلیه شده استفاده شود، پیش از ایجاد شبکه‌های جدید نیاز به حفاری سیمان توسط لوله مغزی سیار وجود داشت. گزینه‌ی دیگر (گرانتر) آوردن دکل حفاری به سر چاه، بیرون کشیدن لوله مغزی و رشته‌ی تکمیل، تزریق سیمان به درون زون تخلیه شده (Squeeze)، انجام تعمیر کامل چاه (Full Work Over) و تکمیل دوباره‌ی زون جدید بود. انجام هر دو پروسه نیاز به چندین روز زمان ،تجهیزات و انرژی بسیار بود که نهایتا به هزینه‌ی زیاد منجر می‌شد.
راه حل:
با توجه به منحصر به فرد بودن پروژه، هیئت مهندسی در Superior Energy Services استفاده از ژل WellPRO HydroFIX Gel را در یک اقدام توصیه کرد تا زون بدون تولید با این ژل بسته شده و امکان استفاده از مناطق تولیدی عمیق‌تر فراهم آید. شرکت چندین دلیل برای استفاده از این محصول بیان کرد. اول از همه، ماده‌ی درزگیر (Sealant) به درون سازند و پوشش شنی (Gravel Pack) نفوذ کرده و آن را کاملا مسدود می‌سازد و پس از آن با تلاش اندکی ژل از درون چاه و رشته تکمیل پاک (حذف) می‌شود. دلیل دیگر که آنها در چنین موقعیتی از ژل بجای دوغاب سیمان استفاده کردند این بود که خاصیت نفوذ ژلهای مسدودکننده بسیار بیشتر از سیمان است که این بدلیل نداشتن ذرات جامد می‌باشد. در ازای آن ژل دارای پلیمرهای یونی با وزن مولکولی پایین می‌باشد که وقتی با عامل چندزنجیره‌ای پیچیده‌ی کربوکسیلی ترکیب شود یک ژل لاستیک مانند ایجاد می‌کند. پیش از ایجاد زنجیره‌های متقاطع، ژل دارای ویسکوزیته‌ی بسیار پایین بوده که موجب تزریق بسیار آسان آن شده و همچنین به راحتی به درون توری شنی و شبکه‌ها نفوذ می‌کند. پس از آنکه ژل بست حرکت سیال متوقف می‌شود.
پیش از توصیه‌ی این عامل درزگیر (Sealant)، یک برآورد مهندسی اجرایی در مورد قسمت‌های چاه و پارامترهای عملیاتی بعمل آمد. از لاگ بستن سیمان (Cement Bonding Log) بازدید و کیفیت جداسازی لایه‌ها آنالیز شد. در این عملیات معلوم شد که مطمئنا شرایط سیمان هنگام سیمانکاری لوله‌ی جداری مناسب بوده و جداسازی دو زون بخوبی انجام گرفته است. در پروسه‌های ارزیابی مهندسی، این مرحله بسیار حیاتی بود. اگر پیوستگی سیمان نامرغوب یا کم بوده باشد، احتمال اینکه ژل به درون یک زون اشتباه تزریق شود، وجود داشت. پس از اینکه از ایزوله بودن زون‌ها اطمینان حاصل شد، ترکیب درزگیر(Sealant) و غلظت کندساز(Retarder) در آزمایشگاه بهینه‌سازی و تست‌هایی در شرایط چاه (۸۰۰۰ پام و ۲۲۰فارنهایت) بر روی آن انجام شد. تکینیک جاگذاری مورد نظر حین تست‌های آزمایشگاه شبیه‌سازی شد. در آخر، روش انجام کار نهایی، اصلاح و پیش از رسیدن به محل در طول یک کنفرانس تلفنی با پرسنل مربوطه مطرح و تمامی جزئیات طرح‌های احتمالی معین شد.
پس از بازدید از مشخصات سازند و شرایط چاه، مشخص شد که یک حجم از ژل دارای وزن مولکولی پایین (LMW) که با حجم کوچکتری از ژل دارای وزن مولکولی بالا (HMW) دنبال می‌شود، بهترین ترکیب ممکن درزگیرها را در این شرایط خاص می‌دهد. تنها با مقدار کمی اختلاف فشار ژل دارای وزن مولکولی کم به درون پوشش شنی (Gravel Pack) و سازند نفوذ می‌کند، یعنی جایی که ژل با وزن مولکولی بالا نمی‌تواند وارد شود. چون چاه روی خلا نسبی است (Vacuum)، ژل دارای وزن مولکولی بالا اضافه می‌شود تا از نفوذ زیاد درزگیر (Sealant) به درون سازند جلوگیری کند.
هفده بشکه از ژل درزگیر (Sealant) دارای وزن مولکولی پایین بوسیله‌ی یک میکسر در سطح مخلوط شده، سپس از طریق لوله مغزی سیار به درون چاه پمپ شد. به دنبال این ژل، حدود شش بشکه از ژل دارای ورن مولکولی بالا تزریق شد که این ژل با مقادیری از خاک دیاتومه (Diatomaceous Earth) مخلوط شده بود. DE از فرار ژل جلوگیری کرده و اجازه می‌دهد در سطح سازند ببندد(سفت شود). سپس هر دو درزگیر (Sealant) در حالی که رشته لوله مغزی سیار در مقابل پوشش شنی (Gravel Pack) گردش می‌کرد به درون چاه تزریق شدند. چون ستون سیال مشخص نبود، درزگیر (Sealant) از درون لوله مغزی سیار خارج شده و فرصت داشت تا به درون سازند کشیده شود. البته در محل به درزگیرها مطابق نتایج آزمایشگاهی که پیش از عملیات انجام شده بود فرصت کافی برای آماده‌سازی داده شد.
پس از آنکه به ژل مدت زمان کافی برای سخت شدن داده شد، رشته‌ی تکمیل با گردش جت مانند گل توسط لوله مغزی سیار تمیز شد و برگشت کامل گل بعد از شروع گردش، مشاهده شد. قبل از شستن تور سیمی پوشش شنی (Gravel Pack)، یک گردش کامل گل انجام شد تا چگالی معادل گردش گل(Equivalent Circulating Density) در رشته‌ی تکمیل کاهش یابد و احتمال گیر کردن لوله مغزی سیار در چاه از بین برود. اگر گل برگشتی یکباره هرز می‌رفت، ب درون منطقه‌ی دارای پوشش شنی (Gravel Pack) نفوذ کرده بود و راهی برای خروج ژل از رشته‌ی تکمیل نبود. هنگامی که گل تمیز در خروجی مشاهده شد، رشته لوله مغزی سیار تا پایین شبکه‌های جدید پایین آورده شد که سرتاسر محدوده‌ی تولیدی جدید را تمیز کرد. در آخر رشته لوله مغزی سیار تا بالای پوشش شنی (Gravel Pack) بالا کشیده شد که گردش گل برای آخرین بار تمیز بود.
پس از شستن محدوده‌ی تولیدی جدید واحد ای-لاین (E-Line) برپا شد و گان مشبک‌کاری (Perforating Gun) به درون چاه فرستاده شد. فشار اولیه‌ی ته چاه (BHP) حدود ۴۸۰۰پام و پس از افزایش فشار ۸۰۰ پام به درون رشته‌ی تکمیل به سرعت حدود ۵۶۰۶ پام شد. محدوده‌ی جدید در یک زون تحت فشار مشبک‌کاری شد که فشار ته چاه ناگهان به ۷۱۲۱ پام رسید در حالی که فشار در سطح به ۲۳۱۵ پام افزایش یافت. به درون زون تخلیه شده هیچ سیالی نفوذ نکرد و هیچگونه افت فشاری هنگام مشبک‌کاری زون جدید مشاهده نشد. مجموعه‌ی ای-لاین بدون هیچ نیروی کشش یا دراگ از چاه بیرون کشیده شد و تمامی اجزا از چاه بیرون آمد. چاه شروع تولید گاز طبیعی با دبی یک و نیم میلیون فوت مکعب در روز کرد.
نتیجه‌گیری:
استفاده از ژل ویژه بهمراه تجهیزات و سایر خدماتی که توسط شرکت سرویس‌دهنده فراهم شده‌اند، تشریح می‌کند که چگونه استفاده از تکنولوژی جدید در طول تجهیزات تعمیرات محلی می‌تواند پروسه‌ی جدا کردن گاز و نفت را از قسمت‌های عمیق زمین بهبود بخشد.
همانطور که پیشتر اشاره شد، درزگیر گازی(Gas Sealant) که در این عملیات استفاده شد یک مایع دارای ویسکوزیته‌ی پایین می‌باشد که توانایی نفوذ در پوشش شنی (Gravel Pack)/ سازند را تا چندین فوت دارد. پس از اینکه این مایع برای مدتی معین در معرض دما و فشار قرار گرفت، به یک ژل سخت مبدل می‌گردد که راه نفوذ تمامی سیالات و گازها را از سازند مسدود می‌سازد. در مقایسه‌ی این ژل با سیمان می‌توان گفت که سیمان تنها توانایی نفوذ چندین اینچ را به درون سازند دارد و درزگیری کامل با وجود پوشش شنی (Gravel Pack) به راحتی بوجود نمی‌آید.
کل زمان صرف شده جهت تزریق درزگیر گازی، تمیز کردن چاه و مشبک‌کاری زون جدید حدود ۳۶ ساعت بود. اپراتور (در مقایسه با روشهای متداول) هم در زمان و هم در هزینه صرفه‌جویی کرد و چاه به تولید روزانه خود برگشت داده شد.
