فقدان الدورة الدموية

في عمليات حفر آبار النفط والغاز ، تحدث ظاهرة فقدان الدوران ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} عندما يتدفق سائل الحفر ، المعروف باسم "الطين"، إلى تكوين جيولوجي واحد أو أكثر بدلاً من عودته إلى الفراغ الحلقي . ويمكن أن تشكل هذه الظاهرة مشكلة خطيرة أثناء حفر آبار النفط والغاز .

قد تتراوح عواقب فقدان الدوران بين خسارة بضعة دولارات من سائل الحفر ، وكارثة انفجار البئر وما يترتب عليه من خسائر في الأرواح. لذا، يُدرَّس ويُمارَس عن كثب رصد الخزانات والحفر وتدفق السائل من البئر لتقييم فقدان الدوران والسيطرة عليه بسرعة. إذا انخفضت كمية السائل في البئر نتيجة فقدان الدوران (أو أي سبب آخر)، ينخفض ​​الضغط الهيدروستاتيكي ، مما قد يسمح بتدفق غاز أو سائل ذي ضغط أعلى من الضغط الهيدروستاتيكي المنخفض إلى داخل البئر .

من عواقب فقدان دوران السوائل ظاهرة "الحفر الجاف". يحدث الحفر الجاف عندما ينقطع تدفق السوائل تمامًا من البئر دون توقف عملية الحفر. تتراوح آثار الحفر الجاف بين تلف بسيط في رأس الحفر، وتلف جسيم في البئر يستدعي حفر بئر جديدة. كما قد يتسبب الحفر الجاف في أضرار جسيمة لسلسلة الحفر ، بما في ذلك انكسار الأنابيب، أو تلف جهاز الحفر نفسه.

يمكن تقسيم فقدان الدورة الدموية إلى الفئات التالية: ^{[ 4 ]}

• معدل التسرب: يصل إلى 10 براميل في الساعة
• جزئي: 10 - 50 برميل في الساعة
• شديد: أكثر من 50 برميلاً في الساعة

على الرغم من تفضيل إيقاف فقدان الدوران تمامًا، إلا أنه ليس ممكنًا أو مطلوبًا دائمًا. يسمح التحكم في فقدان الدوران باستمرار الحفر مع الحفاظ على امتلاء البئر ، مما يمنع تدفق الغاز أو السوائل إلى داخل البئر ، وهو ما يُعرف باسم "الاندفاع"، والذي قد يؤدي إلى انفجار البئر . ^{[ 4 ]}

تتوفر عدة خيارات عند حدوث فقدان في دوران سائل الحفر، وذلك بحسب شدة الحالة. ^{[ 4 ]} يمكن التحكم في الفقدان عن طريق زيادة لزوجة السائل باستخدام البنتونيت و/أو البوليمرات، أو بإضافة مواد أخرى، والتي تشمل عادةً مواد نباتية عضوية. يمكن استعادة الفقدان الكامل من خلال الاستخدام التقليدي لزيادة اللزوجة والمواد المضافة، أو من خلال استخدام طرق غير تقليدية مثل ضخ جزيئات عضوية كبيرة (مثل الكناف )، والورق، ورقائق الميكا الكبيرة مع سائل عالي اللزوجة. في حال حدوث فقد كامل وعدم إمكانية استعادة الدوران، تتوفر عدة خيارات، وذلك بحسب متطلبات التشغيل وعمق الحفر بالنسبة للمناطق الجيولوجية الإنتاجية المطلوبة. يُعدّ استمرار الحفر مع ضخ سائل الحفر أحد الخيارات، على الرغم من أن استمرار الحفر مع ضخ الماء أقل تكلفة وأكثر شيوعًا. في بعض الأحيان، تُساعد نواتج الحفر المستمر في تقليل التسربات أو إيقاف الفقدان تمامًا. الخيار الثالث هو تثبيت المنطقة التي يحدث فيها الفقدان بالأسمنت، ثم الحفر عبر الأسمنت ومواصلة حفر البئر. غالباً ما يكون هذا الخيار الثالث هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة في حالة حدوث خسائر كبيرة، حيث لا يمكن في بعض الأحيان السيطرة على فقدان الدورة الدموية باستخدام طرق أخرى. ^{[ 4 ]}

• تُستخدم أنواع وأحجام جسيمات متنوعة كمواد مُستَخلَصة من الدوران (LCM). وتشمل هذه المنتجات مواد عضوية ومواد اصطناعية. ومن أمثلة هذه المواد: كربونات الكالسيوم، والميكا المسحوقة، وجزيئات نباتية سليلوزية، والجرافيت، والدولوميت. تُطحن الجزيئات العضوية النباتية عادةً إلى جزيئات دقيقة جدًا لتمر عبر منخل ذي فتحات 230 ميكرومتر. ومن المواد النباتية المستخدمة: الكناف، وقشور الجوز، وقشور الفول السوداني، وألياف جوز الهند، وبقايا العنب .
• تُستخدم البوليمرات أحيانًا لزيادة اللزوجة. ورغم أنها أغلى ثمنًا، إلا أنها أكثر توافقًا مع أنواع عديدة من أنظمة السوائل.
• المواد المضافة التي تسد أو تغلق الفقد بشكل مادي، بما في ذلك نشارة الخشب، والسيلوفان المتقشر، والجبس المسحوق أو المطحون.
• من الإضافات الشائعة الأخرى والأرخص ثمناً ورق الجرائد الممزق وقشور بذور القطن. ويُفضّل استخدام قشور بذور القطن بشكل أقل لأنها قد تُسبب تآكلاً لأنابيب المضخة والزنبركات. ويُستخدم هذان المكونان عادةً فقط عند استخدام الماء العذب أو المالح كسائل حفر.
• عند الحفر في التكوينات الملحية، يُستخدم المحلول الملحي عادةً، لأنه لا يُذيب الملح بسهولة، مما يمنع تكوّن التجاويف. لا تُساهم التجاويف في فقدان الدوران فحسب، بل قد تُعرّض سلامة البئر للخطر.

تُؤخذ عدة عوامل في الاعتبار عند تحديد المواد المضافة المستخدمة:

• حجم الثقب الذي يتم حفره.
• سائل الحفر قيد الاستخدام. يجب أن تكون الإضافات متوافقة.
• عمق البئر فيما يتعلق بالاستقرار الجيولوجي.
• عمق البئر بالنسبة لمناطق الإنتاج المطلوبة. إن سدّ منطقة إنتاج ليس نتيجة مرغوبة.
• أحجام فوهات مثقاب الحفر. إذا لم تتمكن المادة المضافة من المرور عبر مثقاب الحفر، فلا يمكن استخدامها.
• معدات ميكانيكية أخرى لسلسلة الحفر، مثل محرك الطين أو أدوات القياس أثناء الحفر . إذا لم تتمكن المادة المضافة من المرور عبر سلسلة الحفر، فلا يمكن استخدامها.