.jpg){kind=small}
شرح وحل مسائل الـ Well Control (Part 2: Tripping, Slug, Gas Migration & Kicks)
الجزءالثاني والاخير Part 3: Calculations
مكملين مع بعض يا رجالة في سلسلة "Deep Drill" لمراجعة امتحانات الـ IWCF والـ Well Control. الجزء ده دسم جداً وفيه "السهل الممتنع". هنتكلم عن عمليات الترييب (Tripping) ومشاكلها، وحسابات الـ Slug، وإيه اللي بيحصل لما الغاز يرحل لفوق (Migration)، وأخيراً حسابات القتل في الآبار الأفقية.
1. عمليات الترييب (Tripping Calculations)
أخطر وقت في الحفر هو وقت الـ Tripping. ليه؟ عشان بنشيل حديد من البير، فلازم نعوض مكانه طفلة عشان الضغط مايقعش. اللعبة كلها هنا: هل بتسحب "ناشف" (Dry) ولا "ويت" (Wet)؟
السؤال 1.1: سحبنا 1000 قدم مواسير 5 بوصة "ناشف" (Dry) من غير ما نعوض البير. احسب النقص في ضغط القاع (BHP).
(سعة الكيسنج: 0.1522، سعة المواسير: 0.0178، إزاحة المعدن: 0.0076، الطفلة: 11 ppg).
الإجابة: 30 psi (الاختيار c)
الشرح:
لما تسحب ناشف، اللي بيقل من البير هو حجم "الحديد" بس.
1. احسب انخفاض المستوى: (طول المواسير × إزاحة الحديد) ÷ (سعة الكيسنج - إزاحة الحديد).
= (1000 × 0.0076) ÷ (0.1522 - 0.0076) = 7.6 ÷ 0.1446 = 52.5 قدم.
2. حول الانخفاض لضغط: 52.5 × 11 × 0.052 = 30 psi.
السؤال 1.2: احسب النقص في الضغط لو سحبنا 10 stands "ناشف" (Dry).
(طفلة 10، إزاحة 0.0075، سعة كيسنج 0.0758، طول الاستاند 93 قدم).
الإجابة: 53 psi
الشرح:
طول المواسير = 10 × 93 = 930 قدم.
نفس القانون: (930 × 0.0075) ÷ (0.0758 - 0.0075) = 6.975 ÷ 0.0683 = 102 قدم نزول.
الضغط المفقود = 102 × 10 × 0.052 = 53 psi.
السؤال 1.3: احسب النقص في الضغط لو سحبنا 10 stands "ويت" (Wet) يعني الطفلة جوه المواسير طلعت معاك.
(نفس بيانات السؤال اللي فات).
الإجابة: 242 psi
الشرح:
لما تسحب Wet، إنت بتشيل (حديد + طفلة جوه المواسير). المصيبة هنا أكبر.
حجم السائل المفقود لكل قدم (Closed End) = إزاحة المعدن + سعة الماسورة = 0.0075 + 0.0178 = 0.0253 bbl/ft.
انخفاض المستوى = (930 × 0.0253) ÷ (0.0758 - 0.0253) = 23.5 ÷ 0.0505 = 465 قدم.
الضغط المفقود = 465 × 10 × 0.052 = 242 psi.
شايف الفرق؟ 242 psi بدل 53 psi! عشان كده السحب الـ Wet خطر جداً.
السؤال 1.4: بير عمقه 8000 قدم. عندنا Overbalance مقداره 160 psi. نقدر نسحب كام استاند Dry قبل ما نخسر الـ Overbalance ده؟
(Gradient 0.73، سعة الكيسنج 0.157، إزاحة المواسير 0.008، الاستاند 90 قدم).
الإجابة: 45 stands (الاختيار a)
الشرح:
1. الضغط المسموح نفقده هو 160 psi.
2. الطول المسموح نفقده من مستوى الطفلة = 160 ÷ 0.73 = 219 قدم.
3. الطول ده يكافئ كام قدم مواسير؟ اعكس قانون الترييب.
طول المواسير = (انخفاض المستوى × (سعة الكيسنج - الازاحة)) ÷ الازاحة.
= (219 × (0.157 - 0.008)) ÷ 0.008 = 4078 قدم.
4. عدد الاستاندات = 4078 ÷ 90 = 45.3 استاند. يبقى المسموح 45 استاند كامل.
السؤال 1.7: البير مقفول والدقاق على بعد 930 قدم من القاع. احسب Bit to Shoe strokes.
(Casing Shoe MD 8076 ft, BHA length 744, OH/BHA cap 0.102, OH/DP cap 0.132, Pump 0.12).
الإجابة: 632 strokes (الاختيار c)
الشرح:
عايزين نحسب حجم الفراغ من الدقاق لحد الشو.
1. حجم الـ Open Hole حوالين الـ BHA = 744 × 0.102 = 75.88 bbl.
2. المسافة من فوق الـ BHA لحد الشو: ركز هنا.. الدقاق مرفوع 930 قدم، والـ BHA طوله 744. هل الـ BHA دخلت الكيسنج؟
عمق البير 9750. عمق الشو 8076.
عمق الدقاق = 9750 - 930 = 8820 قدم. (لسه تحت الشو).
قمة الـ BHA عند = 8820 - 744 = 8076 قدم. (بالظبط عند الشو!).
يبقى الحجم هو الـ BHA Volume بس.
عدد المشاوير = 75.88 ÷ 0.12 = 632 strokes.
السؤال 1.10: احسب حجم الطفلة اللازم لملء البير لكل استاند بنسحبه "Wet".
(سعة المواسير 0.0178، إزاحة 0.0082، الاستاند 93 قدم).
الإجابة: 2.42 bbl (الاختيار c)
الشرح:
بما إنك بتسحب Wet، يبقى لازم تعوض مكان (الحديد + الطفلة اللي جواه).
الحجم للاستاند = الطول × (السعة + الإزاحة).
= 93 × (0.0178 + 0.0082) = 93 × 0.026 = 2.418 برميل.
2. حسابات الـ Slug (السبوبة)
الـ Slug هي طفلة تقيلة بنضخها عشان تزق الطفلة الخفيفة وتعمل U-Tube، فمستوى الطفلة جوه المواسير ينزل ونقدر نسحب ناشف من غير ما نغرق الدنيا.
السؤال 2.1: ضخينا 20 برميل Slug كثافته 14.5 ppg، وراه 10 برميل طفلة عادية. الطفلة الأصلية 12.2 ppg. سعة المواسير 0.01776. المستوى هينزل كام قدم؟
الإجابة: 213 feet (الاختيار c)
الشرح:
1. هات فرق الكثافة بين الـ Slug والطفلة: (14.5 ÷ 12.2) - 1 = 0.1885.
2. احسب الـ Pit Gain (الزيادة الوهمية) بسبب فرق الكثافة: حجم الـ Slug × الفرق = 20 × 0.1885 = 3.77 برميل.
3. الـ 3.77 برميل دول يكافئوا طول أد إيه في المواسير؟
Level Drop = 3.77 ÷ 0.01776 = 212.3 قدم.
السؤال 2.2: ضخينا Slug ونزل المستوى في المواسير 215 قدم. هل الـ BHP (ضغط قاع البير) هيتغير؟
الإجابة: 0 psi (الاختيار a)
الشرح:
خدها قاعدة يا هندسة: الـ Slug لا يغير الـ BHP طالما لسه جوه المواسير وماطلعش للـ Annulus. هو بيغير الضغط جوه المواسير بس، لكن الـ Annulus مليان وثابت، يبقى الضغط تحت ثابت.
3. هجرة الغاز (Gas Migration & Volumetric)
لو قفلنا البير وفيه غاز، الغاز بطبعه بيحب يطلع لفوق (Migration). لو ماعملناش تنفيس (Bleeding) للضغط، البير ممكن يتكسر.
السؤال 1.1: البير مقفول وفيه غاز بيهاجر. الضغط زاد 300 psi. لازم ننفس (Bleed) كام برميل عشان نرجع للضغط الأصلي؟
(ضغط الفورميشن 6884 psi، حجم الغاز 30 برميل).
الإجابة: 1.36 bbl (الاختيار c)
الشرح:
ده قانون الـ Expansion (بويل):
الحجم اللي لازم نخرجه = (الزيادة في الضغط × حجم الغاز) ÷ (ضغط الفورميشن - الزيادة).
= (300 × 30) ÷ (6884 - 300) = 9000 ÷ 6584 = 1.36 برميل.
السؤال 1.2: الضغط زاد 100 psi في 15 دقيقة. سرعة هجرة الغاز كام قدم/ساعة؟
(طفلة 15 ppg، تدرج الغاز 0.1).
الإجابة: 513 ft/hr (الاختيار d)
الشرح:
1. معدل زيادة الضغط في الساعة = 100 psi في ربع ساعة، يعني 400 psi في الساعة.
2. سرعة الهجرة = معدل الزيادة ÷ كثافة الطفلة بالـ gradient.
= 400 ÷ (15 × 0.052) = 400 ÷ 0.78 = 512.8 قدم/ساعة.
السؤال 1.3: الضغوط SIDPP 530 و SICP 680. الغاز هاجر 600 قدم وما نفسناش حاجة. الضغوط هتبقى كام؟
(طفلة 12.8).
الإجابة: Drill pipe 930 psi, Casing 1080 psi (الاختيار c)
الشرح:
بما إن الغاز طلع لفوق والبير مصمت (مقفول)، الضغط هيزيد في كل حتة بمقدار عمود الطفلة اللي الغاز عدى فيه.
الزيادة = 600 قدم × 12.8 × 0.052 = 400 psi.
ضيف الـ 400 دي على العدادين:
DP = 530 + 400 = 930 psi.
Csg = 680 + 400 = 1080 psi.
4. حسابات القتل والآبار الأفقية (Kick & Horizontal Wells)
السؤال 2.1: بير أفقي، حصل Kick. احسب Kill Mud Density.
(عمق الـ Kick: MD 10500, TVD 3970. SIDPP 150 psi. طفلة 11.2).
الإجابة: 12.0 ppg
الشرح:
في الآبار الهوريزونتال، أو عموماً في حسابات الضغط، استخدم الـ TVD عند نقطة الـ Kick.
Kill MW = Current MW + (SIDPP ÷ 0.052 ÷ TVD).
= 11.2 + (150 ÷ 0.052 ÷ 3970) = 11.2 + 0.73 = 11.93 (يعني 12 ppg).
السؤال 2.2: نفس الفكرة، بير أفقي. احسب Kill MW.
(TVD at kick 5820 ft, SIDPP 230 psi, Mud 12.8).
الإجابة: 13.6 ppg (الاختيار c)
الشرح:
Kill MW = 12.8 + (230 ÷ 0.052 ÷ 5820) = 12.8 + 0.76 = 13.56 ppg.
السؤال 2.4: الدقاق مرفوع 500 قدم عن القاع. الغاز دخل تحت في القاع. SIDPP 250 psi. يبقى الـ SICP كام؟
الإجابة: 250 psi (الاختيار b)
الشرح:
خدعة ذكية! طالما الـ Influx (الغاز) لسه تحت في القاع والدقاق فوقه بشوية (والبير كله طفلة واحدة متجانسة ماعدا منطقة الغاز تحت)، والغاز لسه مادخلش في الـ Annulus حولين المواسير بشكل يغير التوازن، نظرياً في اللحظة الأولى للغلق (Off Bottom)، الضغط بينتقل بالتساوي.
توضيح: عادة الـ SICP بيكون أعلى من SIDPP لو الغاز مالي الـ Annulus، بس هنا السؤال بيفترض حالة توازن Off Bottom بسيطة أو إن الـ Influx صغير جداً وتحت المواسير.
السؤال 2.5: احسب الـ Final Circulating Pressure (FCP).
(SIDPP 480, Kill Rate Pressure 520, Mud 12.0, Kill Mud 13.0).
الإجابة: 564 psi (الاختيار a)
الشرح:
أول حاجة احسب Kill MW = 12 + (480 ÷ 0.052 ÷ 10000) = 12.92 (يعني 13).
FCP = (Kill MW ÷ Old MW) × Kill Rate Pressure.
= (13 ÷ 12) × 520 = 563.3 psi.
السؤال 2.6: احسب الـ Initial Circulating Pressure (ICP).
(SIDPP 480, Kill Rate Pressure 520).
الإجابة: 1000 psi (الاختيار a)
الشرح:
أسهل قانون في الـ Well Control:
ICP = SIDPP + Kill Rate Pressure (SCR).
= 480 + 520 = 1000 psi.
وصلنا للجزء الأخير في سلسلتنا على "Deep Drill". الأسئلة دي بتبقى "السهل الممتنع" في الامتحان. قوانينها سهلة، بس بتلخبط في الحسابات والوحدات. هنتكلم عن حساب الزمن اللازم لتدوير الطفلة، وعدد المشاوير (Strokes) المطلوبة، وحسابات سحب العمدان (Drill Collars).
حسابات الوقت والمشاوير (Time & Strokes)
السؤال 1.5: حصل Kick بعد ما سحبنا 930 قدم مواسير. هناخد وقت قد إيه عشان الطفلة التقيلة توصل من الطلمبات للدقاق؟
(Hole TVD 8680, DP Cap 0.0778, DC Cap 0.0077, BHA Len 774, Surface 12 bbl, Pump 0.12 bbl/stk, Speed 30 SPM).
الإجابة: 156 دقيقة
الشرح:
عشان تجيب الوقت، لازم تجيب عدد المشاوير. وعشان تجيب المشاوير، لازم تجيب الحجم الكلي من السطح للدقاق.
1. طول المواسير الموجودة = عمق البير الكلي - اللي سحبناه - طول الـ BHA.
= 8680 - 930 - 774 = 6976 قدم.
2. حجم المواسير = 6976 × 0.0778 = 542.7 برميل.
3. حجم الـ DC (العمدان) = 774 × 0.0077 = 5.9 برميل.
4. الحجم الكلي = 12 (سطح) + 542.7 + 5.9 = 560.6 برميل.
5. عدد المشاوير = الحجم ÷ خرج الطلمبة = 560.6 ÷ 0.12 = 4672 مشوار.
6. الوقت = المشاوير ÷ السرعة = 4672 ÷ 30 = 155.7 (يعني 156 دقيقة).
السؤال 1.6: نفس بيانات المسألة اللي فاتت، بس خرج الطلمبة المرة دي محسوب بـ 3.6 bbl/min (برميل في الدقيقة). الوقت قد إيه؟
الإجابة: 156 دقيقة
الشرح:
هنا أسهل بكتير لأنك مش محتاج تحسب strokes.
الحجم الكلي (حسبناه فوق) = 560.6 برميل.
الوقت = الحجم ÷ المعدل بالبرميل = 560.6 ÷ 3.6 = 155.7 دقيقة.
السؤال 1.8: البير مقفول والدقاق مرفوع 930 قدم عن القاع. احسب عدد المشاوير من الطلمبة للدقاق (Pump to Bit Strokes).
(MD 9750, BHA 744, Surface 12, BHA Cap 0.0078, DP Cap 0.0178, Pump 0.12).
الإجابة: 1345 strokes (الاختيار c)
الشرح:
1. طول المواسير (DP Length) = 9750 - 930 - 744 = 8076 قدم.
2. حجم المواسير = 8076 × 0.0178 = 143.75 برميل.
3. حجم الـ BHA = 744 × 0.0078 = 5.8 برميل.
4. الحجم الكلي = 12 (سطح) + 143.75 + 5.8 = 161.55 برميل.
5. عدد المشاوير = 161.55 ÷ 0.12 = 1346 مشوار تقريباً.
السؤال 1.9: الحفار سحب 3 استاندات Drill Collars على الناشف (Dry). لازم يعوض البير بكام برميل؟
(DC Cap 0.0073, DC Metal Disp 0.0370, Stand = 90 ft).
الإجابة: 9.99 bbl (تقريباً 10 برميل)
الشرح:
لما تسحب ناشف، بتعوض مكان "معدن" الحديد بس (Metal Displacement).
طول الـ 3 استاندات = 3 × 90 = 270 قدم.
حجم التعويض = الطول × الإزاحة = 270 × 0.0370 = 9.99 برميل.
لاحظ إننا ماستخدمناش الـ Capacity هنا لأن السحب Dry.
خاتمة السلسلة
كده يا بشمهندسين يبقى قفلنا ملف مسائل الـ IWCF المهمة دي (الجزء 1 و 2 و 3).
نصيحة أخيرة في المسائل دي:
1. رتب خطواتك (أحسب أطوال < سعات < أحجام < مشاوير < وقت).
2. خلي بالك الطلمبة وحدتها إيه (bbl/stroke ولا bbl/min).
3. فرق دايماً بين الـ Capacity (الفراغ اللي جوه) والـ Displacement (حجم الحديد نفسه).
بالتوفيق ليكم جميعاً، ونتقابل في شروحات تانية في "Deep Drill".
خلاصة Deep Drill: نصايح من الموقع
- في الترييب: الـ Wet Trip هو العدو. لو اضطريت تسحب Wet، لازم تعوض حجم المواسير وحجم الطفلة اللي جواها، وإلا هتاخد Kick وانت مش دريان.
- الـ Slug: شغلته يخدع المواسير بس، مالوش دعوة بضغط القاع (BHP) طول ما هو جوه الـ String.
- هجرة الغاز: لو قفلت البير وفيه غاز، الضغط هيزيد على العدادات كل دقيقة. لو مانفستش (Bleed)، هتكسر الشو (Shoe) وتخسر البير.
- الآبار الأفقية: دايماً عينك على الـ TVD في حسابات الضغط والكثافة، الـ MD ده لطول المواسير بس.