کامپوزیت ها در حفاری چاه های نفت و گاز (قسمت اول)
کامپوزیت ها در افزایش استخراج نفت شِیل نقش مهمی ایفا میکنند با اینحال هنوز در صنعت نفت و گاز از تمام پتانسیل های این مواد استفاده نشده است. طی دهه گذشته در کشور آمریکا استخراج نفت از میادین ساحلی به شدت افزایش یافت و به این ترتیب کشور مذکور در تأمین انرژی مورد نیاز خود تقریباً به خودکفایی رسید. کشور آمریکا این موفقیت را بیشتر مدیون فناوری می داند که از آن به عنوان شکست هیدرولیکی یاد می شود.
در این فناوری سازندهای مجاور دیواره چاه که نفوذپذیری پایینی دارند توسط مته یا مواد منفجره (شلیک گلوله های مخصوص یا انفجار باروت) به طور مصنوعی شکسته یا سوراخ می شوند (مشبک کاری) و مایعات تحت فشار به همراه شن به داخل آنها تزریق می گردد تا از بسته شدن سوراخ ها جلوگیری شود. به این ترتیب نفت و گاز طبیعی از طریق این حفره ها به راحتی استخراج می گردد.
به گزارش انجمن مهندسان نفت آمریکا 60% چاه های نفت و گاز جهان با روش شکست هیدرولیکی مورد بهره برداری قرار می گیرند. طبق این گزارش از سال 2012 میلادی تا کنون 5/2 میلیون عملیات شکست هیدرولیکی در چاه های نفت و گاز سراسر جهان انجام شده که یک میلیون آن در کشور آمریکا صورت گرفته است. در هر عملیات حفاری، چاه نفت به 10 الی 40 بخش مجزا (سازند) تقسیم می شود و هر کدام از آنها طی یک مرحله جداگانه حفاری می گردند.
برای حفاری هر سازند به ابزاری نیاز است که به آنها پلاگ مسدود کننده گفته می شود. البته به همراه پلاگ های مسدود کننده از تجهیزات دیگری به نام توپَک نیز استفاده می گردد. صنعت نفت و گاز در هفته حداقل 20,000 عدد از این تجهیزات حفر چاه را سفارش می دهد که طی یک سال این رقم به بیش از یک میلیون می رسد. به گفته یکی از تولید کنندگان بزرگ تجهیزات کامپوزیتی که به صنعت نفت و گاز خدمت رسانی می کند، برای پلاگ های مسدود کننده کامپوزیتی و دیگر قطعاتی که در حفاری چاه نفت و گاز کابرد فراوانی دارند، تقاضا زیاد است.
سال گذشته نیز مجله الکترونیکی کامپوزیتس وُرلد در یکی از شماره های خود آورده بود که رشد بازار پلاگ های مسدود کننده، توپک ها و دیگر قطعات مورد استفاده در حفاری چاه ها به این معنی است که برای صنعت کامپوزیت فرصت زیادی ایجاد شده است تا بتواند سهم بزرگی از این بازار را به خود اختصاص دهد. با این وجود اگر تولید کنندگان کامپوزیت بتوانند به صنعت نفت و گاز محصولاتی عرضه نمایند که عملکرد بهتری داشته باشند و در مقابل دما و فشار بالای چاه های عمیق از خود مقاومت بالایی نشان دهند، تقاضا برای کامپوزیت ها باز هم افزایش خواهد یافت.
اجاره سکوهای حفاری و عملیات استخراج نفت و گاز، روزانه هزینه بالایی را به شرکت های حفاری تحمیل می کند. بنابراین باید برای آنها پلاگ های مسدود کننده ای تولید شوند که از دوام بالایی برخوردار باشند. به این ترتیب کار حفاری زودتر به اتمام می رسد و از وارد شدن خسارات مالی بیشتر به این شرکت ها جلوگیری به عمل می آید. به گفته یکی از مهندسان بخش تحقیق و توسعه شرکت وِذِرفورد (یکی از بزرگ ترین شرکت های خدمات نفت و گاز، واقع در ایالت تگزاس آمریکا)، برای اینکه صنعت کامپوزیت بتواند در بازار تجهیزات حفاری فرصت بیشتری به دست آورد، باید بتواند محصولاتی با عملکرد بالا عرضه نماید.
هرچه به اعماق پایین تر چاه های نفت و گاز نفوذ شود، حتی در زیر سازندهایی که حفاری شده اند، دما و فشار نیز بالاتر می رود. بنابراین صنعت نفت و گاز به محصولات کامپوزیتی نیاز دارد که بتوانند سال های سال در چنین شرایطی از خود عملکرد بالایی نشان دهند.
منبع: موسسه کامپوزیت ایران- نشریه الکترونیکی کامپوزیت