انواع روش‌های مکانیکی کنترل تولید ماسه

اهمیت مبحث کنترل تولید ماسه به این دلیل است که در تولید از مخازن ماسه سنگی، همواره با مشکل تولید ماسه روبرو هستیم و مهندس بهره‌بردار باید راه حلی برای رفع این مشکل پیدا کند. ساده‌ترین روش برای کنترل تولید ماسه، کم کردن دبی چاه است. اساس کار این است که با کاهش دبی تولیدی چاه، سرعت سیال را در ناحیه تولیدی به زیر حد مجاز می‌آورند. با این کار نیروی حرکتی سیال کم شده و نمی‌تواند ماسه‌های سازندی را به حرکت در آورد.

روش‌های کنترل تولید ماسه عبارتند از:

کنترل دبی تولیدی (Production Rate Control)
روش‌های مکانیکی (Mechanical Sand Control): مانند گراول پک، توری منبسط شونده و …
روش‌های مستحکم‌سازی سنگ مخزن (Sand Consolidation)؛ مانند روش‌های شیمیایی و تزریق رزین
مشبک‌کاری جهت دار (Oriented Perforation)

در این پست قصد داریم روش‌های مکانیکی کنترل تولید ماسه را بررسی کنیم.

۱) توری‌ها (Screens)

توری‌ها همچون فیلتر عمل می‌کنند. سیال از سوراخ‌ها عبور می‌کند و شن و ماسه در پشت صافی می‌ماند. توری‌ها به شکل‌های مختلفی ساخته می‌شوند که ساده‌ترین آن‌ها آستری شیاردار (Slotted Liner) است. آستری شیاردار در تکمیل نوع حفره باز استفاده می‌شود و اشکال آن کم بودن مساحت عبوری سیال (و در نتیجه افت فشار بیشتر) و زیاد بودن احتمال گرفتگی سوراخ‌ها است.

۲) توری سیم پیچی شده (Wire Wrapped Screen)

نوع دیگری از توری‌ها هستند و مزیت این وسیله نسبت به آستری شیاردار داشتن مساحت بیشتر جهت عبور سیال بیشتر است. این وسیله از ۳ بخش تشکیل شده است: پوشش بیرونی که یک توری سیمی بافته شده است (Wrapping Wire) و سطح مقطع مثلثی دارد. میله‌های میانی که توری سیمی به آن جوش داده شده و معمولاً در فاصله ۱ سانتی‌متری از هم قرار دارند. لوله داخلی که سوراخ‌هایی در آن ایجاد شده است. * زمانیکه شن‌ها ریزدانه یا آمیخته به شیل باشند، به دلیل مسدود شدن توری، بهره‌دهی چاه کاهش می‌یابد.

۳) توری‌های از پیش پک شده (Pre-Packed Screens)

این وسیله دارای توری داخلی و خارجی است که فضای خالی بین آن‌ها با یک فیلتر که معمولاً از نوع گراول پک شنی است پر شده است. معمولاً شن مورد نظر با رزین پلاستیکی به هم چسبانده شده است. توانایی فیلتر آن بیشتر از دو روش قبلی است. یکی از معایب این روش گرفتن سریع سوراخ‌های آن است.

۴) توری قابل انبساط (Expandable Sand Screen – ESS)

این روش کارایی بسیار خوبی دارد و به صورت عمده در دنیا استفاده می‌شود. مزیت اصلی این روش آن است که پس از منبسط شدن کاملا به دیوراه می‌چسبد و جایی برای حرکت ذرات سازند باقی نمی‌گذارد. اما در روش‌های دیگر همواره مقداری فضای خالی بین سازند و وسیله تکمیل باقی می‌ماند و مشکلاتی مانند خوردگی، فرسایش و انسداد ایجاد می‌کند.

۵) گراول پک (Gravel Pack)

در این روش پس از نصب توری (Screen) با اندازه روزنه مشخص، فضای خالی باقیمانده بین توری و سازند یا لوله جداری را با ذرات شنی (Gravel) دارای سایز مشخص پر می‌کنند تا مانند یکفیلتر عمل کرده و مانع حرکت ماسه‌های سازندی شود. گراول‌ها توسط توری در جای خود می‌مانند. نصب سیستم گراول پک بسیار پیچیده و هزینه‌بر است (نیاز به تجهیزات زیاد برای پمپ کردن گراول و سیال حامل آن است).

۶) توری MeshRite Stainless Steel Wool Screen

این توری دارای یک لوله مشبک در مرکز می‌باشد که با یک صافی از جنس فولاد ضد زنگ سیم پیچی شده است (پیچاندن لایه‌های پشم فولادی فشرده روی یک لوله سوراخ‌دار). فضای خالی که به این ترتیب ایجاد می شود شبکه‌هایی دارد که اندازه آن‌ها از ۱۵ تا ۶۰۰ میکرون متغیر است که در نهایت حجم متخلخل آن به ۸۰ تا ۹۵ درصد می‌رسد و تراوایی آن در حد چند صد دارسی است.