حفاری در دریای خزر اولین تجربه حضورصنعت نفت در آبهای عمیق

وجود منابع و پتانسیل های هیدروکربنی در دریای خزر موجب شده کشورهای حاشیه این دریا به منظور استخراج و بهره برداری از منابع هیدروکربنی حضوری فعال داشته باشند. در این میان جمهوری اسلامی ایران نیز مانند دیگر کشورها برای بهره مندی از این منابع خدادادی و صیانت از حقوق ملی کشور، اقدام به فعالیت های اکتشافی در آب­های عمیق دریای خزر نموده است. در نگاه ساده و مقایسه با تجربیات حاصل از حفاری در خلیج فارس، حفاری در آب­های عمیق اقدامی ساده به نظر می رسد اما در عمل عملیات حفاری در آب عمیق شرایطی کاملاً متفاوت از آب­ کم عمق و خشکی دارد که با توجه به حضور تعداد محدودی از کشورهای صاحب نام در عرصه آبهای عمیق، ورود ایران به این عرصه موفقیتی بزرگ محسوب می­شود .

اگرچه ماهیت حفاری در آب­های عمیق، فلات قاره و خشکی مشابه است ولی شرایط خاص ناشی از فاصله بیش از 700 متری سکوی نیمه شناور از بستر دریا، نصب تمامی تجهیزات سرچاهی در بستر دریا و شرایط اقلیمی متغیر دریا، حفاری در آب­های عمیق را به مراتب پیچیده تر نموده و نیاز به بهره گیری از تجهیزات خاص و فناوری های پیشرفته را ضروری می نماید .

حفاری در دو فاز اول (20و 30 اینچ) به صورت باز و بدون استفاده از شیرهای فوران گیر و رایزر انجام می­گیرد. در مراحل بعد پس از راندن جداری 20 اینچ، شیر فوران گیر همراه با رایزر در بستر دریا نصب می­شوند. داشتن 700 تا 1000متر فاصله بین سکوی حفاری و تجهیزات سرچاهی و همچنین تثبیت تعادل سکو از جمله موارد تمایز حفاری در آب­ عمیق است.

عمده فعالیت­های ایران در دریای خزر در ابتدا محدود به انجام عملیات لرزه­نگاری و حفر چاه­های اکتشافی در خشکی و آب­های کم عمق ساحلی بوده است. طی چهار دهه گذشته جمعا 16حلقه چاه در خشکی و 3حلقه چاه در بخش کم عمق دریای خزر حفاری شده است که یا بی­نتیجه بوده و یا به لحاظ اقتصادی قابل بهره­برداری نبوده­اند. نهایتا باتوجه به عدم وجود هیدروکربن در منطقه کم عمق، کارشناسان شرکت نفت خزر به مطالعه بخش عمیق دریای خزر پرداختند که با همکاری شرکت­های ایرانی و خارجی پس از عملیات لرزه­نگاری در بخش عمیق دریای خزر و انجام مطالعات اولیه منجر به شناسایی 46 ساختار دارای پتانسیل هیدروکربن در این منطقه گردید .

نخستین ساختاری که در آن عملیات حفاری انجام گرفت ساختار 2/6 بود که امروز به نام «میدان سردار جنگل» نام گذاری شده است. نخستین چاه در این ساختار به نفت رسید. ساختار سردار جنگل نخستین ساختاری است که شرکت نفت خزر در آن اقدام به حفاری نمود و صنعت نفت کشور در تاریخ 20 اردیبهشت 1391 برای اولین بار موفق به کشف نفت در دریای خزر گردید. این میدان حاوی دو میلیارد بشکه نفت درجاست که حداقل میزان 500 میلیون بشکه از این مقدار قابل برداشت است.

وقتی صحبت از حفر چاه اکتشافی به ویژه حفاری در آب­های عمیق خزر می شود دیگر نمی­توان برای مدت عملیات حفاری زمان دقیقی تعیین نمود چرا که عملیات حفاری اولین چاه در میدان سردار جنگل تا عمق 2500 متری بارها با پدیده هایی همچون فوران آب نمک، فوران گاز و هرز روی کامل مواجه شد که منجر به افزایش مدت زمان حفاری گردید. این درحالی است که در خشکی چنین مشکلاتی با این وسعت وجود ندارد.

به کارگیری ربات زیردریایی (ROV) یکی از وجوه تمایز حفاری در آب­های عمیق است. این دستگاه به عنوان چشم گروه حفاری محسوب شده و بسیاری از کارها توسط این ربات زیردریایی انجام می­شود؛ بنابراین یکی از شاخص­هایی که ما را در حفاری آب­های عمیق متمایز می نماید وجود همین ربات ها است. از دیگر وجوه تمایز کار در آبهای عمیق نسبت به آب کم عمق، شیرهای فوران گیر (BOP) ویژه و رایزرها هستند .

در خلیج فارس عمق آبی که حفاری انجام می­شود بین 40 تا 60 متر است و لوله راهنما از کف دریا تا سکوی حفاری بالا می آید و شیرهای فوران­گیر و ادوات تاج چاه روی این لوله راهنما قرار می­گیرد. در خشکی یا آب­های کم عمق شروع حفاری عمدتا با مته 26 اینچ و یا 36 اینچ است و حفاری در فضایی استاتیک انجام می­شود و سکوی حفاری جک آپ نیز با پایین بردن پایه­های خود در کف دریا حالت ثابت و پایداری را به خود می­گیرد. اما در دریای خزر با یک سکوی نیمه شناور که متصل به 8 زنجیر است مواجه هستید که هر لحظه در حال حرکت است و با یک موج بلند ممکن است نظم سکو به هم بریزد و عملیات در نهایت متوقف شود و دو فاز اول را نمی­توان کنترل کرد. وجود جریان آب، گاز و یا هیدرات­های گازی می­توانند با اختلال در تعادل سکو آن را به سمت پایین بکشند و باعث غرق شدن سکو شوند. حفره راهنما یکی از ملزومات و خصوصیات حفاری در آب­های عمیق است. در این حالت در ابتدا با مته سایز  5/8 اینچ حفره راهنما حفر و پس از کسب اطلاعات و حصول اطمینان از ایمنی چاه و شرایط زمین­شناسی حفره اصلی حفاری می­شود.

به منظور حفاری چاه در آبهای عمیق خزر ابتدا پس از حفر حفره­های راهنما و حفاری سازند و راندن لوله­های جداری مختلف 30، 20، 13و سه هشتم، 9و هفت هشتم و در آخر لوله 7 اینچ (معمولا لوله جداری 7 اینچ لوله بهره­برداری نامیده می­شود) به صورت آستری نصب می­شوند، به عبارتی در یک فاصله 1850متری،  5 لوله جداری در سایزهای متفاوت درون چاه رانده و سیمان­کاری می شود. در حالی که در مناطق عملیاتی جنوب ایران برای 1850متر حداکثر سه لوله جداری بیشتر استفاده نمی­شود. ساختار دریای خزر به نحوی است که جریان آب به محل حفره هجوم آورده و جهت تخلیه انرژی خود پس از فوران موجب اختلال در  عملیات حفاری می­شود.

شیوه حفاری در آب­های عمیق همان شیوه دورانی است که در خشکی نیز اعمال می­شود ولی به دلیل شرایط خاص ناشی از عمق آب، از فناوری پیچیده­تری برخوردار است.

فوران آب نمک، از بستر دریا مهم­ترین مشکل در مراحل اولیه حفر چاه می باشد که پس از استقرار و نصب شیر فوران­گیر و برقراری ارتباط حفره اصلی و سکو توسط لوله رایزر، حفاری به صورت معمول با شرایط مربوط به آب­های عمیق ادامه می یابد.