سلسلة حسابات الحفر – BASIC FORMULAS – الجزء الحادي عشر: فقدان الـ Overbalance وحسابات الـ HHP

فقدان الـ Overbalance وقدرة المضخة (HHP)

1. متى يفقد البير السيطرة؟ (Loss of Overbalance)

الـ Overbalance هو "هامش الأمان" اللي بيخلي ضغط الطفلة أعلى من ضغط الطبقة. وأنت بتسحب المواسير، مستوى الطفلة بينزل، وهامش الأمان ده بيبدأ يتاكل.

السؤال اللي لازم تجاوب عليه عشان تمنع الـ Kick: "أقدر أسحب كام قدم قبل ما الـ Overbalance يوصل لصفر والبير يرفس؟"


رسم بياني يوضح تناقص ضغط قاع البير Bottom Hole Pressure مع انخفاض مستوى الطفلة أثناء سحب المواسير"



أ- في حالة السحب "Dry" (المواسير فاضية)

هنا أنت بتفقد حجم "الحديد" بس. المعادلة بتقولك تسحب كام قدم لحد ما تخلص رصيد الـ Overbalance بتاعك.

Feet (Dry) = [ OB × (Csg Cap - Pipe Disp) ] ÷ [ MW × 0.052 × Pipe Disp ]

مثال رقمي:
معانا Overbalance مقداره 150 psi (ده رصيدك).
سعة الكيسنج = 0.0773 bbl/ft
إزاحة الماسورة = 0.0075 bbl/ft
وزن الطفلة = 11.5 ppg

الحساب:
البسط = 150 × (0.0773 - 0.0075) = 150 × 0.0698 = 10.47
المقام = 11.5 × 0.052 × 0.0075 = 0.004485
عدد الأقدام = 10.47 ÷ 0.004485 = 2334 قدم

المعنى: تقدر تسحب حوالي 2300 قدم (25 وقفة) قبل ما البير يتساوى مع الطبقة (آمن نسبياً).

ب- في حالة السحب "Wet" (المواسير مليانة)

دي الحالة الأخطر! لأنك بتشيل من البير "الحديد + الطفلة اللي جواه". شوف الفرق الرهيب في الرقم:

Feet (Wet) = [ OB × (Csg Cap - Pipe Cap - Pipe Disp) ] ÷ [ MW × 0.052 × (Pipe Cap + Pipe Disp) ]

نفس المثال (بس Wet):
سعة الماسورة (Capacity) = 0.01776 bbl/ft.
باقي الأرقام زي ما هي.

الحساب:
البسط = 150 × (0.0773 - 0.01776 - 0.0075) = 150 × 0.05204 = 7.806
المقام = 11.5 × 0.052 × (0.01776 + 0.0075) = 0.598 × 0.02526 = 0.0151
عدد الأقدام = 7.806 ÷ 0.0151 = 516 قدم فقط!

⚠️ تحذير خطير (Deep Drill Safety):
لاحظت الفرق؟ في الـ Dry كان مسموح لك 2334 قدم. في الـ Wet مسموح لك 516 قدم بس (حوالي 5 وقفات)!
عشان كدة سحب المواسير Wet هو السبب رقم 1 لحدوث الـ Kicks لأن الضغط بيقع بسرعة جداً وأنت مش حاسس.

2. حرارة الطبقات (Formation Temperature)

كل ما تنزل تحت، الحرارة بتزيد. لازم تحسب الحرارة المتوقعة (Estimated) عشان تختار نوع الطفلة والأسمنت المناسب.

Temp (°F) = Surface Temp + (Gradient × TVD)

مثال:
حرارة السطح 70 فهرنهايت. معدل الزيادة 0.012 درجة لكل قدم. العمق 15,000 قدم.
Temp = 70 + (0.012 × 15,000)
Temp = 70 + 180 = 250 °F


3. القدرة الهيدروليكية (Hydraulic Horsepower - HHP)

دي قوة المضخة اللي واصلة للدقاق عشان تفتت الصخر. المعادلة دي بتستخدم ضغط التدوير ومعدل الضخ.

HHP = (Pressure × GPM) ÷ 1714

تصحيح معلومة: في بعض الكتب القديمة قد تجد الرقم 714، وهذا خطأ مطبعي. الثابت الصحيح هو 1714.

مثال:
ضغط 2950 psi ومعدل ضخ 520 GPM.
HHP = (2950 × 520) ÷ 1714
HHP = 1,534,000 ÷ 1714 = 895 HP

رسم بياني يوضح تناقص ضغط قاع البير Bottom Hole Pressure مع انخفاض مستوى الطفلة أثناء سحب المواسير"رسم بياني يوضح تناقص ضغط قاع البير Bottom Hole Pressure مع انخفاض مستوى الطفلة أثناء سحب المواسير"





4. معادلة سريعة: وزن المواسير من الإزاحة

لو معاك إزاحة الماسورة (Displacement) وعايز تعرف وزن القدم الطولي (lb/ft) في الهواء بسرعة، استخدم المعادلة دي:

Weight (lb/ft) = Displacement (bbl/ft) × 2747

(الرقم 2747 هو كثافة الحديد محولة لـ lb/bbl).

ملخص القوانين

الحساب المعادلة المختصرة
Feet to pull (Dry) (OB × Annular Void) ÷ (MW weight of steel)
Feet to pull (Wet) (OB × Annular Void) ÷ (MW weight of steel + mud)
HHP (P × Q) ÷ 1714

الخلاصة

الجزء ده علمنا درس حياة أو موت في الحفر: "الماسورة المليانة (Wet) بتسرق الضغط من البير 4 أضعاف الماسورة الفاضية". ومعادلة الـ HHP عرفتنا إزاي نقيس عضلات المضخة. المعادلات دي لازم تكون حاضرة في ذهنك في كل Trip.

تعليقات