مقدمه
اولين چاه اكتشافي نفت در سال 1745 در فرانسه حفر شد و اولين چاه استخراج نفت توسط كلنل دريك در پنسيلوانيا در سال 1859 حفاري شد. اين آغازي براي اكتشاف زير سطحي نفت بود كه بعدها، خصوصاً بعد از افزايش تقاضا براي استخراج نفت در طول جنگ جهاني اول، شدت گرفت.
قدیمیترین تئوري براي اكتشاف نفت، تئوري طاقديس (Anticline Theory) بود كه بهوسیله هانت (Hunt) در سال 1861 معرفي شد. كاربرد اين تئوري براي يافتن نفت در قله طاقدیسها ابزار موفقي بود. اين تئوري بهعنوان تئوري اصلي براي اكتشافات مهم نفتي در امریکا، ونزوئلا، آرژانتين، برمه و بهخصوص در مسجدسلیمان ايران مورد استفاده قرار گرفت.
بعد از پيدا شدن نفت در سال 1880 در رسوبات دريايي پنسيلوانيا كه ارتباطي با ساختمانهای طاقديسي نداشت و شکل گيري نفت گیر صرفاً ناشي از تغییر رخساره رسوبات بود، مشخص شد که ذخایر نفتی میتوانند در حوضههای غير چين خورده هم وجود داشته باشند. درنتيجه مفهوم نفت گیرهای چینهای (Stratigraphic Traps) با این كشف فراگير شد.
تا اواسط دهه 1920، تهيه و استفاده از نقشههای سطحي طاقدیسها ابزار اصلي اكتشافات نفتي بود و پیدا کردن نفت گیرهای چینهای معمولاً بهصورت اتفاقي رخ میداد.
تا سال 1925 فقط ماسه سنگها بهعنوان مخازن هيدروكربني مورد نظر و مطالعه بودند، اما اكتشاف مخازن عظيم هيدروكربني در کربناتها در میدانهایی نظير مسجدسليمان ايران، كركوك عراق، كرتاسه مكزيك و Smackover آمريكا نشان داد که نفت میتواند در سنگهای كربناته نيز يافت شود.
بعد از اواسط دهه 1920 با روی کار آمدن روشهای جديد نظير مغناطيس سنجي (Magnetometry)، ثقل سنجي (Gravimetry) و مطالعات لرزهای (Seimic Surveys)، اكتشاف نفتي راه تازهای براي پي بردن به آنومالیها و ساختارهاي زيرسطحي غيرقابل مشاهده از سطح پيدا نمود. اين فنّاوریها به تشخيص موقعيت پي سنگ و آنومالیهای دياپيريك كمك میکنند و بهطور كلي يك شماي عمومي از ساختارهای زير سطحي را آشكار مي سازند.
در سال 1927 در فرانسه اولين نمودارهاي ژئوفيزيكي براي اندازه گيري تخلخل (Porosity) و آب اشباع شدگي (Water Saturation) در چاههای حفاري شده، مورد استفاده قرار گرفت.
پيشرفت در علوم زمين شناسي نظير ميكروپالئونتولوژي (Micropaleontology) و ارائه مدلهای رخسارهای (Facies Models) در دهه 1960 كمك شايان توجهي براي اكتشافات نفتي بود. تا قبل از دهه 1960 مطالعات فسيل شناسي، صرفاً بر روی ماکرو فسیلها متمرکز بود كه كاربرد محدودي داشتند چرا كه بسياري از آنها در اثر حفاري به دليل اندازه بزرگشان كاملاً منهدم شده و قابل شناسايي نبودند. بنابراين گسترش ميكروپالئونتولوژي و تعریف بسياري از بيوزون ها بر پایه میکرو فسیلها كه بهآسانی در مغزهها (Cores) و خردههای (Cuttings) حاصل از حفاری يافت میشوند، در این راه كمك مؤثري بود، زيرا تطابق ناحیهای چینهها بسيار آسانتر و دقیقتر صورت میگرفت.
بعدها توسعه معدلهای رخسارهای و تفسیر جزئيات محیطهای رسوبي قديمي (Paleoenvironments) كمك مؤثري در تشخيص شكل هندسي مخازن (Reservoir Geometry) کردند و پيش بيني قابل اعتمادي از کیفیت مخازن ازنظر تخلخل و تراوایی ارائه دادند.
در دهه 1950 قانون ديناميك سيالات بهطور موفقي توسط هوبرت و هيل (Hubbert&Hill) براي توصيف مهاجرت و ذخیره نفت بكار برده شد.
در دهه 1970 پيشرفت در کسب و پردازش (Acquisition and Processing) اطلاعات لرزهای و نيز استفاده از کامپیوترهای سريع براي اين منظور توانست نیمرخهای لرزهای بسيار دقيق را به دست دهد و لذا امروزه اين مقاطع سيماي عمومي درون زمين را بهخوبی مشخص میکنند.
بعد از دهه 1980 تاكنون توسعه، صرفاً بهصورت پيشرفت در فنّاوریهای گذشته ونيز معرفي نرم ابزارهاي مختلف كامپيوتري بوده كه باعث شده است اكتشافات هیدروکربنها آسانتر، سریعتر و مطمئنتر انجام شود.
در سال 1859 براي نخستين بار نفت از یک چاه با عمق 5/69 فوتي در پنسیلوانیا فوران كرد، نام كلنل دريك (Drake) در تاریخ جستجوي نفت هم زمان با حفر اين چاه ثبت شد.
اگر چه اين واقعه، صنعت حفاري نفت را آغاز كرد، اما با اين وجود قبل از این تعداد زيادي از چاهها به منظورهاي تولید آب، نمك و قیر حفر میشدهاند.
همه چاههای قديمي، ازجمله چاه دريك با استفاده از سيستم ضربهای (cable tool) حفر میشدند. در این سيستم يك مته با لبههای شبيه قلم پيكرتراشي به انتهاي يك ميله سنگين (Drill Collar) متصل است كه آن هم بهنوبه خود از يك شاهين (Walking Beam) آويزان است. مته بهصورت سقوط آزاد به داخل چاه رها شده و بعد از برخورد به سنگ آن را بهصورت قطعات خرد شده درمي آورد. شاهين درگذشته بهوسیله نيروي انسان یا حیوان بهکارانداخته میشد، كه بعد در قرن 19 به موتور بخار مجهز شد؛ اما باوجود داشتن موتور بخار، ته چاه بعد از پر شدن از قطعات و خردههای سنگي با يك وقفه در حفاری، بهصورت متناوب تميز میشده است. در طی حفاري، چاه بهوسیله آب و گل حاصل از اختلاط آب و قطعات خرد شده سنگها پرمي شد كه بهوسیله يك ابزار سيلندري شكل (گل كش) تخليه میشده است. اين وسيله يك انتهاي شبيه به سوپاپ داشت كه در حالت باز به داخل چاه رانده میشد و در حالت بسته توسط وسیلهای به نام منجنيق (Drawworks) بالا كشيده میشد. عمیقترین چاه حفرشده با این روش، چاهي بود که در سال 1918 تا عمق 2250 متري حفر شد. سيستم ضربهای هنوز هم براي حفر چاههای آبي كم عمق به كارمیرود.
در آغاز قرن بيستم آنتوني لوكاس (Antony Lucas) هم زمان با کشف ميدان نفتي Spindeltop در تگزاس روش حفاري دوراني را به تمام جهان نشان داد. او ترکیبی از مته چرخان و تزریق مداوم گل را به كار برد. از آن زمان تاكنون روش حفاري دوراني با پيشرفت فنّاوری، بهصورت بسيار پيشرفته مورد استفاده قرار گرفته است. درروش حفاري دوراني از متههای دندانهای شكل نوع سه مخروط (Tricon) يا متههای يك تکهای از جنس الماس يا PDC(Polycrystalline Diamond Cutters) استفاده میشود. زماني كه مته در حال چرخش است نيرويي توسط وزنهای به آن وارد میشود. مزيت اين روش اين است كه يك سيال (گل حفاري) میتواند بهطور مداوم از میان مته كه در حال خرد کردن تشكيلات سنگي است پمپ شود و جريان بالارونده گل حفاري قطعات خردشده را از داخل چاه به سطح چاه حمل میکند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.