حفاری پیشرفته چیست؟

امروزه با پیشرفت های حال حاظر انجام حفاری پیش رفته تر از گذشته می باشد و با پیشرفت در تکنولوژی و فناوری دستگاه های جدید و مدرنی هم روی کار آمده است تا کار در کوتاه ترین زمان و بدون سختی زیاد انجام شود.
ترکیب قابلیت حفاری گسترده با فناوری برانگیختن پیشرفته، شرکت‌های نفتی می‌توانند چگونگی و مکان تعامل تحریک سیال با سنگ را بهینه کنند.
در این صورت میزان تولید پایدار در چاه فراهم می‌شود.
رشد پیشرفت در حوزه ی حفاری به وضوح تفاوت را در مقایسه با انجام همان فرایند در گذشته نمایان کرده است.
این نوع از فناوری‌های حفاری و تکمیل هم چنین با استفاده از ترکیبی از شکستگی هیدرولیکی و حفاری‌های افقی و گسترده باعث پیشرفت شده و در تمام اصناف به هر دلیلی قابل استفاده است که امروزه بیش تر باعث رشد در تولید از سنگ نفت زا و سایر مخازن نفت و گاز دسترس ناپذیر شده است.
از ویژه ترین نمونه های حفاری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱- حفاری افقی

۲- حفاری طولانی دستیابی

۳- حفاری خودکار و چند جانبه

که هر کدام این حفاری ها در مکان های مخصوص کاربردی هستند و دارای ابزار کار مخصوص می باشند و از همه مهم تر این که لازم است افرادی متخصص در این زمینه مشغول فعالیت باشند و با تمام ابزار و ماشین ها آشنایی کامل هم داشته باشند تا بتوانند به راحتی با این دستگاه ها کار کنند.

هم چنین حفاری پیشرفته به استفاده از فناوری‌ها و روش‌های نوین در عملیات حفاری اشاره دارد که بهبود عملکرد، کارایی و کیفیت حفاری را هدف می‌گیرد. این فناوری‌ها شامل استفاده از تجهیزات پیشرفته، نرم‌افزارهای هوشمند و تکنیک‌های مدیریت بهینه عملیات حفاری است.
حفاری پیشرفته به وسیله استفاده از تجهیزات پیشرفته مانند حفاری سربسته، حفاری با لیزر، حفاری چند نواحی و حفاری با استفاده از روبات‌ها و سیستم‌های خودکار امکان‌پذیر می‌شود.
این تکنولوژی‌ها باعث بهبود سرعت حفاری، دقت بالا، کاهش ضایعات و هزینه‌ها، کاهش نیروی انسانی مورد نیاز و افزایش بهره‌وری در استخراج منابع زیرزمینی می‌شوند.
هم چنین، استفاده از نرم‌افزارهای هوشمند در حفاری پیشرفته، امکان مدیریت بهتر و بهینه‌تر عملیات حفاری را فراهم می‌کند.
این نرم‌افزارها با استفاده از داده‌های سنسورها و تحلیل داده‌های بزرگ، قادر به پیش‌بینی و کنترل بهتر عملکرد حفاری و همچنین تشخیص مشکلات و خطاها می‌باشند.
به طور کلی، هدف از حفاری پیشرفته بهبود عملکرد حفاری، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها، کاهش مخاطرات محیطی و افزایش کیفیت استخراج منابع زیرزمینی است.

انواع تکنیک های حفاری پیشرفته

تکنیک‌های حفاری پیشرفته شامل چندین روش و فناوری می‌شوند.
در زیر به برخی از انواع تکنیک‌های حفاری پیشرفته اشاره می‌کنیم که شامل:

۱- حفاری افقی (Horizontal Drilling)

در این روش، حفاری به صورت افقی انجام می‌شود تا به منابع زیرزمینی در عمق‌ها و فواصلی دسترسی داشته باشد که با روش‌های عمودی سنتی قابل دسترسی نیستند.
این روش برای استخراج منابع نفت و گاز طبیعی از لایه‌های سنگی مختلف، همچنین برای حفاری تونل‌ها و لوله‌گذاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲- حفاری سربسته (Cluster Drilling)

در این روش، چندین چاه حفاری در یک مکان تشکیل می‌شود و از یک مرکز کنترل مشترک بهره می‌برند.
این روش امکان افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها را فراهم می‌کند، زیرا تجهیزات و نیروی انسانی در محل یکسان قرار دارند و همزمان چندین چاه حفاری می‌توانند در حال اجرا باشند.

۳- حفاری با لیزر (Laser Drilling)

در این روش، از پرتوهای لیزری برای حفاری و برش سنگ‌ها استفاده می‌شود. این روش به دقت بالا، سرعت بیشتر و کاهش ضایعات مربوط به حفاری منجر می‌شود.
هم چنین، حفاری با لیزر می‌تواند به صورت غیرمخرب بر روی سنگ‌ها انجام شود و از دستگاه‌های حفاری مکانیکی سنتی استقلال بیشتری داشته باشد.

۴- حفاری چندنواحی (Multilateral Drilling)

در این روش، چندین شاخه یا نواحی از یک چاه حفاری به سمت‌های مختلف گسترش می‌یابند.
این روش امکان استخراج همزمان از چندین لایه مختلف را فراهم می‌کند و می‌تواند به بهره‌وری بیشتر و استفاده بهینه از منابع زیرزمینی منجر شود.

۵- حفاری با استفاده از روبات‌ها و سیستم‌های خودکار (Robotic and Automated Drilling)

در این روش، روبات‌ها و سیستم‌های خودکار برای انجام عملیات حفاری استفاده می‌شوند.
این تکنیک‌ها به دقت بالا، کنترل دقیق و بهبود ایمنی و بهره‌وری کمک می‌کنند.
علاوه بر این، استفاده از روبات‌ها و سیستم‌های خودکار کاهش نیاز به نیروی انسانی در محیط‌های خطرناک و دشوار را فراهم می‌کند.
این فقط چند نمونه از تکنیک‌های حفاری پیشرفته است و همچنین در حوزه حفاری تکنیک‌های دیگری نیز وجود دارد که با استفاده از تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته ارتقا می‌یابند.

حفاری کوبه ای یا کابلی

حفاری کوبه ای یا حفاری ضربه‌ای نوعی از حفاری است که به صورت مته کاری دستی انجام می شود که داخل آن یک مته چکشی به یک کابل بلند متصل می‌شود و توسط آن مته بالا و پایین می‌آید.
به دلیل اینکه این نوع حفاری قابلیت این را دارد که با فن آوری های روز دنیا خودش را مطابقت دهد و هماهنگ شود می‌توان آن را به‌عنوان یک نوع تکنیک حفاری پیشرفته نام برد اما تنها به صورت دستی کار می کند که البته به نام حفاری کابلی هم شناخته شده است.
با رفت‌وبرگشت با بیت داخل مته، باعث می شود که خاک در گمانه سست شود که سپس با کمک بایل استخراج می‌شود و در نهایت زمین حفر خواهد شد.
در این میان یک پوشش فولادی یا پلاستیکی باید باشد تا به جلوگیری از فروریختن موقت سوراخ و هم چنین محافظت از سوراخ در برابر آلودگی آب‌های زیرزمینی به گمانه کمک می کند که این مورد بیش تر در خصوص حفر چاه های زیرزمینی مناسب است و از حفاری کوبه ای هم بیش تر در این خصوص استفاده می کنند.
این نوع حفاری جز حفاری های کاربردی نیز محسوب می شوند و با این که دستی هستند اما استفاده از آن ها کار آسانی می باشد.
هم چنین حفاری کوبه‌ای یا کابلی (Cable Tool Drilling) روشی است که در آن از یک نوع چکش مکانیکی برای حفاری استفاده می‌شود.
این روش به عنوان یکی از روش‌های سنتی حفاری مطرح است و در گذشته بسیار استفاده می‌شد، اما در سال‌های اخیر با توسعه روش‌های حفاری پیشرفته مانند حفاری چاه‌های چندنواحی و حفاری افقی، استفاده از حفاری کوبه‌ای کاهش یافته است.
در حفاری کوبه‌ای، یک چاه حفاری با استفاده از چکش مکانیکی، به طور مکانیکی ترکیب شده با کابل و کاسه حفاری به سمت پایین حفر می‌شود.
چکش مکانیکی به کمک قدرت مکانیکی ضربه‌ای به کاسه حفاری، آن را به سمت پایین فشار می‌دهد و سنگ‌ها را شکسته و جمع‌آوری می‌کند. سپس با استفاده از کابل، سنگ‌ها و ضایعات به بیرون کشیده می‌شوند.

مزیت‌های حفاری کوبه‌ای عبارت است از:

۱- سادگی و ارزان‌تر بودن تجهیزات و فرآیند حفاری.

۲- قابلیت استفاده در شرایط زمینی متنوع از جمله سنگ‌های سخت و فشار قوی.

۳- کمترین نیاز به تجهیزات پیشرفته و پیچیده.

اما معایب حفاری کوبه‌ای عبارت است از:

۱- سرعت حفاری پایینتر نسبت به روش‌های حفاری پیشرفته.

۲- ممکن است باعث تولید پوسیدگی آب زیرزمینی شود.

۳- نیاز به دسترسی و جابجایی مکانیکی مستمر و مکانیزه برای عملیات حفاری.

به طور کلی، حفاری کوبه‌ای در مواردی که شرایط زمینی و محیطی خاصی وجود داشته باشد و یا در حفاری چاه‌های عمق کمتر و ساده‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

الکترو حفاری

الکترو حفاری (Electro Drilling) یکی از روش‌های پیشرفته حفاری است که با استفاده از اصول الکتروشیمیایی برای حفاری چاه‌ها به کار می‌رود.
در این روش، جریان الکتریکی به عنوان نیروی حفاری استفاده می‌شود تا سنگ‌ها را شکسته و از چاه حفاری خارج کند.
عملکرد الکترو حفاری بر اساس اصل الکتروشیمی است که به وسیله‌ی آن امکان تجزیه و تفکیک مواد سنگی به صورت شیمیایی در حضور جریان الکتریکی وجود دارد.

در این روش، الکترودها به عنوان منبع جریان الکتریکی در محیط حفاری قرار می‌گیرند و با اعمال جریان، فرایند الکتروشیمیایی به وقوع می‌پیوندد و باعث تجزیه سنگ‌ها و مواد آن‌ها می‌شود.
مزیت‌های الکترو حفاری عبارت است از:

۱- قابلیت حفاری در انواع سنگ‌ها و ترکیبات مختلف.

۲- کاهش اهتزازات و لرزش‌های محیطی ناشی از حفاری.

۳- افزایش سرعت حفاری و بهره‌وری بیشتر به دلیل استفاده از جریان الکتریکی.

۴- کاهش نیاز به استفاده از مواد شیمیایی و سوانح محیطی مرتبط با آنها.
به طور کلی، الکترو حفاری یک روش پیشرفته است که مزایای قابل توجهی از نظر کارایی و بهره‌وری در عملیات حفاری دارد.
با این حال، هنوز در مقیاس وسیعی استفاده نمی‌شود و نیاز به تحقیقات بیشتر در زمینه بهینه‌سازی و ارتقای این فناوری وجود دارد.