سلسلة حسابات الحفر – BASIC FORMULAS – الجزء الواحد والعشرون: ظاهرة طفو الكيسنج (Hydraulicing Out)

ظاهرة طفو الكيسنج (Hydraulicing Out) أثناء التبطين

مقدمة: لما الأسمنت يزق الكيسنج

تخيل إنك بتنزل ماسورة بلاستيك في جردل عسل أسود. هتلاقي الماسورة عايزة تطلع لفوق، صح؟
نفس الكلام بيحصل للكيسنج (خاصة الـ Surface Casing القصير). لما تضخ وراه أسمنت تقيل، فرق الضغط بيولد قوة رفع (Upward Force) ممكن تتغلب على وزن الكيسنج وتخليه يتحرك لفوق، ودي كارثة اسمها Hydraulicing Out.

1. حساب القوى المتضادة (الميزان)

عشان نعرف الكيسنج هيثبت ولا هيطير، لازم نحسب قوتين ونقارنهم:

• Upward Force: القوة اللي بتزق لفوق (جاية من ضغط الأسمنت).
• Downward Force: القوة اللي بتشد لتحت (وزن الكيسنج).

الخطوة 1: حساب فرق الضغط (Differential Pressure)

الأسمنت أتقل من الطفلة اللي جوه، فالفرق ده بيعمل ضغط عند كعب الكيسنج (Shoe).

Gradient Diff = (Cement Wt - Mud Wt) × 0.052
Differential Pressure = Gradient Diff × Length

الخطوة 2: حساب مساحة الـ Shoe

الضغط ده بيأثر على مساحة مقطع الكيسنج من تحت (كأنه بيستم).

Area (in²) = (Casing Diameter)² × 0.7854

الخطوة 3: حساب قوة الرفع (Upward Force)

Upward Force (lb) = Differential Pressure × Area

الخطوة 4: حساب وزن الكيسنج (Downward Force)

لازم نحسب وزن الكيسنج وهو مغمور في الطفلة (Buoyed Weight).

Weight (lb) = Wt/ft × Length × Buoyancy Factor

---

2. مثال عملي (تحليل المشكلة)

- كيسنج 13-3/8 بوصة (وزن 54.5 lb/ft) بطول 164 قدم.
- وزن الأسمنت = 15.8 ppg.
- وزن الطفلة = 8.8 ppg.
- عامل الطفو (BF) = 0.8656.

الحسابات:
1. فرق الضغط:
(15.8 - 8.8) × 0.052 = 0.364 psi/ft
Diff Pressure = 0.364 × 164 = 60 psi

2. المساحة (Area):
13.375² × 0.7854 = 140.5 in²

3. قوة الرفع (Upward Force):
60 psi × 140.5 in² = 8430 lb (قوة بتزق لفوق).

4. وزن الكيسنج (Downward Force):
54.5 × 164 × 0.8656 = 7737 lb (وزن بيشد لتحت).

النتيجة الكارثية:
الفرق = 7737 - 8430 = -693 lb.
القوة اللي فوق أكبر! يعني الكيسنج ده هيتحرك من مكانه (Hydraulic Out) إلا لو مربوط كويس في السطح.

---

3. الحل: إزاي نثبت الكيسنج؟ (Balancing the Forces)

بما إننا مش هنعرف نغير وزن الأسمنت ولا الكيسنج، الحل الوحيد هو تثقيل الطفلة اللي جوه الكيسنج عشان تزود الضغط الداخلي وتقاوم الرفع.

الخطوة 1: الضغط المطلوب للتعويض
محتاجين نعوض فرق القوة ده (693 lb).
Pressure Required = 693 ÷ 140.5 (Area) = 4.9 psi.

الخطوة 2: زيادة وزن الطفلة المطلوبة
MW Increase = 4.9 ÷ 0.052 ÷ 164 = 0.57 ppg (هنقول 0.6 ppg).

الخطوة 3: الوزن الجديد
New MW = 8.8 + 0.6 = 9.4 ppg.

💡 التحقق (Check):
لو حسبنا تاني بالوزن الجديد (9.4):
- فرق الضغط هيقل ويبقى 54.58 psi.
- قوة الرفع هتقل وتبقى 7668 lb.
- وزن الكيسنج ثابت (7737 lb).
الفرق = 7737 - 7668 = +69 lb (لصالح الوزن).
النتيجة: الكيسنج ثابت وآمن.

ملخص الخطوات

المشكلة	الحل الهندسي
قوة الرفع > وزن الكيسنج	الكيسنج هيتحرك (Hydraulic Out).
العلاج	زيادة وزن الطفلة (Displacement Fluid) لزيادة الضغط الداخلي لأسفل.

الخلاصة

الحسابات دي ضرورية جداً في الـ Surface Casing والـ Conductor لأنهم قصيرين ووزنهم خفيف، والأسمنت وراهم بيبقى تقيل وممكن يوصل للسطح. لو محسبتهاش، ممكن تلاقي الكيسنج طالع يسلم عليك عالسطح وأنت بتضخ الأسمنت!

تعديل المقال