حفاری کانال پلاسما

صنعت نفت و گاز، هميشه به­دنبال روش‌هاي جديدي براي به حداكثر رساندن توليد با حداقل هزينه­ها باشد. تنگناهاي اقتصادي، صنعت نفت و گاز را ملزم به توسعة تكنولوژي­هاي جديدي مي­كند كه هزينه­هاي توليد را كاهش دهد و چاه‌هاي موجود را قادر به ايجاد بازده بالاتري كند. يكي از روش­هاي بالقوة كاهش هزينه­ها، هم در رابطه با چاه­هاي ترميمي و هم در توسعة ذخاير، بهبود تكنولوژي و نوآوري در حفاري است. براي اين هدف، گروهي از محققان در دانشگاه Strathclyde، استفاده از برق پالسي و پلاسما با قدرت الكتريكي بالا را براي حفاري در سنگ بررسي كردند. با توجه به ويژه­گيهاي خاص اين تكنولوژي گذري اجمالي بر اين نتايج اين بررسي ارائه مي­شود:
محققان تخمين مي­زنند كه با استفاده از تكنيك­هاي جديد اكتشاف، فقط از چاه­هاي موجود در درياي شمال مي­توان 1.3 ميليارد بشكه نفت استخراج كرد. اين تكنولوژي­ها از طريق عمليات ترميمي در چاه­هاي موجود و اكتشاف با هزينه كاراتر و توسعة ذخاير دست نخورده، مي­توانند سطح توليد موجود در فلات قارة بريتانيا را براي 15 الي 20 سال آينده حفظ كنند. در همين راستا اين گروه محقق براي ايجاد "كانال پلاسما" در سنگ مورد حفاري از برق پالسي ولتاژ بالا استفاده مي‌كنند؛ چون با عبور جريان برق­پالسي، انفجار فوق­العاده سريع كانال پلاسما در داخل سنگ در مدت كمتر از يك ميليونيم ثانيه اتفاق مي­افتد و باعث شكستگي و خردشدن سنگ آن حوزه مي­شود.

"حفاري كانال پلاسما" (PCD)، در ساختمان سنگ محل حفاري، با نيروي تخليه الكتريكي بسيار سريع پلاسما انجام مي­شود. در اين روش، پلاسما به­سرعت منفجر مي­شود و انرژي از طريق آن به سنگ منتقل مي­شود. اين انفجار سريع، مثل يك پيستون در سنگ محيط اثر مي­گذارد و موجب خرد و متلاشي شدن آن مي­شود. با استفاده از تكنولوژي تواناي برق­ پالسي، توده پلاسما مي­تواند چندين بار در ثانيه تشكيل شود. نتيجه اين روند مكرر، حفاري كنترل شده با كارايي بالا مي­باشد.

يكي از مزيت­هاي مهم حفاري كانال پلاسما (PCD)، شيوة پالسي عمليات است. معمولاً برق مورد نياز براي تشكيل پلاسما، مي­تواند تا سطح 100 مگاوات برسد. اما اين ميزان برق فقط براي يك ميكرو ثانيه لازم است، لذا به‌طور متوسط برق مورد نياز براي عمل حفاري مي­تواند 10 هزار مرتبه كمتر باشد. در آزمايش­هاي انجام شده، متوسط نيروي لازم براي حفاري نمونه اصلي، كمتر از نيروي لازم براي يك كتري خانگي است.

در اين روش، همچنين با طراحي يك الكترود تخليه الكتريكي مناسب، نيازي به چرخش مكانيكي حفاري نيست و اين نيز يك برتري براي حفاري كانال پلاسما است.

دامنة زماني به‌دست آمده براي حفاري، 6 الي 25 سانتي­متر در هر دقيقه است كه بستگي به نمونه سنگ محل حفاري دارد. حفاري كانال پلاسما (PCD) از اين لحاظ نيز با حفاري سنتي چرخشي، قابل مقايسه است.

روش كانال پلاسما به­علت قابليت انتقال و استفادة بهينه از انرژي مصرفي، پيشرفت عمده‌اي را در حفاري نشان مي­دهد. به­علاوه، چون فرآيند كانال پلاسما موجب ايجاد سوراخ كوچكي به قطر يك يا دو اينچ مي­شود، لذا خرابي و ريزش در بستر دريا، در مقايسه با حفاري سنتي به­شدت كاهش مي­يابد.

ديويد مكبت, قائم مقام دانشگاه Strathclyde (محقق) مي­گويد: خيلي از شركت­ها اكنون به اين نتيجه رسيده­اند كه چاه­هاي با قطر كوچك به­خاطر كاهش شديد در هزينه­هاي حفاري و تخريب كم محيط ­زيست، گزينة ارجحي براي اكتشاف و استخراج مي­باشد. حفاري كانال پلاسما مي­تواند اين موارد را عملي كند و به تكنولوژي آينده براي اكتشاف و توليد نفت و گاز تبديل شود.

تحقيق PCD به مدت 20 ماه در آزمايشگاه در جريان بوده است. محققان مته­­هاي حفاري، نمونه اصلي را در يك معدن سنگي در نزديكي گلاسكو آزمايش كردند. نتايج بعضي از اين آزمايش‌ها را مي‌توان در مجموعة عكس­هاي ضميمه ديد.

ماخذ:

http://www.eee.strath.ac.uk/InFocus/pcd.htm
http://naft.itan.ir/?ID=590