فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی دارای ۸۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی :

فایل ورد کامل مقاله فواید کلی گل‌های حفاری؛ تحلیل علمی نقش آن‌ها در صنایع استخراج، کارایی و اثرات زیست‌محیطی

مقدمه :
اکنون که با یاری خدا و راهنمایی اساتید محترم و مجرب می توانم واحد کار آموزی را بردارم بران شدم که با توجه به وابسته بودن اقتصاد بسیاری از کشورها به منابع نفتی و گازی حتی کشور عزیز ما ایران که دارای منابع و با توجه به فعالیت اینجانب در صنعت نفت ارتباط آن با رشته تحصیلی بر آن شدم که این واحد درسی را در صنعت نفت بگذرانم که باید توجه ذاشت صنعت نفت صنعت بسیار پیشرفته و بزرگی است که هر روز درب تا زه ای از آن گشوده می گردد و بسیاری از این در

بها و بخشها برای عموم مردم شناخته شده نیست که متاسفانه باعث حرفها و حدیثهای بی اساس می شود که واقعاً صنعت مردان نفت را بدرد می آورد . که یکی از این بخشها ی مهم و ضروری که صنعت نفت و تمامی پالایشگاهها پتروشیمی ها و به آن وابسته است شرکت ملی حفاری ایران (NIDC) می باشد که خود این بخش به علت بزرگی از بخشهای بزرگ دیگری تشکیل شده است که بازیکی از این بخشها بخش گل (گل حفاری و سمیانکاری و جداره گذاری )است . باید در اینجا ذکر شود که این بخش از پیچیدگی ها و ویژگی های خاص و مهمی برخوردار است که نمی توان حتی با چندین کتاب ذکر کرد این نوشتار جزء که حاصل چندین سال کار کردن در صنعت حفاری و گذراندن حدود ۴۸۰ ساعت کار ورزی و راهنمایی استاد گرانقدر اینجانب است که مطمئناً خالی از اشتباه و امیدوارم تصور و اشتباهات اینجانب باعث ناراحتی نگردد و در اینجا جا دارد که از زحمات استادم بسیار بسیار تشکر و قدر دانی بکنم .

تاریخچه ومکان سازمانی :
همچنانکه در مقدمه عرض کردم صنعت ملی حفاری صنعت بزرگ و پیچیده ای است که یکی از ارکان حتی مهم ترین ارکان شرکت نفت می باشد زیرا تا چاه نفت یا گازی حفر نشود در این نعمت بزرگ از دل زمین بیرون نیاید مابقی صنعت نفت از کار می افتد که خود صنعت ملی حفاری دارای بخش های مهم دیگری است که یکی از آنها بخشی گل می باشد . خود صنعت مالی حفاری در انزواء کامل آگاهی عمومی قرار دارد چه برسد به بخش های جزء آن تاریخ بخش گل با صنعت ملی حفاری عجین شده و از پیدایش اولین چاه و حفاری اولین حلقه چاه و برای سهولت کار داری حفر

چاه این بخش هم بوده که بعدها به علت پیچیدگی و عظمت و مهم بودن کار تقریباً بخشی جدا و دارای ساختمان اداری و تجهیزاتی جدا (هر چند در محوطه اصلی شرکت ) می باشد که مرکزیت اصلی آن در تهران و ساختمان عملی وفنی کارهای مهم در شهر اهواز قرار دارد و از هواران نیروی سازمانی اهم از کارمندی و کارگری و مهندسی استفاده می نماید که اهم آنها رئیس ناحیه (برای نظارت بیشتر و 😉 و گلشناسی ارشد (برای نظارت مستقیم و مستمر تصمیم گیری در حین عملیات 😉 و آزمایشگر گل و (برای اندازه گیری و اطلاع رساندن وضعیت به گلشناسی ) و کمک

صنعتگران گل .. می توان نام برد .

فواید کلی گلهای حفاری
سیستم مایع حفاری در عملیات حفاری ، سهم بسزائی ایفا می کند و می توان آنر مانند دستگاه گردش خون در بدن انسان تشبیه کرد زیرا با نبودن این مایع نمی توان حفاری نمود . فواید گل حفاری زیاد هستند ولی مهم ترین فواید آن به عبارت زیر است :
۱) حمل مواد حفر شده : بریده هائیکه توسط مته از طبقات زمین کنده می شوند بوسیله گل حفاری از ته چاه حمل و به سطح زمین آورده می شوند ، البته قدرت حمل مواد به سرعت ، وزن مخصوص وگرانروی گل بستگی کامل دارد .

۲)خنک کردن و روان کردن مته حفاری : بهنگام حفاری در اثر درگیری مته با ذرات خاک ، نیروی اصطحکاک بوجود می آید که این نیرو خود باعث بوجود آمدن حرارت زیاد در مته می شود . در اتینجا شانس کمی هست که این حرارت به طبقات زمین منتقل شود ولی یکی از خواص اصلی گلهای حفاری اینست که مته و لوله های درون چاه را خنک نمایند و یا بعبارت دیگر گرمای آنها را کاهش دهد زیرا گل همیشه در حال گردش است و طبق قانون هدایت ، حرارت آنها را بخود گرفته و از افزایش درجه گرما جلوگیری نماید ضمناً نباید فراموش کرد که گلهای حفاری ، مته را به خوبی روان می کنند تا بخوبی بچرخد .
۳) دیواره سازی : بهترین گل حفاری آبست که بتواند بخوبی ته نشین شود . ((Deposite وکیک خوبی بردیواره چاه برجای بگذارد و اجازه بدهد که گل بطرف طبقات زمین مهاجرت نماید . البته باید گفت که برای بهبود بخشیدن به وضعیت فیلتریشن گل ، باید مقداری بسونایت یا مواد کلرئیدی دیگر اضافه نمود تا حالت پراکندگی مواد جامد موجود در گل را بنحو مطلوبی اصلاح نماید و کیک مناسبی بردیواره چاه تشکیل دهد .

۴) کنترل فشارهای ناشی از طبقات زمین : راه اصلی و صحیح برای جلوگیری و کنترل فشار ناشی از طبقات زمین اینست که باید وزن گل را طوری تنظیم کنیم که فشار های مزبور را خنثی نماید و یک حالت تعادل بوجود بیاید هر چه قدر در طبقات زمین پائین تر برویم بازاء هر فوت حدود ۴۶۵% پوند بر اینچ مربع فشار افزایش می یابد بنابراین باید بفشار هیدروساتیک گل با فشار طبقات زمین همیشه در حال تعادل باشد و در غیر این صورت ممکن است مشکلاتی نظیر مهاجرت گل در طبقات زمین یا روانه شدن آب موجود در میان طبقات بداخل سوراخ چاه باعث گردد .
فشار هیدروستاتیک چیست ؟ عبارتست ازوزن سونی از گل بکار برده شده بر نقطه ای از سوراخ چاه که بطریقه زیر محاسبه می گردد .

۰۰۶۹۵/۰ وزن گل (پوند بر فوت مکعب ) عمق بفوت = فشار هیدروستاتیک (pst) (052/0 ) وزن گل (پوند بوگالن ) عمق به فوت = فشار هیدروستاتیک (پوند بر اینچ مربع )

۵) جدا سازی مواد معلق اضافی (شن و مواد حفر شده ) از گل به هنگام رسیدن به سطح زمین :
بهترین گل حفاری رآنست که بتواند ذرات خاک حفر شده را در خود به حالت معلق در آورد و به همراه خود به سطح زمین حمل نماید که این خود اساسی ترین هدف حفاری است . البته ممکن است مقداری شن به همراه مواد حفر شده توسط گل به سطح زمین حمل شود در اینجا از مقدار شن موجود در گل (suction) و گل (fiow line) می توان به زیادی شن موجود در گل پی برد .
باید توجه داشت در صورتیکه مقدار شن در گل (flow line) زیاد باشد خود باعث فرسایش و تخریب در پمپها و سایر سیستمهای دیگر چاه می گردد و زیانهای جبران ناپذیری بر جای خواهد گذاشت همیشه باید مقدار شن موجود در گل از ۲ درصد تجاوز نکند .
۶) شناسائی بافت طبقات حفرشده : بطوریکه میدانیم مواد حفر شده ، بوسیله گل به سطح زمین آورده می شوند و دستگاههای مخصوصی آنها را از گل جدا می سازند . ذرات این مواد خود مشخص لایه ای از زمین هستند و برای تشخیص طبقات حفاری شده و یا اگر بخواهند پس از این حفاری کنند زمین شناسان با مطالعه روی ساختمان و بافت ذارت مزبور خواهند توانست شناسائی و پیش بینی های لازم را انجام دهند .
۷) نگهداری مواد حفر شده بحالت معلق : در حالتی که گل در داخل چاه ساکن باشد گل باید بتواند مواد حفر شده را در خود بحالت تعلیق نگهدارد و مانع نشست آنها بشود .
۸) قسمتی از وزن لوله های جداری : لوله های درونی چاه بوسیله گل حفاری نگهداری می شود .

حفاری با هوا و گاز طبیعی :
در بعضی از مناطق نفت خیرکه طبقات زمین سخت و خشک هستند هوای فشرده شده یا گاز طبیعی را برای حفاری بکار می برند ترتیب که گاز را بین دیواره چاه و لوله حفاری تلمبه می کنند . این روش سرعت حفاری را زیاد تر می نماید ولی در طبقاتی که محتوی آب هستند مواد حفر شده در اثر آب مرطوب شده و بصورت گلوله در اطراف سرمته حفاری قرار می گیرند و همچنین از طرفی خطر آتش گرفتن گاز نیز وجود دارد بنابراین دو عیب فوق الذکر قابل توجیه ، و غیر مقرون بودن گاز ر

ا نشان می دهد روش دیگری بنام روش حفاری با گل و گاز وجود دارد که فعالاً مورد آزمایش است .
در این روش ۹۵ درصد هوای فشرده شده در شرائط معمولی به گل موجود در چاه تلمبه می کنند که پس از این کار فشار هیدروستاتیک گل مزبور پائین می آید و سرعت حفاری را بیشتر می نماید . عقیده بر این است که این روش از مخارج اضافی چاه می کاهد .

گل طبیعی چه نوع گلی است :
معمولاً حفاری با آب معمولی شروع می شود و کم کم مواد جامدیکه بوسیله مته حفر می شوند به آن اضافه شده و باعث افزایش گرانروی آب می گردند . بطور کلی به مخلوط آب و ذرات خاک حفر شده اصطلاحاً گل طبیعی یا Natural Mud گویند .

دانستیهای لازم برای گل شناسها
محاسبات زیر طبق قوانین سرانگشتی انجام شده است .
۱) گنجایش تقریبی سوراخ چاه
قطر سوراخ چاه = بشکه در هر صد فوت

۲) اپیتیمم گرانروی قیف مارش
وزن گل بر حسب پوند بر فوت مکعب = گرانروی قیفی بر حسب ثانیه

۳) اپیتیمم نقطه واروی (Yield point)
وزن گل بر حسب پوند بر فوت مکعب = یلد پوینت بر حسب پوند /۱۰۰ فوت مربع

۴) مقدار تقریبی Displacement لوله
بشکه در هر ۱۰۰ فوت = ۰۳۶۳۸/۰ وزن لوله (پوند بر فوت )
۵) مقدار نمک طعام و شوری گل
۳۷۵۰ قسمت در میلیون کلرورسدیم = یک پوند نمک در هر بشکه آب
۶) حجم تقریبی open Hole
تعداد بشکه در ۱۰۰۰ فوت = (قطر داخلی بر حسب اینچ )
سرعت جداره های گل یا Annular Velocity
باز دهی پمپ (بشکه در دقیقه ) = سرعت جداری بر حسب ۱۰۰ فوت در دقیقه

دیاگرام وظایف گل حفاری (صفحه ۱۱)

دانستیهای لازم برای گل شناسها
محاسبات زیر طبق قوانین سرانگشتی انجام شده است .
۱) گنجایش تقریبی سوراخ چاه
قطر سوراخ چاه = بشکه در هر صد فوت

۲) اپیتیمم گرانروی قیف مارش

وزن گل بر حسب پوند بر فوت مکعب = گرانروی قیفی بر حسب ثانیه

۳) اپتیمم بار حاصل (Yield point):
وزن گل بر حسب پوند بر فوت مکعب = یلد پوینت

۴) مقدار تقریبی Displacement لوله

بشکه در هر ۱۰۰ فوت = ۰۳۶۳۸/۰ وزن لوله (پوند بر فوت )
۵) مقدار نمک طعام و شوری گل
۲۷۵۰ قسمت در میلیون کلرورسدیم = یک پوند نمک در هر بشکه آب
۶) حجم تقریبی open Hole
تعداد بشکه در ۱۰۰۰ فوت = (قطر داخلی بر حسب اینچ )
سرعت جداره های گل یا Annular Velocity
باز دهی پمپ (بشکه در دقیقه ) = سرعت جداری بر حسب ۱۰۰ فوت در دقیقه
فشار تولید روستاتیک :
فشاریست که بوسیله مایع حفاری (گل) بر تمام نقاط داخلی سوراخ چاه اعمال می شود و مانع ورود آب با گاز از طبقات بداخل سوراخ چاه می شود و بخوبی قادر خواهد بود که فشار ناشی از طبقات زمین را خنثی نماید برای محاسبه این فشار بطریقه زیر عمل
می نمایند .
۰۰۶۹۵/۱ عمق به فوت وزن برحسب (PCF) = فشار هیدروستاتیک (PSI)
۰۵۲/۰ عمق به فوت وزن برحسب (PPG) = فشار هیدروستاتیک (PSI)
زمان لازم برای بازگشت گل از ته چاه به سطح زمین چنین محاسبه می شود :
(P . D.D+ ظرفیت Drill Pipe) – حجم گل در سوراخ چاه = زمان برحسب دقیقه

D.D.P. = Displacemant Drill Pipe
زمان لازم برای رفت و برگشت کامل گل در چاه :
حجم تمام گل در سیستم = زمان بازم برای یک گردش کامل گل در چاه (دقیقه )
بازدهی پمپ (بشکه در دقیقه )
چگونگی افزایش و کاهش وزن کل
پوند برگالن (PPG) یا پوند برفوت مکعب (PCF) = وزن مخصوص

وزن مخصوص یا وزن (PPG) یا وزن (PCF) = ضریب وزن
افزایش وزن گل بوسیله باریت
پوند باریت مورد نیاز برای هر بشکه = (وزن اولیه – وزن مورد نظر) ۱۴۷۰

کاهش وزن گل
(وزن مورد نیاز – وزن اولیه گل ) حجم اولیه گل برحسب بشکه = مقدار آب مورد نیاز بر حسب شبکه

تذکر واحد وزن در دوفرمول برحسب پوند برفوت مکعب می باشد .

افزایش حجم گل :
باریت مصرفی برحسب پوند = افزایش حجم برحسب بشکه (بوسیله باریت )

خاک رس مصرفی برحسب پوند = افزایش حجم برحسب بشکه (بوسیله بنتومایت یا خاک رس نمکی )

افزایش وزن گل بوسیله سنگ آهک (limestone)

وزن اولیه – وزن مورد نیاز )۹۴۵ = پوند سنگ آهک مورد نیاز برای هر بشکه

چگونگی محاسبه گل در حوضچه های مختلف
۱-حوضچه استوانه ای
۱۳۹۶ /۰ عمق به فوت (قطر استوانه بر حسب فوت ) = حجم برحسب بشکه
۲- حوضچه مربع مستطیلی
(فوت) عمق عرض طول = حجم برحسب بشکه

۱۷۸/۰ (فوت ) عمق طول عرض = حجم برحسب بشکه یا

۳- حوضچه ذوذنقه ای
(فوت ) عمق عرض طول متوسط = حجم بر حسب بشکه

قاعده تحتانی + قاعده فوقانی = طول متوسط

عملیات زیر بدون استثنا باید روی نمونه گلهائی از چاه به آزمایشگاه آورده می شود انجام شود :
واحد خواص
(pcf ) پوند بر فوت مکعب
(RPM) دور در دقیقه
(RPM) دور در دقیقه
(RPM) دور در دقیقه
(RPM) دور در دقیقه
(RPM) دور در دقیقه
(RPM) دور در دقیقه
(cp.) سانتی پویز گرانروی ظاهری
(cp.) سانتی پویز (plastic vis.) گرانروی پلاستیکی
پوند بر ۱۰۰ فوت مربع (yield point) بار حاصل
پوند بر ۱۰۰ فوت مربع ژل اولیه
پوند بر ۱۰۰ فوت مربع ژل ده دقیقه ای
(ppm) قسمت در میلیون مجموع سختی ) کلسیم + منیزیم
(ppm) قسمت در میلیون یون کلر
میلی لیتر حالت قلیائی (mf.) (pf)
درصد حجم روغن
درصد حجم آب
درصد حجم مواد جامد
میلی لیتر (API) عصاره گل
میلی لیتر عصاره گل تحت فشار و دمای زیاد

حداکثر اینچ ضخامت کیک
ولت قدرت امولسیون گل روغنی
واحد ندارد پی – اچ

خواص فیزیکی گل
۱- وزن گل :
وزن گل با فشار سازندهائیکه در آنها حفاری می شود نسبت مستقیم دارد . ازاین نظر در هر طبقه ای از زمین با وزن معینی حفاری می شود مثلاً در طبقات گچساران که فشار طبقاتی آن فوق العاده زیاد است وزن گل حفاری گاهی از ۱۵۵ پوند بر فوت مکعب تجاوز می کند .
بهر حال گل یکی از خواص مهمی است که همیشه مورد توجه گل شناسها قرار دارد زیرا در موقع حفاری از روی تغییرات وزن گل می توان به عوامل فوران (FLOW) پی برد .
وزن گل رمعمولاً بر حسب پوند بر فوت مکعب (PCF) – پوند بر گالن (PPG) پا پوند بر اینچ مربع بر ۱۰۰ فوت عمق (۱۰۰۰/PSI) گزارش می شود . ضمناً برای اندازه گیری آن از وسیله ای بنام ترازوی گل (MUD BALANCE ) استفاده می شود .
۲-ویسکوزیته یا گرانروی :
مشاهدات معمولی نشان می دهد که مایعات هنگام جاری شدن از قشرهای متعددی که در

روی هم میلغزند تشکیل یافته اند ، مانند لوله های متحد المحوری که داخل یکدیگر قرار دارند و هر کدام دارای حرکت افقی می باشند . قشر خارجی دارای سرعت بسیار کم و هر چه بداخل پیش برویم سرعت قشرها زیاد می شود . و در محور قشرها ، مایع دارای حداکثر سرعت جاری شدن است ، این قشرها با هم اصطحکاک دارند و این قوه اصطحکاک را گرانروی مایع می گویند بعبارت دیگر گرانروی عبارت از قواه ای است که با جاری شدن مایع مخالفت می کند و هرچه گرانروی

یک مایع زیادتر باشد سرعت جاری شدن آن کمتر است . بطور کلی باید گفت که گرانروی یکی از عوامل مهم فیزیکی گل میباشد که دائماً در حال تغییر است و باید مراقبتهای لازم از آن بعمل آورد .

۳- تعریف گرانروی :
گرانروی هر مایع عبارت از نیروئی است که بیک سانتی متر مربع از قشر روئی مایع وارد کنیم تا سرعت جاری شدن آن نسبت به قشر زیری یک سانتی متر در ثانیه بیشتر شود. (واحد اندازه گیری گرانروی پورآز است ).
برای اندازه گیری گرانروی از قیف مخصوصی بنام قیف مارش یا از دستگاهی بنام ویسکومتر الکتریکی استفاده می شود در اینجا به بررسی انواع گرانروی که بوسیله ویسکومتر اندازه گیری می شود می پردازیم .
الف) دور ۶۰۰ ویسکومتر(FANN600 )که برحسب دور در دقیقه اندازه گیری می شود .
ب) دور ۳۰۰ویسکومتر ( FANN300)که برحسب دور در دقیقه اندازه گیری می شود .
اعدادیکه از خواندن دور ۳۰۰ و ۶۰۰ ویسکومتر بدست میایند گویای مقدار و چگونگی نیروی الکتروشیمیایی و نیروی اصطکاک بین ذرات گل می باشد .
ج) گرانروی ظاهری
برای اندازه گیری گرانروی ظاهری گلهای حفاری ممکن است از قبف مارش یا از ویسکومتر الکتریکی استفاده شود . در صورت استفاده از ویسکومتر می توان آنرا بطریق زیر حساب کرد :
گرانروی ظاهری = دور ۶۰۰ ویسکومتر

این گرانروی برحسب سانتی پویز گزارش می شود ولی در صورتیکه از قیف مارش استفاده شود بر حسب کوارت در ثانیه خواهد بود . (میلی لیتر ۹۴۶ = کوارت)

۴) گرانروی پلاستیکی
بطوریکه اشاره شد برای بدست آوردن پلاستیک ویسکوزیتی می توان از رابطه (دور ۳۰۰ منهای دور ۶۰۰ ) بدست آورد و برای بیشتر توجیه کردن مطلب به بررسی آن می پردازیم .
این نوع گرانروی که برحسب سانتی پویز گزارش می شود . بما نشان می دهد که مقدار سطوح مواد جامد موجودی در گل چقدر است بدین معنی که اگر مقدار آن زیاد باشد نشانه تقسیم شدن ذرات مواد جامد به ذارات کوچکتر که درنتیجه سطوح بیشتری تولید می گردد یا به عبارت دیگر پلاستیک ویکسوزیتی نماینگر سطوح ذرات جامد موجود در گل می باشند ف و با غلظت مواد جامد گل نسبت مستقیم دارد .
بطور کلی می توان گفت که این نوع گرانروی یکنوع مقاومت در مقابل جریان که بوسیله اصطکاک میکانیکی صورت می گیرد که این نیروی اصطکاک ممکن است :
۱- بین مواد جامد موجود در گل
۲- بین مواد جامد و مایع اطراف آنها – اتفاق بیافتد .

پس گلهائیکه مقدار درصد مواد جامد آنها زیاد باشد بهمان نسبت نیروی اصطکاک بین ذرات آنها بیشتر می شود و در نتیجه پلاستیک ویکسوزیتی و حتی گرانروی ظاهری نیز بهمراه آن افزایش پیدا خواهد کرد .

۳- نقطه واروی یا نقطه لهیدگی (YIELD POINT)
عبارتست از نیروی الکتروشیمیائی موجود در بین ذرات مواد جامد می باشد و این نیروها در

نتیجه شارژهای الکتریکی منفی یا مثبت که در نزدیک یا روی سطوح ذرات پراکنده در مایع بوجود میایند . قدرت این نیروها تابعی است از :
۱-نوع مواد جامد و شارژهای الکتریکی سطوح آنها
۲- مقدار مواد جامد و غلظت یونی و یا نمکا های موجود در فاز مایع گلهای حفاری می باشد .
نقطه واروی مایعات چنین حساب می شود :

۴- ژل اولیه و ثانیه
عبارتست از اندازه نیروی الکتروشیمیائی موجود در بین ذرات جامد با جامد – جامد با مایع و یا جامد با مواد شیمیائی در شرایطی که گل در حال سکون می باشد . ژل اولیه را پس از ۱۰ ثانیه ولی ژل ثانویه ولی ژل ثانویه را پس از ۱۰ دقیقه اندازه گیری می کنند و برحسب پوند /۱۰۰ فوت مربع گزارش می شود .
۵- آب از دست دادگی گل (WATER LOSS)
تا هنگامیکهه گل در چاه وجود دارد چه در حال سکون و چه در حال حرکت مقداری از مایع درون گل بسوی طبقات زمین مهاجرت می کند ، بنابراین گلی خوبست که بتواند یک کیک نازک و غیر قابل نفوذ بر دیواره چاه باقی بگذارد تا از این مهاجرت جلوگیری نماید .

در اینجا به بررسی انواع (FILTRATION) می پردازیم :
۱- نوع ساکن یا استاتیک : در این حالت گل ساکن است و هیچ حرکتی در آن دیده نمی شود که این مسئله خود باعث افزایش قطر کیک و کاهش عصاره گل می گردد .
۲- نوع متحرک یا دینامیک : در این نوع بطور کلی سیستم گل در حال گردش است و قطر کیک در اثر حرکت گل قادر نیست افزایش یابد در این موقعیت عصاره گل بستگی به ضخیم یا نازک بودن کیک دارد . آنچه مسلم است عصاره گل در نوع دینامیک بیشتر از نوع استاتیک است .
بطور کلی می توان گفت که اگر مقدار زیادی از مایع موجود در گل بسوی طبقات زمین مهاجرت کند باعث ضخیم تر شدن کیک بر دیواره چاه می گردد و این خود باعث مشکلات فراورانی می شود و وضع بسیار نامطلوبی ببار خواهد آورد .
تذکر : قطر کیک نباید از اینچ تجاوز نماید و برای کنترل کردن آب در گلهای آبی باید از نشاسته ، ثعلب یا بنتونایت استفاده کرد .
تعریف کلی : عصاره گل مقدار مایعی است که گل تحت شرایط فشار ، حرارت و یا وجود مواد جامد از دست میدهد .
۶- تعیین مقدار درصد آب و روغن مواد جامد در گلهای حفاری
برای تعیین مقدار درصد آب ، روغن و مواد جامد در گل از دستگاهی بنام (RETORT KIT) که عبارتست از یک کوره الکتریکی استفاده می شود .

۷- ضخامت کیک :
در موقع حفاری مقداری از عصاره گل با لطبع وارد طبقات زمین می شود که در نتیجه یک دیواره نازکی اطراف جدار داخلی چاه می سازد که به آن کیک می گویند ضخامت یک کیک ایده آل باید از اینچ تجاوز نکند .
۸- قیف مارش (گرانروی ) :

استفاده از قبف مارش مخصوص سر چاه است . در این روش واحد گرانروی ثانیه است بدین معنی که اگر قیف مزبور را تا سطح مماس با تور سیمی که در قسمتی از دهانه آن نصب شده پرنمائیم (۱۵۰۰ سی سی ) طبق APL مقدار ۹۴۶ سی سی از این گل ، در مدت چند ثانیه از دهانه قیف خارج می شود ؟ این مدت را گرانروی قیفی می گویند .

بازم بیاد آوری است که گرانروی قیفی آب در حرارت ۷۰ درجه فار نهایت ۵/۰ ۲۶ ثانیه می باشد البته روشهای دیگری نیز متداول است بدین معنی که در مدت زمان لازم برای خارج شدن ۱۰۰۰ سی سی از حجم کل قیف اندازه گیری می کنند و یا اینکه مقدار ۵۰۰ گل درون قیف میریزند و مدت زمان خروج کامل آنرا اند ازه می گیرند که در این حالتها گرانروی آب نیز فرق می کند .
۹- مقاومت الکتریکی گل MUD RESISTIVITY
مقاومت الکتریکی گل یا عصاره آن جهت محاسبات بعضی از فاکتورهای مورد نیاز به هنگام راندن لاگ های الکتریکی بمنظور تعیین نوع مایع (آب یا نفت ) موجود در مخازن سنگی بکار می رود . همچنین بمنظور تعیین و تشخیص ترکیب نمک محلول در گل بکار می رود .
واحد ها و تبدیلات مربوط به صفحه دوارسنج (DIAL READINGS) وچگونگی جایگزینی (SETTINGS) دستگاه ویسکومتر بطور کلی دو تغییر اساسی در ساختمان ویسکومتر که ما با آنها علاقمند هستیم عبارتند از :
تغییرات تنش برشی (SHEAR STRESS) و تغییر نسبی برشی (SHEAR RATE) ساختمان دستگاه ویسکومتر بگونه ای طرح ریزی شده است که برای هر دور در دقیقه های مختلف (R.P.M.SETTING) یک DIAL READING متناسبی بما می دهد. DIAL READING نماینده تنش برشی و RPM SETTING نماینده تغییر نسبی برشی می باشد .
در این بحث مشکل تفسیر و چگونگی درک واحد های (DIAL READING) و تبدیل R.P.M به معکوس ثانیه می شود .

تبدیل R.P.M به معکوس ثانیه
تغییر نسبی برش (SHEAR RATE) بعنوان یک جزء از سرعت (VELOCITY) معرفی شده است . از طرفی می دانیم که واحد سرعت عبارت از فاصله در واحد زمان
می باشد . بطور کلی سرعت بر اساس طول (خطی ) مورد مطالعه قرار می گیرد . ما می توانیم مقدار (SHEAR RATE) را بوسیله دستگاه ویسکومتر از طریق خواندن R.P.M بدست بیاوریم در این حالت لازم می آید که آنرا به سرعت خطی تبدیل نمائیم . عملیات ذیل نمایانگر چگونگی تبدیل RPM به فوت در ثانیه (Sec/FT) می باشد .
تذکر : در اینجا سرعت دورانی به سرعت خطی تبدیل می گردد .
اینچ ۴۶/۱ = قطر کشوئی (SLEEVE)
اینچ ۷۳/۰ = شعاع کشوئی (SLEEVE)
اگر سرعت خطی ر ا (LINER SPEED) که بر حسب فوت در

ثانیه است به S نمایش دهیم خواهیم داشت :

فاصله بین کشوئی (SLEEVE) و شاقول (BOB) 045/0 اینچ می باشد .
در صورتیکه SH.RATE را به نشان دهیم خواهیم داشت :

برای تبدیل RPM به چنین عمل می شود .

بنابراین
پس اگر اندازه شاقول (BOB) ویسکومتر را تغییر دهیم در حقیقت فاصله بین کشوئی و شاقول را عوض کرده ایم .

تفسیر (FANN DIAL READING) :
همانطوریکه می دانیم واحد گرانروی مایعات پویز می باشد که چنین تعریف می شود .

برای تبدیل پویز از سیستم متریک به سیستم آمریکائی چنین عمل می شود :
= پویز

پس صفحه سنجش دوار موجود در ویسکومتر دایره ای شکل است و بر حسب درجه انکسار خوانده می شود .

از طرفی می دانیم که : برای بدست آوردن یک سانتی پویز از طریق ویسکومار در حالتی که SH.RATE آن باشد مقدار DIAL READING در واحد انکسار چنین خواهد شد :

X=(0.0020886

یا بعبارت دیگر درجه انکسار که از طریق صفحه دوار ویسکومتر بدست می آید معادل است با ( ۱۰۰/۱b 067/1 )

خصوصیات جریان (FLOW ) و استحکام ژله ای
در طول تمام عملیات حفاری ، کنترل شرایط فیزیکی گل بسیارمهم و حائز اهمیت
می باشد دو جزء از خواص مزبور را که باید همیشه مد نظر قرار داشت یکی گرانروی و دیگری استحکام ژله ای (GET STRENGTH) می باشد اهمیت و کنت

رل این دو بخاطر :
۱- حمل تراشه های حفاری
۲- بحالت معلق نگهداشتن تراشه های حفاری و مواد وزن افزا در گل بهنگامیکه گل حرکت گردشی نداشته باشد .
۳- جدا سازی تراشه های حفاری در سطح زمین
۴- کسب اطلاعات در مورد بافت طبقات حفاری شده .
گرانروی عبارت از قو های است که با جاری شدن مایع مخالفت می کند و هر چه گرانروی یک مایع زیادتر باشد سرعت جاری شدن کمتر می شود . گرانروی را در سر چاهها بوسیله قیف مارش اندازه می گیرند و آنرا بعنوان یک گرانروی عملیاتی قبول دارند ، گرانروی قیفی عبارتست از جریان یا عبور مقدار ۹۴۶ میلی لیتر مایع در واحد زمان از قیف مارش در سیستم میتریک نیز بر حسب ۱۰۰۰ میلی لیتر مایع در ثانیه گزارش می شود
البته باید توجه داشته که نمی توان گرانروی قیفی را بعنوان یک شاخص واقعی برای تمام گلها بکار برد بلکه ممکن است برنامه گرانروی یک چاهی که موفقیت آمیز بوده است در چاه دیگر شکست بخورد و قابل اجرا نباشد ، اما بهر حال قوانین سر انگشتی همیشه بوسیله گل شناسها اعمال می گردد و گرانروی قیفی اغلب گلها را معمولاً بطریقه زیر محاسبه
می نمایند .
۱- اگر وزن گل بر حسب پوند / گالن باشد گرانروی قیفی آن را ۴برابر مقدار وزن یا کمی کمتر از آن در نظر می گیرند .
۲- اگر وزن گل بر حسب پوند / فوت باشد گرانروی قیفی آن را نصف مقدار وزن گل یا کمی کمتر از آن در نظر می گیرند .
لازم بیاد آوری است که بعضی مواقع گرانروی قیفی بالاتر از حد معمول مورد نیاز است که از قاعده فوق مستثنی می باشد . برای اندازه گیری و کسب اطلاعات دقیق در مورد گرانروی و چگونگی کنترل آن ، می توان از گرانروسنج دورانی استفاده نمود و گرانروی را بر حسب سانتی پوآز و استحکام ژله ای را بر حسب پوند /۱۰۰ فوت مربع محاسبه نمود
همانطوریکه گفته شد استحکام ژل (GEL STRENGTH) عبارتس

ت شرایط سکون نشان می دهد.
در هنگام حفاری بعلت ورود مواد جامد فعال و غیر فعال و یا آلودگیهای دیگر ناشی از طبقات حفر شده ، مقدار گرانروی ژل گل از حد مطلوب ممکن است تجاوز نمایند و برای کنترل آنها باید از آب یا مواد شیمیائی و یا هر دو با هم استفاده نمود .
بطور خلاصه باید گفت که قیف مارش قادر نیست که گرانروی واقعی گل را نشان دهد بنابراین تعیین مقدار استحکام ژله ای گل از عهده آن خارج است و فقط می توان بوسیله دستگاه گرانروی دوار آنرا تعیین نمود .

اطلاعاتی که بوسیله دستگاه گرانروسنج دورانی (ویسکومتر) می توان بدست آورد در تعیین :
۱- نوع جریان (حرکت )مایع
۲- هرز روی فشار سیستم
۳- پروفیل های جریان
۴- سرعتهای SLIP
۵- گرانروی های موثر
۶- E.C.D گل دخالت داشته باشد .
تنش برشی یا SHEAR STRESS :
هنگامیکه یک مایع در حال حرکت است نیروئی در داخل مایع مخالفت (ضد ) می کند و این نیرو را تنش برشی (SHEAR STREES) می گویند .
بطور کلی مایعات هنگام جاری شدن از قشرهای متعددی که در روی هم میلغزند تشکیل یافته اند . قشر خارجی آنها دارای سرعت بسیار کم و هر چه بداخل پیش برویم سرعت قشرها زیاد می شود و در محور قشرها مایع دارای حداکثر سرعت جاری شدن است .این قشرها در هنگام حرکت برروی هم نیروی اصطکاک تولید میکنند که با آن تنش برشی یا SH. STREES می گویند.میزان جابجایی یک لایه مجاور خود به تغییر برشی یا (SHEAR RATE )معروف است.

هرگاه نیروی (دین) بر یک سطح معینی (سانتیمتر) قابل تحرک اعمال شود این سطح با یک مقداری سرعت (سانتیمتر بر ثانیه)حرکت میکند.قشرهای مایع قادر به حرکت از روی سطح مجاور خود نیستند در عوض لایه (A) بر روی لایه (B) حرکت لغزشی پیدا خواهد کرد لایه A از مایع دارای سرعت بیشتری نسبت به لایه B از مایع میباشد پس میتوان گفت کهSHEAR ST. عبارتست از اندازه کششی اصطکاکی که بین لایه های AوB مایع بوجود میاید و بر حسب نیرو بر واحد سطح (دین/ سانتیمتر مربع) گزارش میشود.
ولی SH.RATE عبارتست از سرعت (سانتیمتر/ثانیه) لایهA بر روی لایهB در مقدار فاصله معین.
بهر حال هر چه SH.RATE افزایش یابد SH.STREES نیز افزایش می یابد SH.STتابعی است از فشار ولی SH.RATE تابعی است از علم هندسه و متوسط سرعت مایع .
رابطه بین SH.ST وSH.RATE در یک مایع نشان دهنده چگونگی جریان آن مایع می باشد .

مایعات نیوتنی:
ساده ترین کلاس مایعات را نیوتنی می گویند مثل آب معمولی – گلیسیرین و روغن سبک که همگی مایعات نیوتنی هستند .در این مایعات SH.ST مستقیماً با SH.RP متناسب است بدین معنی که اگر SH.R. دو برابر شود به همان نسبت SH.ST دو برابر می گردد و یا اینکه مقدار گردش CIRCULATING RATE دو برابر شود فشار لازم برای پمپ کردن مایع نیز دو برابر خواهد شد.
بطور کلی مایعاتی که در لوله های استوانه ای جریان دارند به صورت جریان آرام LAMINAR ویا در جهت حرکت مایع بصورت قشر یا لایه های متحدالمرکزی حرکت می نمایند .
مقدار تغییر سرعت با مسافت (SH.RATE) عبارت از دامنه برش سرعت مایع در هر نقطه ای از لوله میباشد.
خواص شیمیایی گل های حفاری
مطالاتی که روی خواص شیمیایی گل انجام می شود نتایج حاصله از آن بسیار مهم وشایان اهمیت است زیرا با مطالعه این خواص قادر خواهیم بود بخوبی از گل محافظت کنیم و نواقص آنرا بر طرف سازیم . آزمایش های زیر طریقه عمل را بما یاد خواهد داد .

آزمایش کلسیم و منیزیم :
الف) یک سی سی از عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .

ب) حدود ۵۰ سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید و بهم بزنید .
ج) ۴ تا ۶ قطره محلول بافر بمنظور تثبیت دهنده محیط اضافه کنید .
د) ۲ تا ۳ قطره معرف ئی – بی – تی بداخل ارلن بریزید تا رنگ تقریباً قهوه ای مایل به بنفش ظاهر گردد .
هـ ) حال محلول را به وسیله ورسنات ۴۰۰ قسمت در میلیون تیتره کنید تا اینکه رنگ سبز تیره ظاهر گردد . به محض مشاهده رنگ مزبور مقدار ورسنات مصرف شده را یادداشت می کنیم .

توضیح :

ورسنات ۴۰۰ (p.p.m.) محلولی است که یک سی سی آن معادل ۴۰۰ (P.P.M) کلسیم و منیزیم باشد . ضمناً فرمول ورسنات عبارتست از اتیل دیامین تترااستیک اسید دی اسید سالت می باشد .
آزمایش مقدار کلر :
الف) یک سی سی از عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .
ب) حدود ۲ تا ۳ قطره فنل بآن اضافه نمائید . اگر رنگ صورتی ظاهر شد مقدار اسید سولفوریک اضافه کنید تا رنگ صورتی از بین برود .
ج) حدود ۲۵ سی سی آب مقطر اضافه کنید و محلول را بهم بزنید .
د) ۴ تا ۶ قطره کرومات پتانسیم به آن اضافه کنید تا زرد رنگ شود .
هـ ) بوسیله نیترات نقره ۰۰۰/۲۰ (P.P.M) آنرا تیتره کنید تا رنگ محلول از حالت زرد به نارنجی متمایل بقرمز (قرمز آجری ) مبدل گردد .
طرز محاسبه .
۰۰۰/۲۰ نیترات نقره مصرفی = مقدار کلرور (P.P.M) (1)

۶۵/۱ مقدار کلرور (۱) = کلرور سدیم (P.P.M) (2)
فرمول شماره ۲ برای محاسبه مقدار نمک طعام موجود در گل بکار میرود ولی ما معمولاً فرمول اول را مورد استفاده قرار می دهیم و نتیجه حاصل از آنرا گزارش می کنیم .
حالت قلیائی عصاره گل : که آنرا به نمایش می دهند و بطریقه زیر آزمایش می شود :
روش آزمایش :
۱- یک سی سی از آزمایش را عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .
۲- چند سی سی آب مقطر اضافه کنید (منظور افزایش حجم )
۳- دو تا سه قطره فنل نتالئین بریزید تا رنگ محلول صورتی شود البته اگر رنگ صورتی ظاهر نشد از ادامه تست خود داری می کنیم زیرا محلول حالت قلیائی ندارد .
۴- محلول را به وسیله اسید سولفوریک .۵/N تیتره می کنیم تا رنگ صورتی محلول کاملاً بیرنگ شود . یعنی محلول پرنگ و شفاف در آید .
طرز محاسبه : می توان مقدار اسید مصرف شده برای بیرنگ کردن محلول بعنوان گزارش کرد .
حالت قلیائی گل : آنرا به نشان می دهند و چنین آزمایش می شود .
۱- یک سی سی از گل برداشته و در یک ارلن مایر بریزید .
۲- ۵۰ سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید و خوب بهم بزنید .
۳- حدود ۴ قطره فنل فتالئین اضافه کنید تا رنگ صورتی ظاهر گردد .

۴- بوسیله اسید سولفوریک ۵/N تیتره کنید تا رنگ صورتی ظاهر گردد .
۵- مقدار اسید مصرف شده برای خنثی کردن محیط می توان بعنوان PM گزارش کرد .
تذکر : در هر دو آزمایش ذکر شده موقعیکه رنگ صورتی محلول به بیرنگ تبدیل
می شود PH محلول حدود ۳/۸ خواهد بود .

طرز تعیین مقدار آهک :
آهک همان که با آن (LIME) نیز می گویند برای محاسبه مقدار آن در هر بشکه گل چنین عمل می شود .
۲۶/۰ = مقدار پوند در هر بشکه گل
F.W. مقدار درصد آب موجود در گل که بوسیله دستگاهی بنام Retort Kit تعیین می گردد .

تعیین مقدار کیفی کلسیم :
تعیین مقدار کیفی کلسیم در گل نیز خود حائز اهمیت فراوانی است که برای تشخیص آن بطریقه زیر عمل می شود .
۱- یک سی سی از عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .
۲- حدود ۳۰ سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید .
۳- چند قطرهع اکسالات آمونیم اشباع شده در آن بریزید .
۴- اگر رسوب رنگی تولید شد می توان گفت که گل محتوی کلسیم بوده که زیاد یا کم بودن آن بمقدار رسوب بستگی دارد .

تعیین مقدار کیفی سولفات :
سولفاتها بیشتر در آبهای طبیعی و همچنین در طبقات زمین یافت می شوند ، سولفات موجود در گل از ۲۰۰۰ (p.p.m) بالاتر باشد باعث افزایش گرانروی و در نتیجه افزایش عصاره گل می گردد .
طریقه آزمایش :
۱- ۲ سی سی از عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .
۲- چند قطره کلرور باریم به آن اضافه کنید تا رسوب سفید رنگی پدید آید .
۳- این رسوب ممکن است کربنات یا سولفات باشد زیرا هر دو بصورت رسوب سفیدی هستند .
۴- چند قطره اسید نیتریک اضافه کنید . اگر رسوب حل شد آن رسوب کربنات است و اگر حل نشد سولفات خواهد بود .
الف) اگر رسوب شفاف باشد یون سولفات بالاتر از ۱۰ (EPM)
ب) اگر رسوب شیری سفید باشد بین ۱۰ تا ۲۰ (EPM) یون سولفات وجود دارد .
ج) اگر رسوب سفید سنگسنی وجود داشته باشد یون سولفات بالاتراز ۲۰ (EPM) خواهد بود .
تذکر :EPM یعنی اکوالنت در میلیون .

کرومات سدیم :

این ماده برای جلوگیری از زنگ زدگی و بعنوان (corrosion Inhibiton) بکار
می رود در گاهی اوقات نیز بعنوان (BACTERICIDE ) مورد استفاده قرار می گیرد .
طریقه آزمایش :
۱)یک سی سی از عصاره گل را در یک ارلن مایر بریزید .
۲)۵ قطره محلول نشاسته بعنوان معرف اضافه کنید .
۳)۵ قطره اسید کلروید ریک ۶ نرمال اضافه کنید .
۴) اگر رنگ آبی متمایل به سیاه ظاهر شد دلیل بروجود کرومات است .
۵) چند قطره تیوسولفات سدیم اضافه کنید تا رنگ موجود از بین برود .

محاسبه : تعداد قطرات تیو سولفات ۱۰۰= (P.P.M.( SNDL ;V,LHJ .

سولفات کلسیم :
سولفات کلسیم یا ژیپسم موجود در گل ، بطریقه زیر اندازه گیری می شود .
۱) ۵ سی سی از گل را در یک ارلن مایر بریزید .
۲) حدود ۲۵۰ سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید و بهم بزنید .
۳) محلول را حدود ۱۵۰ درجه فارنهایت حرارت داده و مدت ۱۵ دقیقه آنرا بهم بزنید .
۴) اگر وسیله حرارت نباشد ۳۰ دقیقه آنرا بهم بزنید .
۵) چون ممکن است در اثر حرارت مقداری آب بصورت بخار خارج شود باید دقیقاً حجم محلول را به ۲۵۰ سی سی برسانید (بوسیله آب مقطر )
۶) محلول مزبور را در دستگاه عصاره گیر قرار داده تا مایع صافی را بدست آورید .
۷) ۱۰ سی سی از محلول صاف شده را برداشته با آن چند قطره هاردنس با فروسپس معرف (ئی – بی – تی ) اضافه کنید .
۸) بوسیله ورسنات ۴۰۰ (P.P.M) محلول مزبور را تیتره نمائید .
۲/۰ vt 38/2= سولفات کلسیم
مقدار ورسنات مصرف شده برای خنثی کردن ۱۰ سی سی عصاره گل .
مقدرا آب موجود در گل که از Retort Kit خوانده می شود .
مقدار ورسنات مصرف شده برای خنثی کردن ۵ سی سی از عصاره .

سولفات هیدروژن :
این گاز بخوبی می تواند وارد گل شود و باعث خوردگی در لوله های حفاری گردد . این گاز سمی باید بروش زیر مقدار آنرا اندازه گرفت و از پیشرفت آن با اضافه کردن مواد شیمیائی مخصوص بتوان جلوگیری نمود .
روش آزمایش :
۱) ۳/۸ سی سی از گل مورد آزمایش را در یک لوله مخصوص میریزیم .
۲) ۷/۱۶ سی سی آب مقطر اضافه می کنیم و خوب بهم می زنیم .
۳) اگر محلول مقداری کف داشته باشد می توانیم ماده ضد کف اضافه کنیم .
۴) یک عدد قرص Alka Salt در محلول بریزید دریان موقع محلول شروع به جوشیدن می کند باید بلافاصله درب لوله که قبلاً یک کاغذ صافی استات سرب است در آن جاسازی شده روی لوله گذاشته و محکم ببندیم .
۵) پس از چند دقیقهکاغذ صافی را در آورده ، اگر گل محتوی گاز مزبور بوده اس

ت رنگ آن عوض می شود و با مقایسه رنگ آ» با (ورقه رنگها) می توان میزان سولفورهیدروژن را تعیین کرد . مقدار p.p.m سولفورید هیدروژن که از روی ورقه رنگها بدست می آید باید در عدد ۳ ضرب شود تا مقدار (p.p.m) گاز موجود سولفورای محلول بکار می رود .
توجه : برای محاسبه سولفو رهای نامحلول مثل سولفور آهن باید بهنگام اضافه کردن چند قطره اسید سولفوریک ۶ نرمال اضافه کنید تا هر سولفورآهنی محلول گردد .

توضیح مهم : اگر مقدار سولفور هیدروژن موجود در گل از ۱۵ (p.p.m ) تجاوز کند طریقه حل کردن نمونه در آب چنین است .
در صورتیکه p.p.m بین ۲۵ تا ۱۲۵ باشد یک سی سی نمونه را در ۲۴ سی سی آب حل کنید و نتیجه ای که از روی ورقه رنگها بدست می آورید در عدد ۲۵ ضرب کنید تا (p.p.m) حقیقی بدست آید .

کربنات مس :
کربنات مس رابرای رسوب دادن گاز هیدروژن سولفوره که در گل وارد می شود بکار می رود .
طریقه آزمایش :
۱) در لوله مخصوص آزمایش ۲۳ سی سی آب مقطر ریخته و با آن یک ( سی سی از گل مورد نظر اضافه کنید و خوب بهم بزنید .
۲) یک سی سی از محلول ۲۵۰ را به محلول اضافه کنید و ۱۵ دقیقه صبر کنید
۳) حال یک قرص ALKAASALT اضافه کنید بلافاصله کاغذ صافی مخصوص تست را در درب لوله آزمایش جای دهید و درب را روی لوله محکم ببندید و ۵ دقیقه صبر کنید .
۴) حال درب لوله را برداشته چنانچه اگر آزمایش مثبت باشد یعنی گاز متصاعد شده باشد دلیل بر نبودن کربنات مس می باشد ولی اگر هیچ گازی متصاعد نشده یعنی رنگ کاغذ صافی آغشته به استات سرب تغییر نکرده دلیل حتمی بر وجود کربنات مس در محیط
می باشد .
۵) در صورتیکه محیط محتوی کربنات مس باشد آزمایش را از دوباره شروع می کنیم و بجای یک سی سی ۲ سی سی از محلول ۲۵۰ (P.P.M) هیدروژن سولفات استفاده
می کنیم حال اگر آزمایش مثبت باشد حدود ۳/۰ پوند در بشکه گل کربنات مس داریم ولی اگر باز هم گاز هیدروژن سولفوره متصاعد شد آزمایش را تکرار خواهیم کرد . بصورت جدول زیر
کربنات مس بر حسب :

توضیح : محلول استاندارد ۲۵۰ (P.P.M) سولفور هیدروژن نباید بیشتر از یک هفته نگهداشت چون خاصیت خود را از دست می دهد .
امروزه برای مبارزه با گاز هیدروژن سولفوره ازموادی نظیر میل گارد نیز استفاده می شود .
• قرص الکاسانتزر (ALKA SALTZER) مخلوطی است از اسید استیل سالیسیک(۵ گرم) + اسید سیتریک آنهیدروس (۹/۱۴ گرم )+ بیکربنات سدیم (۱/۲۵گرم ) می باشد .

بحث مختصری درمورد PH
تعریف : اندازه غلظت یونی هیدروژن در هر محلول PH گویند که برای پیدا کردن آن برای هر محلولی بدو طریق عمل می شود .

۱-روش تغییر رنگ : که بوسیله نوار کاغذ مخصوص تعیین می گردد یعنی با قرار دادن تکه ای از نوار در محلول از روی تغییر رنگ نوار و مقایسه آن با رنگ موجود روی جعبه نوار می توان PH محلول را بطور تقریب معین کرد .
۲- روش الکتریکی : در این حالت مقداری از نمونه محلول را در یک ظرف شیشه ای ریخته و الکترود های دستگاه اندازه گیری PH را در آن قرار می دهیم و با فشار دادن دکمه مخصوص دستگاه می توان مستقیماً مقدار PH محلول را بخوانیم .
برای شناسائی مسئله PH لطفاً به دیاگرام زیر توجه کنید .

(بازی ) قلیائی خنثی اسیدی معمولاً PH آب مقطر باید ۷ باشد و آنرا بعنوان نقطه خنثی انتخاب می کنند که نه خاصیت اسیدی دارد و نه بازی ، حال اگر مقداری سود سوز آور را در آب مقطر حل می کنیم PH آب بالا می رود و محیط قلیائی خواهد شد . و برعکس اگر به آن اسید اضافه کنیم محیط اسیدی خواهد بود و PH از ۷ پائین تر خواهد رفت .

پس بطور کلی : هرگاه PH از هفت بالاتر باشد محیط قلیائی است و اگر کمتر باشد اسیدی است هر چه از عدد ۷ بطرف ۱ نزدیک شویم حالت اسیدی بیشتر خواهد بود و برعکس هر چه از ۷ بطرف ۱۴ نزدیک شویم حالت قلیائی محیط بیشتر خواهد شد .
با توجه به عملیات زیر می توان به مفهوم واقعی PH پی برد .
یا
برای یون هیدروژن به غلظت یا ۱۰

برای یون هیدروژن به دغلظت ۰۰۰۰۱/۰ یا چنین خواهد بود.

پس اگر
پس و اگر
یا به عبارت دیگر هر چه یون هیدروژن افزایش یابد یون هیدروکسیل در محیط کاهش خواهد یافت .
آب :
آب یک الکترولیت بالنسبه ضعیف است زیرا بطور کامل یونیزه نمی شود زیرا طبق فرمول زیر معادله آ» پایدار نیست .

یک لیتر آب که ۱۰۰۰ گرم وزن دارد محتوی ۵/۵۵ مولکول آب (۵/۵۵=۱۸ ۱۰۰۰)
می باشد به تجزیه ثابت شده که یک لیتر خالص در حرارت ۲۵ درجه سانتیگراد دارای یون گرم از یونهای هیدروژن و یون گرم از یو نهای هیدروکسیل می باشد .

از معادله فوق معلوم می شود که حاصل غلظت یون هیدروژن و هیدروکسیل در آب خالص یا در هر محلول الکترولیت دیگر معمولاً می باشد .
لازم بتذکر است که در آب خالص غلظت یونهای هیدروژن و هیدروکسیل با هم برابر و هر کدام معادل با یون گرم در لیتر باشد غلظت یون هیدروکسیل از یون گرم در لیتر کمتر خواهد شد برای مثال اگر غلظت یون هیدروژن یون گرم در لیتر باشد غلظت یون هیدروکسیل یون گرم در لیتر خواده بود .

معرفها :

بعضی از معرفها که در PH معینی رنگ آنها تغییر می کند و در آزمایش خواص گل از آنهااستفاده می شود بشرح زیر است .
۱- متیل اورانژ : این معرف وقتی که PH محیط به ۴/۴ برسد رنگ آن از پرتغالی به قرمز تغییر می یابد .
۲- فنل فتالئین : معرفی است بیرنگ که در مجاورت بازها قرمز ارغوانی می شود و وقتی که PH محیط آن به ۳/۸ تنزل کند بیرنگ می گردد .

ارزیابی استاندارد :
در بین سالهای ۱۹۵۸ تا ۱۹۵۹ اولین مشخصات ارزیابی مواد مصرفی در گلهای حفاری بوسیله کمیته ای مرکب از نمایندگان شرکتهای نفتی اروپایی و امریکائی بنام انجمن کالاهای شرکتهای نفتی OIL COMPONIES MATERIALS ASSOCIATION (مخفف آن OCMA) ابداع و تدوین شده است . موادیکه مورد ارزیابی قرار گرفته اند عبارتند از : باریت – بنتونایت – خاک رس نمکی – نشاسته – کرابواکسی متیل سلولز (ثعلب) – تانن – لیگنوسولفانات و تی نرها می باشد .
لازم بیاد آوری است که مشخصات و مختصات مواد فوق الذکر پس از آن تاریخ مورد ارزیابی مکرر قرار گرفته بودند و انستیتوی نفتی آمریکا (شاخه بهره برداری ) در سال ۱۹۵۹ سیزدهمین کمیته ارزیابی را که بنام کمیته مرکزی استاندارد کالاهای نفتی نام داشت برگزار نمود ولی با وجود این در سال ۱۹۶۲ اولین مجموعه مشخصات SPECIFICATIONS بنام (API SPEC . 13 A) را منتشر کرد که محتوی مشخصات استاندارد آزمایشی مواد ، باریت بنتونایت و خاک رس نمکی بوده است . سیزدهمین کمیته API مسئولیت چاپ و نشر (PAI RP . 13 B) را نیز بعهده داشته است .
ضمناً باید یاد آوری شد که مشخصات استاندارد داده شده برای ارزیابی مواد مصرفی در گلهای حفاری تا این تاریخ مختصر تغییراتی داده شده است که ما در این بحث آخرین روشهای استاندارد بین المللی یاد آور می شویم .

باریت :
ماده ایست معدنی که در ایران بوفور یافت می شود و بستگی به ناخالصیها یی که در آن وجود دارد برنگهای صورتی یا سفید متمایل بخاکستری دیده می شود . فرمول شیمیایی آن (BASO4) محتوی ۸/۵۸ درصد باریم و وزن مخصوص آن ۵/۴ است ، درجه خلوص و وزن مخصوص باریت تجارتی بعلعت ناخالصیهائی نظیر کوارتز ، کالسیت ، آنهیدرات و سیلیکاتهای مختلف پائین تر است . بطور کلی باریت های تجارتی معمولاً محتوی آهن معدنی که خود باعث افزایش وزن مخصوص باریت تجارتی می گردد .
باریت در آب نامحلول است و با اجزاء موجود در گل ترکیب نمی شود ف گاهی اوقات سولفات کلسیم بصورت ژیپسم یا آنهیدرات در کنار رذرات باریت مجتمع است و وجود آنها باعث آلودگی گل می گردد . از طرفی باریت ممکن است به سولفورهای معمولی مثل پیریت آلوده شده باشد و با نمکهای محلول موجود در سازندها عمل اکسید اسیون انجام می دهد که بر روی خواص کل اثر منفی خواهد گذاشت .
در معادن آرکانزاس باریت برنگ های خاکستری تیرهد یا سیاه وجود دارد و همچنین باریت موجود در معادل کالیفرنیا و نتوادا محتوی مقداری مواد آلی هستند که بهنگام خرد کردن سنگ معدن باریت بوی سولفور هیدروژن بمشام می رسد ولی در نهایت این بو پا برجانیست و در حین عملیات آماده سازی پودر باریت از بین می رود .

باریت ممکن است در میان سنگهای رسوبی و آتشفشانی و متامورفیک تشکیل شود . باریت تجارتی ممکن است بصورت رگه هائی و یا حفره هائی مملفو از رسوب یافت شود
قبل از هر چیز باید گفت که مسئولیت ارزیابی تمام مواد شیمیائی مصرفی گلهای حفاری با آزمایشگاه حفاری است که نمونه هائی از مواد مورد نظر را طبق روشهای استاندارد
بین المللی آزمایش نماید .

ذیلاً مشخصات مورد نیاز برای خرید باریت نوشته شده است .
خواص واحد مشخصات مورد نیاز نتایج آزمایش
PH در حرارت معمولی
PH در حرارت ۱۸۰ درجه
فارنهایت –
– ۵/۶ حداقل
۵/۶ حداقل
وزن مخصوص گرم بر سانتیمتر مکعب ۲۰/۴
شستشو بوسیله الک (ASTM)
باقیمانده روی الک شماره ۲۰۰
باقیمانده روی الک شماره ۲۰۰
درصد
درصد
۳ حداکثر
۵ ۱۰

مواد جامد محلول در آب درصد ۱۰/۰ حداکثر
نتیجه عملکرد
گرانروی ظاهری قبل از افزایش گچ
گرانروی ظاهری بعداز افزایش گچ
سانتی پویز
سانتی پویز
۱۲۵ حداکثر
۱۲۵ حداکثر
مقدار فلزات قلیائی خاکی محلول
بعنوان یون کلسیم قسمت در میلیون
(P.P.M) 250 حداکثر

تذکر : در صورتیکه یکی از خواص نمونه با مشخصات فوق مطابقت ننماید از خریداری آن ممانعت می شود .

خواص دیگر سولفات باریم :

۱- درجه خلوص ۹۵ درصد
۲- جزو مواد جامد غیر فعال بحساب میامد زیرا از نظر مواد شیمیائی خنثی است .
۳- برای بحالت معلق در آوردن آن در گلها احتیاج به یک ماده کلوئیدی مثل نشاسته دارد
۴- برای اطلاع بیشتر از چگونگی محاسبه مقدار باریت لازم برای ساختن یک گل که پایه آن آب ، است از فرمول زیر استفاده می شود .
مقدار باریت لازم برای بشکه گل =

۲/۴ – وزن مخصوص باریت ۲/۴ ۳۵۰ =۱۴۷۰

۴/۶۲ – وزن آب معمولی برحسب پوند بذفوت مکعب ۲/۴ ۳/۶۲ =۵/۲۶۲
یاد آوری : سولفات باریم در آب حل نمی شود و اشعه x را از خود عبور نمی دهد بنابراین در موقع عکسبرداری با اشعه x مقداری از نوع خالص این ماده با آب مخلوط کرده و در ناشتا بمریض می خورانند و از او عکس می گیرند ، در نقاطی که معده یا روده انسان مجروح باشد سولفات باریم نفوذ نکرده و در عکس سیاه دیده می شود .