.jpg){kind=small}
الشرح الشامل لإدارة المخاطر والحواجز وحسابات الضغوط (IWCF Principles)
التحكم في الآبار مش بس معدات، ده "عقلية" وإدارة مخاطر وحسابات دقيقة. في المقال ده، هنشرح
الأساسيات اللي لازم تكون فاهمها قبل ما تلمس أي معدة: إدارة المخاطر (Risk Management)، فلسفة حواجز البير (Barriers)، فيزياء الضغوط (Pressures)، ومشاكل الحفر السطحي (Top Hole)، وختاماً بحسابات الـ LOT والـ MAASP.
أولاً: إدارة المخاطر (Risk Management & MOC)
في الحفر، التغيير المفاجئ هو أصل الكوارث. عشان كدة عندنا نظام اسمه إدارة التغيير (MOC - Management of Change).القواعد الذهبية للـ MOC:
- تقييم جديد لكل تغيير: أي تغيير في الخطة (مهما كان بسيط) لازم يتعمل له تقييم مخاطر جديد (New Risk Assessment). مينفعش نعتمد على تقييم قديم لأن الظروف اتغيرت.
- التواصل (Communication): لازم كل فريق العمل (من الحفار للمهندس) يكونوا عارفين وموافقين على التغيير قبل ما الشغل يبدأ.
MOC (Management of Change) — أهم 3 قواعد
الـ MOC بيتعمل لما يحصل أي تغيير عن الخطة/الإجراء/المعدة/الظروف. أهم المتطلبات اللي تتكرر في الامتحان:- تقييم مخاطر للتغيير (مش اعتماد على تقييم قديم).
- تحديث المعلومات/الإجراءات لو التغيير أثر عليها.
- كل الناس المتأثرة لازم تعرف وتتدرّب على التغيير قبل بدء التنفيذ.
النقطة الأخيرة تحديدًا مذكورة بشكل واضح في مراجع السلامة: الموظفين اللي شغلهم هيتأثر لازم يتم إبلاغهم وتدريبهم قبل استئناف العمل بعد التغيير.
“ليه MOC مهم في الحفر؟” (منطق سريع)
- تغيير بسيط زي: تغيير pump rate / تغيير mud weight / تغيير line-up… ممكن يقلب الضغط في البير ويعمل influx أو losses.
- التغيير كمان بيأثر على “مين يعمل إيه” وقت الطوارئ (roles/responsibilities).
أسئلة Risk Management
1. ما هو الشرط الأساسي في إجراءات الـ MOC؟
✅ الإجابة: All team members must be aware of the agreed change before starting the operation.
💡 الشرح: لازم الكل يكون "على نفس الصفحة" عشان نتجنب سوء الفهم والحوادث.
لازم كل الناس اللي هتشتغل تبقى عارفة ومتفقة على التغيير قبل ما العملية تبدأ، عشان مايحصلش تنفيذ بنسختين مختلفتين من الإجراء.
2. هل يمكن استخدام تقييم مخاطر سابق لتغيير جديد؟
✅ الإجابة: All changes of procedure require a NEW risk assessment to be done.
💡 الشرح: كل عملية ليها ظروفها الخاصة، فلازم تقييم جديد ومخصص.
أي تغيير في الإجراء لازم له Risk assessment جديد مخصوص للتغيير (مش نعتمد على تقييم قديم لأنه كان لظروف مختلفة).
ثانياً: حواجز البير (Well Barriers)
الـ Barrier هو أي حاجة بتمنع خروج الموائع من البير للسطح. عندنا نوعين:- الحاجز الأولي (Primary Barrier): هو عمود الطفلة (Hydrostatic Pressure) اللي وزنه أكبر من ضغط الطبقة.
- الحاجز الثانوي (Secondary Barrier): هو المعدة الميكانيكية (زي الـ BOP) اللي بنقفل بيها البير لو الحاجز الأولي فشل.
- Barrier element: عنصر مادي، لما يتجمع مع عناصر تانية يعمل Barrier envelope يمنع الفلو.
- Barrier envelope: مجموعة عناصر مع بعض تمنع الفلو.
أهم قاعدة في الحواجز
أي Barrier لازم يكون له:- Integrity: يقدر يستحمل الضغط المتوقع.
- Verification: لازم يتختبر/يتتحقق منه حسب الإجراء (pressure test / inflow test…)
- Monitoring: عندك مؤشرات تراقبه (pressures/volumes/leaks).
يعني إيه “Primary” و “Secondary” في well control؟
- Primary well control: تمنع الكيك من الأساس (عادةً بضغط الطين الهيدروستاتيكي).
- Secondary well control: لو حصل influx، تمنع الفلو للسطح بمعدات ميكانيكية (زي BOP + choke).
أمثلة Barriers أثناء الحفر (تفكير امتحاني)
- Primary barrier في drilling غالبًا: عمود الطين (Drilling fluid hydrostatic).
- Secondary barrier غالبًا: BOP stack + wellhead system (حسب المرحلة).
⚠️ قاعدة هامة في الاختبارات:
لو حاجز فشل في اختبار الضغط، ممنوع تصلحه وهو مضغوط. لازم تفرغ الضغط تماماً (Bleed off to zero) وتتأكد إن مفيش ضغط محبوس (Trapped Pressure) قبل ما تلمس أي مسمار.
أسئلة Barriers
3. ما هو الهدف الرئيسي من معدات الـ BOP؟
✅ الإجابة: To provide a mechanical barrier against unplanned flow to surface during well operations.
💡 الشرح: الـ BOP هو "حاجز ميكانيكي" (Secondary) بيمنع التدفق للسطح.
4. ماذا تفعل لو فشل حاجز أثناء اختبار الضغط؟
✅ الإجابة: Tightening, Repair or any other work must be done only after verification that all pressure is released.
💡 الشرح: السلامة أولاً. التعامل مع معدات مضغوطة هو انتحار.
5. ما هو تعريف "Primary Well Control" أثناء الحفر؟
✅ الإجابة: Preventing a kick by maintaining drilling mud hydrostatic pressure equal to or greater than formation pressure.ثالثاً: الضغوط الاستاتيكية والديناميكية (Pressures)
لازم تفرق بين حالتين للبير:- Static (المضخات واقفة): الضغط المؤثر على القاع = الهيدروستاتيك فقط.
- Dynamic (المضخات شغالة): الضغط المؤثر على القاع = الهيدروستاتيك + فاقد الاحتكاك في الـ Annulus (APL).
حسابات الضغوط الأساسية (Hydrostatic / ECD / Swab-Surge)
3.1 قاعدة الهيدروستاتيك (أهم معادلة في IWCF)
في وحدات الحفر الأمريكية:
Hydrostatic Pressure (psi) = 0.052 × MW(ppg) × TVD(ft)
ومنه:Pressure gradient (psi/ft) = 0.052 × MW(ppg)
MW(ppg) = Pressure(psi) / (0.052 × TVD)
Normal pore pressure gradient (أرقام لازم تحفظها)
- Fresh water normal gradient حوالي 0.433 psi/ft.
- مياه مالحة/تكوين شائع (مثال Gulf Coast) حوالي 0.465 psi/ft.
Static vs Dynamic (ECD)Static BHP:
لما pumps off → BHP = Hydrostatic فقط.
Dynamic BHP: لما pumps on → BHP = Hydrostatic + Annular friction losses (اللي بنلخّصها في ECD).
المغزى: ممكن البير “ميتفلوش” وإنت بتضخ (بسبب ECD)، وأول ما توقف pumps يظهر flow (لأن ECD اختفت).
Swab & Surge (أخطر نقطتين أثناء Tripping)
- Swab (وأنت طالع): يقلل BHP مؤقتًا → خطر influx.
- Surge (وأنت نازل): يزود BHP مؤقتًا → خطر losses / fracture.
أسئلة Pressures
6. ما هو أشهر سبب للضغوط غير الطبيعية (Abnormal Pressures) عالمياً؟
✅ الإجابة: Under-compacted shale.
💡 الشرح: الطفلة (Shale) لما بتترسب بسرعة والمياه بتتحبس جواها، بتعمل ضغط عالي جداً.
7. إيه اللي بيأثر في الـ ECD (Equivalent Circulating Density)؟
✅ الإجابة: The pressure loss in the annulus.💡 الشرح: القاع "بيحس" بوزن الطفلة + الاحتكاك في المسار الراجع (Annulus). احتكاك المواسير مبيوصلش للقاع.
8. امتى ضغط القاع (BHP) يزيد لما نضخ Heavy Pill؟
✅ الإجابة: Once the pill starts to be displaced into the annulus.
💡 الشرح: طول ما الطفلة التقيلة جوه المواسير، هي بتزود ضغط المضخة (SPP) بس، لكن مبتزودش ضغط القاع. أول ما تطلع في الـ Annulus، عمود السائل بيتقل والـ BHP بيزيد.
رابعاً: الحفر السطحي والغاز الضحل (Top Hole & Shallow Gas)
(التوب هول): ليه حساس؟ وإزاي تقلل مشاكل Well Control
ليه Top Hole مختلف؟
- التكوينات السطحية غالبًا ضعيفة (fracture strength قليل) → losses أسهل.
- لو فيه shallow gas، الغاز ممكن يطلع بسرعة ويعمل hazard على السطح.
أهم استراتيجية في Top Hole
- تقلل خطر fracture: خلي MW أقل ما يمكن ضمن حدود الأمان.
- تقلل خطر influx: تجنب swab (سرعات مناسبة + pump out لو الإجراء بيقول).
- تحكم في ROP وتنظيف الحفرة: cuttings loading ممكن يزود ECD ويعمل losses.
لو حصل shallow gas… تفكير IWCF السليم
في Top Hole الهدف الأول “سلامة” + “تقليل back pressure على تكوين ضعيف”. عشان كده بيظهر دور الـ Diverter (يوجه الفلو) بدل shut-in زي الـ BOP.دي أخطر مرحلة، لأننا بنحفر من غير BOP (بنعتمد على Diverter). لو طلع غاز (Shallow Gas)، ممنوع نقفل البير لأن الطبقات ضعيفة وهتتكسر والغاز هيطلع تحت رجلك.
استراتيجية التعامل: Divert Don't Shut-in (وجه الغاز ومتقفلش).
أسئلة Top Hole
9. التصرف الصحيح لو حصل Shallow Gas Flow؟
✅ الإجابة: Activate the diverter system, and remove non-essential personnel from the rig floor.
💡 الشرح: شغل نظام التوجيه عشان ترمي الغاز بعيد، ومشي الناس عشان تحميهم. أوعى تقفل (Shut-in).
10. ماذا تفعل بمعدل الضخ (Pump Rate) أثناء تدفق Shallow Gas؟
✅ الإجابة: Increase the pump rate.
💡 الشرح: بنزود الضخ لأقصى سرعة (Dynamic Kill) عشان نزود فاقد الضغط في الـ Annulus ونحاول نقتل البير بالاحتكاك، ولمنع الغاز إنه يرفع الطفلة.
خامساً: حسابات الـ Leak-Off Test والـ MAASP
1. اختبار التسريب (LOT): بنعمله بعد حفر الـ Shoe عشان نعرف قوة الطبقة.
2. الـ MAASP: (Maximum Allowable Annular Surface Pressure). ده أقصى ضغط مسموح بيه على السطح قبل ما نكسر الـ Shoe. الرقم ده مقدس ولازم يتحسب بدقة.
🔥 المعادلة الذهبية للـ MAASP:
MAASP = (Fracture Pressure - Mud Weight) × Shoe Depth × 0.052
العلاقة: كل ما كثافة الطفلة (Mud Weight) تزيد، الـ MAASP بيقل.
LOT (Leak-Off Test) بنعمله ليه؟
الـ LOT هدفه يقيس قوة التكوين عند الـ casing shoe (أضعف نقطة غالبًا). يعني: إمتى يبدأ leak-off/بداية fracture.MAASP يعني إيه؟
MAASP = أقصى ضغط مسموح على سطح الآنولاس (عند wellhead) بدون ما يسبب ضرر لسلامة الآنولاس أو يكسر التكوين المكشوف (خصوصًا تحت casing shoe).المعادلة العملية اللي تمشيك في الامتحان
بعد ما تطلع Equivalent Maximum Mud Weight من LOT (أو fracture gradient عند shoe)، تحسب:
MAASP (psi) = (EMMW − MW_current) × 0.052 × TVD_shoe
وأهم قاعدة: أي تغيير في MW يغيّر MAASP (لو زوّدت MW → الهيدروستاتيك عند shoe يزيد → MAASP يقل).
5.4 Static vs “Dynamic” MAASP (فخ امتحاني)
MAASP اللي بتتحسب من LOT غالبًا Static (pumps off). أثناء circulation فيه APL/فواقد احتكاك في الآنولاس، فالتعامل مع MAASP لازم يبقى بحذر—في مراجع تدريبية بتوضح إن استخدام static MAASP أثناء circulation بدون فهم ممكن يسبب قرارات غلط.
مثال سريع (للصورة الذهنية)
Shoe TVD = 8000 ft
EMMW من LOT = 14.0 ppg
MW الحالي = 12.5 ppg
أخطاء شائعة في LOT/MAASP
- تحسب على MD بدل TVD (والهيدروستاتيك يعتمد على TVD).
- تعمل LOT والمود في السحب/السائل غير ثابت (density varying) فتطلع نتيجة غلط.
- تنسى تعيد حساب MAASP بعد تغيير MW.
ملخص مذاكرة سريع (آخر الصفحة)
- أهم 6 جُمل تحفظهم
- MOC = تقييم مخاطر للتغيير + توثيق + كل الفريق يعرف قبل التنفيذ.
- Barrier element + Barrier envelope (تعريف IWCF).
- Hydrostatic = 0.052 × MW × TVD.
- Normal water gradients: 0.433 fresh / 0.465 typical brine.
- Top Hole ضعيف: قلل fracture risk وخلي بالك من shallow gas.
- MAASP = (EMMW − MW) × 0.052 × TVDshoe، وتعيده مع أي تغيير MW.
أسئلة LOT & MAASP
11. ما هي شروط عمل Leak-off Test دقيق؟
✅ الإجابة: Circulate the drilling fluid to equalize fluid densities in the hole.
💡 الشرح: الـ LOT بيعتمد كلياً على الهيدروستاتيك. لو الطفلة مش متجانسة (حبة تقال وحبة خفاف)، قراءتك للضغط هتكون غلط تماماً.
12. كيف تؤثر زيادة كثافة الطفلة على الـ MAASP؟
✅ الإجابة: The MAASP will decrease.💡 الشرح: علاقة عكسية. كل ما تزود وزن الطفلة، العمود بيتقل، فالمساحة الباقية للضغط على السطح بتقل.
13. متى يجب إعادة حساب الـ MAASP؟
✅ الإجابة: After changing the mud density.
💡 الشرح: طالما الـ Mud Weight اتغير، المعادلة كلها اتغيرت.
الخلاصة للتركيز:
MOC: أي تغيير = تقييم جديد.
Top Hole: Divert Don't Shut-in + Max Pump Rate.
ECD: بيشمل احتكاك الـ Annulus فقط.
MAASP: بيقل لما الـ Mud Weight يزيد. ```