ड्रिलिंग माटो

ड्रिलिंग प्रक्रिया र ड्रिलिंगमा प्रयोग हुने रसायनहरू​

1.Introduction

तेल र ग्याँस उद्योगमा, साथै भू-तापीय ऊर्जा निकासी र पानीको इनार निर्माण जस्ता अन्य क्षेत्रहरूमा ड्रिलिंग एक जटिल र महत्त्वपूर्ण कार्य हो। यस प्रक्रियामा बहुमूल्य स्रोतहरू पहुँच गर्न पृथ्वीको क्रस्टमा गहिरो प्वाल सिर्जना गर्ने समावेश छ। विशेष उपकरणहरूसँगै, ड्रिलिंग सञ्चालनको दक्षता, सुरक्षा र सफलता सुनिश्चित गर्न विभिन्न रसायनहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। यस लेखले विस्तृत ड्रिलिंग प्रक्रिया र प्रत्येक चरणमा प्रयोग हुने प्रमुख रसायनहरूको रूपरेखा प्रस्तुत गर्दछ।

ड्रिलिंग प्रक्रिया

२. ड्रिलिंग पूर्व तयारी​

• साइट छनोट र सर्वेक्षण: पहिलो चरण भनेको उपयुक्त ड्रिलिंग साइट पहिचान गर्नु हो। भूगर्भविद्हरूले भूकम्पीय इमेजिङ, गुरुत्वाकर्षण र चुम्बकीय सर्वेक्षण, र नजिकैका अवस्थित इनारहरूबाट इनार-लग विश्लेषण जस्ता प्रविधिहरू प्रयोग गरेर व्यापक सर्वेक्षण गर्छन्। यसले तेल, ग्यास, वा अन्य स्रोतहरूको सम्भावित स्थान निर्धारण गर्न मद्दत गर्दछ। साइट चयन गरिसकेपछि, क्षेत्र कुनै पनि अवरोधहरूबाट मुक्त हुन्छ, र उपकरण र सामग्रीहरूको ढुवानीलाई सहज बनाउन पहुँच सडकहरू निर्माण गरिन्छ।
• राम्रो डिजाइन: इन्जिनियरहरूले भौगर्भिक तथ्याङ्क र ड्रिलिंग सञ्चालनको उद्देश्यका आधारमा इनारको डिजाइन गर्छन्। डिजाइनमा इनारको गहिराइ, व्यास र प्रक्षेपण (ठाडो, विचलित, वा तेर्सो) निर्धारण गर्ने समावेश छ। ड्रिल गरिने संरचनाहरूको प्रकार, अपेक्षित दबाब र तापक्रम अवस्था, र इनारको बोरलाई समर्थन गर्न आवरण र सिमेन्टिङको आवश्यकता जस्ता कारकहरूलाई पनि विचार गरिन्छ।

 

२.२ सतह प्वाल ड्रिलिंग​

 

• रिग सेटअप गर्दै: साइटमा एउटा ड्रिलिंग रिग खडा गरिएको छ। रिगमा विभिन्न कम्पोनेन्टहरू हुन्छन्, जसमा ड्रिल स्ट्रिङ उठाउने र तल झार्ने डेरिक, ड्रिलिंग उपकरण चलाउनको लागि पावर स्रोत, र ड्रिलिंग फ्लुइड परिसंचरण गर्ने माटो प्रणाली समावेश छ। ड्रिल स्ट्रिङ, जुन जोडिएका पाइपहरूको श्रृंखला हो, भेला गरिन्छ र इनारमा तल झारिन्छ।​
•  प्रारम्भिक ड्रिलिंग: ड्रिलिंग प्रक्रिया सतहको प्वाल ड्रिल गर्न ठूलो व्यासको बिटको प्रयोगबाट सुरु हुन्छ। यो प्वाल सामान्यतया कम उथलो हुन्छ र सतहको आवरण स्थापना गर्न प्रयोग गरिन्छ। सतहको आवरणले वेलबोरलाई संरचनात्मक समर्थन प्रदान गर्दछ, सतहको पानीलाई इनारमा प्रवेश गर्नबाट रोक्छ, र पछिल्ला ड्रिलिंग कार्यहरूको लागि मार्गदर्शकको रूपमा काम गर्दछ। यस चरणको समयमा, ड्रिलिंग तरल पदार्थ, जसलाई माटो पनि भनिन्छ, ड्रिल स्ट्रिङ मार्फत र बिटबाट बाहिर निरन्तर परिसंचरण गरिन्छ। माटोले बिटलाई चिसो बनाउँछ र लुब्रिकेट गर्छ, काट्नेहरू (चट्टानका टुक्राहरू) सतहमा बोक्छ, र वेलबोरको स्थिरता कायम राख्न मद्दत गर्दछ।

२.३ मध्यवर्ती र उत्पादन प्वाल ड्रिलिंग

• बिट्स र केसिङ परिवर्तन गर्दै: इनार गहिरो खन्ने क्रममा, विभिन्न संरचनाहरूबाट ड्रिल गर्न साना व्यासका बिटहरू प्रयोग गरिन्छ। इनारलाई बलियो बनाउन र विभिन्न संरचनाहरूलाई अलग गर्न उपयुक्त अन्तरालहरूमा मध्यवर्ती आवरणहरू स्थापना गरिन्छ। यसले दबाब नियन्त्रण गर्न र इनारको पतन रोक्न मद्दत गर्दछ। ड्रिलिंग प्रक्रिया जारी रहन्छ, माटो प्रणालीले ड्रिलिंग गरिएका संरचनाहरूको परिवर्तनशील अवस्थाहरूमा निरन्तर समायोजन गर्दछ।​
• दिशात्मक ड्रिलिंग (यदि लागू भएमा): केही अवस्थामा, विशेष गरी अपतटीय ड्रिलिंगको लागि वा विशिष्ट जलाशय क्षेत्रहरूलाई लक्षित गर्दा, दिशात्मक ड्रिलिंग प्रविधिहरू प्रयोग गरिन्छ। यसमा ड्रिल बिटको दिशा नियन्त्रण गर्न विशेष डाउनहोल उपकरणहरू प्रयोग गर्नु समावेश छ, जसले इनारलाई उपसतहमा इच्छित स्थानमा पुग्न अनुमति दिन्छ। ड्रिलिंग तरल पदार्थले ड्रिल स्ट्रिङलाई मोड्न र दिशा परिवर्तन गर्न आवश्यक स्नेहन प्रदान गरेर दिशात्मक ड्रिलिंगमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।

२.४ सम्पन्नता र परीक्षण​

• सिमेन्टि।: इनार इच्छित गहिराइमा पुगेपछि, सिमेन्टिङ गरिन्छ। इनारलाई सील गर्न र आवरणलाई वरपरको चट्टानमा बाँध्नको लागि एनुलस (ड्रिल स्ट्रिङ र वेलबोर बीचको वा विभिन्न आवरणहरू बीचको ठाउँ) मा सिमेन्ट पम्प गरिन्छ। यसले इनारलाई थप समर्थन प्रदान गर्दछ, विभिन्न संरचनाहरू बीच तरल पदार्थको स्थानान्तरणलाई रोक्छ, र उत्पादन क्षेत्रलाई अलग गर्न मद्दत गर्दछ।
• राम्रो सम्पन्न: सिमेन्टिङ गरेपछि, इनार पूरा हुन्छ। यसमा तेल, ग्यास, वा अन्य स्रोतहरूको निकासीको लागि आवश्यक उत्पादन ट्युबिङ, इनारहेड उपकरण र अन्य घटकहरू जडान गर्न समावेश हुन सक्छ। त्यसपछि इनारको उत्पादकता निर्धारण गर्न र यो आवश्यक सुरक्षा र गुणस्तर मापदण्डहरू पूरा गर्दछ भनेर सुनिश्चित गर्न परीक्षण गरिन्छ।

३. ड्रिलिंगमा प्रयोग हुने रसायनहरू

​

३.१ ड्रिलिंग फ्लुइड एडिटिभ्स​

• भिस्कोसिफायरहरू: ड्रिलिंग फ्लुइडको चिपचिपापन बढाउनको लागि भिस्कोसिफायरहरू थपिन्छन्। यसले काटिएकाहरूलाई निलम्बन गर्न र तिनीहरूलाई वेलबोरमा फिर्ता बस्नबाट रोक्न मद्दत गर्दछ। सामान्य भिस्कोसिफायरहरूमा बेन्टोनाइट माटो, जान्थन गम, र कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (CMC) समावेश छन्। बेन्टोनाइट माटो, एक प्रकारको सुन्निने माटो, पानी अवशोषित गर्दछ र जेल जस्तो संरचना बनाउँछ जसले ड्रिलिंग फ्लुइडको चिपचिपापन बढाउँछ। ब्याक्टेरियाद्वारा उत्पादित पोलिस्याकराइड, जान्थन गम, उच्च-तापमान र उच्च-कतरनी अवस्थाहरूमा पनि चिपचिपापन कायम राख्न अत्यधिक प्रभावकारी हुन्छ।​
• तौल निर्धारण गर्ने एजेन्टहरू: ड्रिलिंग फ्लुइडको घनत्व बढाउन तौल निर्धारण गर्ने एजेन्टहरू प्रयोग गरिन्छ। यो इनारमा चाप नियन्त्रण गर्न र इनारमा बग्ने तरल पदार्थहरू (जस्तै तेल, ग्यास, वा पानी) लाई इनारमा बग्नबाट रोक्नको लागि महत्त्वपूर्ण छ। बेराइट (बेरियम सल्फेट) सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने तौल निर्धारण गर्ने एजेन्ट हो। यसको उच्च विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण हुन्छ र आवश्यकता अनुसार यसको घनत्व समायोजन गर्न ड्रिलिंग फ्लुइडमा सजिलै थप्न सकिन्छ। अन्य तौल निर्धारण गर्ने एजेन्टहरूमा हेमेटाइट र इल्मेनाइट समावेश छन्।​
• फिल्टरेट रिड्यूसरहरू: गठनमा फिल्टर हुने तरल पदार्थको मात्रा कम गर्न ड्रिलिंग फ्लुइडमा फिल्टरेट रिड्यूसरहरू थपिन्छन्। यसले वेलबोरको स्थिरता कायम राख्न र गठनमा हुने क्षतिलाई रोक्न मद्दत गर्दछ। पोलिएनियोनिक सेलुलोज (PAC) र सिंथेटिक पोलिमरहरू जस्ता पोलिमरहरू सामान्यतया फिल्टरेट रिड्यूसरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले वेलबोरको भित्तामा पातलो, अभेद्य फिल्टर केक बनाउँछन्, जसले तरल पदार्थको क्षति कम गर्छ।​
• स्नेहक: ड्रिल स्ट्रिङ र वेलबोर भित्ता बीचको घर्षण कम गर्न ड्रिलिङ फ्लुइडमा लुब्रिकेन्टहरू थपिन्छन्। यसले ड्रिल स्ट्रिङमा हुने झर्ने र च्यातिने समस्यालाई रोक्न, ड्रिल स्ट्रिङ घुमाउन आवश्यक टर्क घटाउन र वेलबोरमा ड्रिल स्ट्रिङको आवागमनलाई सहज बनाउन मद्दत गर्छ। खनिज तेल, सिंथेटिक एस्टर र सर्फ्याक्टेन्टहरू ड्रिलिङ फ्लुइडहरूमा लुब्रिकेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

३.२ सिमेन्ट योजकहरू​

• एक्सेलेटरहरू: सिमेन्टको सेटिङ समयलाई छिटो बनाउन सिमेन्ट स्लरीमा एक्सेलेरेटरहरू थपिन्छन्। यो केही परिस्थितिहरूमा महत्त्वपूर्ण हुन्छ, जस्तै जब वेलबोरको भत्किने रोक्न वा ड्रिलिंग कार्यहरू छिटो पुनः सुरु गर्न द्रुत सिमेन्टिंग आवश्यक हुन्छ। क्याल्सियम क्लोराइड सिमेन्टिंगमा प्रयोग हुने एक सामान्य एक्सेलेरेटर हो। यसले सिमेन्ट कम्पोनेन्टहरूसँग प्रतिक्रिया गर्दछ, हाइड्रेशन उत्पादनहरूको गठनलाई बढावा दिन्छ र कडा हुने प्रक्रियालाई गति दिन्छ।​
• रिटार्डरहरू: सिमेन्टको सेटिङ समयलाई ढिलो गर्न रिटार्डरहरू प्रयोग गरिन्छ। यो तब उपयोगी हुन्छ जब सिमेन्टिङ कार्य जटिल हुन्छ र सिमेन्ट स्लरीलाई वेलबोरमा पम्प गर्न बढी समय लाग्छ। लिग्नोसल्फोनेटहरू र केही जैविक एसिडहरू सामान्यतया रिटार्डरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले सिमेन्ट कणहरूसँग अन्तर्क्रिया गर्छन्, हाइड्रेशन प्रतिक्रियाहरूलाई ढिलाइ गर्छन् र सेटिङ समय विस्तार गर्छन्।​
• फैलाउनेहरू: सिमेन्ट स्लरीको प्रवाह क्षमता सुधार गर्न डिस्पर्सेन्टहरू थपिन्छन्। तिनीहरूले सिमेन्ट स्लरीको चिपचिपापन कम गर्न मद्दत गर्छन्, जसले गर्दा यसलाई वेलबोरबाट सजिलै पम्प गर्न सकिन्छ। पोलिकार्बोक्सिलेट-आधारित पोलिमरहरू सिमेन्टिङमा डिस्पर्सेन्टको रूपमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले सिमेन्ट कणहरूको सतहमा सोस्छन्, कणहरूको समूहलाई रोक्छन् र स्लरीको तरलता सुधार गर्छन्।​

३.३ अन्य रसायनहरू​

• जंग अवरोधकहरू: वेलबोरमा ड्रिल स्ट्रिङ, केसिङ र अन्य धातुका घटकहरूको क्षरण रोक्नको लागि क्षरण अवरोधकहरू प्रयोग गरिन्छ। वेलबोरमा पानी, अक्सिजन र अम्लीय ग्याँसहरू (जस्तै कार्बन डाइअक्साइड र हाइड्रोजन सल्फाइड) को उपस्थितिले क्षरण निम्त्याउन सक्छ। इमिडाजोलिन र एमाइन जस्ता जैविक यौगिकहरू सामान्यतया क्षरण अवरोधकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले धातुको सतहमा सुरक्षात्मक फिल्म बनाउँछन्, जसले धातुसँग क्षरणकारी पदार्थहरूको सम्पर्कलाई रोक्छ।​
• जीवाणुनाशक: ब्याक्टेरियाको वृद्धि नियन्त्रण गर्न ड्रिलिंग फ्लुइड र सिमेन्ट स्लरीमा ब्याक्टेरिसाइडहरू थपिन्छन्। केही ब्याक्टेरियाले धातुका घटकहरूको क्षय गराउन सक्छ र ड्रिलिंग फ्लुइड र सिमेन्टको गुणहरूलाई पनि असर गर्न सक्छ। क्लोरिन-आधारित यौगिकहरू र क्वाटरनरी अमोनियम यौगिकहरू ब्याक्टेरिसाइडको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले ब्याक्टेरियाको वृद्धिलाई मार्छन् वा रोक्छन्, ड्रिलिंग सञ्चालनको अखण्डता सुनिश्चित गर्छन्।​

४. निष्कर्ष​

ड्रिलिंग प्रक्रिया एक बहु-चरणीय सञ्चालन हो जसको लागि सावधानीपूर्वक योजना र कार्यान्वयन आवश्यक पर्दछ। ड्रिलिंग प्रक्रियाको प्रत्येक चरणमा रसायनहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्, प्रारम्भिक ड्रिलिंगदेखि इनारको समाप्तिसम्म। ड्रिलिंग फ्लुइड एडिटिभहरूले ड्रिलिंग फ्लुइडको कार्यसम्पादन कायम राख्न मद्दत गर्छन्, सिमेन्ट एडिटिभहरूले सिमेन्टको उचित सेटिङ र बन्धन सुनिश्चित गर्छन्, र अन्य रसायनहरू जस्तै जंग अवरोधकहरू र ब्याक्टेरिसाइडहरूले ड्रिलिंग सञ्चालनमा प्रयोग हुने उपकरण र सामग्रीहरूको सुरक्षा गर्छन्। ड्रिलिंग परियोजनाहरूको सुरक्षित, कुशल र सफल समापनको लागि यी रसायनहरूको उचित चयन र प्रयोग आवश्यक छ।