يقال إن طين الحفر ملوث عندما تدخل مادة غريبة في نظام الطين وتسبب تغيرات غير مرغوب فيها في خصائص الطين، مثل الكثافة واللزوجة والترشيح. بشكل عام، أنظمة الطين ذات الاساس المائي هي الأكثر عرضة للتلوث. يمكن أن ينتج تلوث الطين من المعالجة المفرطة لنظام الطين بالمواد المضافة أو من المواد التي تدخل الطين أثناء الحفر.
يعتبر تلوث طين الحفر احدى مشاكل الحفر.
الملوثات والمصادر والمعالجات الشائعة
الملوثات الأكثر شيوعًا لأنظمة الطين ذات الاساس المائي هي:
- المواد الصلبة (المضافة، المثقوبة، النشطة، الخاملة)
- الجبس / الأنهيدريت (Ca++)
- الأسمنت / الجير (Ca++)
- الماء المضاف (Ca++ و Mg++)
- بيكربونات وكربونات قابلة للذوبان (HCO3− و CO3–)
- كبريتيدات قابلة للذوبان (HS− و S–)
- الملح / تدفق الماء المالح (Na+ و Cl−)
التلوث بالمواد الصلبة
المواد الصلبة التي تسبب التلوث هي مواد تضاف لتشكيل نظام الطين (البنتونيت، الباريت) بالإضافة الى المواد التي يتم حفرها (نشطة وخاملة). المواد الصلبة الزائدة من أي نوع هي أكثر الملوثات غير المرغوب فيها لسوائل الحفر التي تؤثر على جميع خصائص الطين. لقد ثبت أن المواد الصلبة الدقيقة، بحجم ميكرون وما دون الميكرون، هي الأكثر ضررًا لكفاءة الحفر الإجمالية ويجب إزالتها إذا لم تكن جزءًا ضروريًا من تركيبة الطين. تتم إزالة المواد الصلبة المحفورة من خلال استخدام معدات الفصل او العزل الميكانيكية [الهزازات (shakers)، وأجهزة إزالة الرمل (desanders)، وأجهزة إزالة الطمي (desilters)، وأجهزة الطرد المركزي (centrifuges)]. تقوم الـshakers بإزالة المواد الصلبة بحجم الفتات المحفور (حوالي 140μ أو أكبر). تقوم أجهزة الـdesanders بإزالة المواد الصلبة في حجم الرمل (وصولاً إلى 50μ). تقوم أجهزة الـdesilters بإزالة المواد الصلبة في حجم الطمي (حتى 20μ). عندما تصبح المواد الصلبة أصغر من القطع المزالة بواسطة الـdesilters، قد يتعين استخدام أجهزة الطرد المركزي. تستخدم مواد الندف الكيميائية (Chemical flocculants) أحيانًا لتلبد (flocculate) المواد الصلبة الدقيقة إلى حجم أكبر بحيث يمكن إزالتها بواسطة معدات إزالة المواد الصلبة. لا تميز المواد الندفية الإجمالية بين أنواع مختلفة من المواد الصلبة، في حين أن المواد الندفية الانتقائية سوف تعمل على تلبد المواد الصلبة المحفورة ولكن ليس المواد الصلبة المضافة من الباريت. كملاذ أخير، يستخدم التخفيف أحيانًا لخفض تركيز المواد الصلبة.
تلوث بأيونات الكالسيوم
مصادر أيونات الكالسيوم هي:
- جبس
- الأنهيدريت
- الاسمنت
- جير
- مياه البحر
- الماء المضاف (makeup water) المالحة/القاسية.[يشير الماء المضاف ببساطة إلى الماء الذي يضاف إلى العمليات الصناعية (plant processes) لتعويض الخسائر.]
أيون الكالسيوم هو ملوث رئيسي لأنظمة الطين المعالجة بطين الصوديوم القائمة على المياه العذبة. يميل أيون الكالسيوم إلى استبدال أيونات الصوديوم على سطح الطين من خلال التبادل الأساسي، مما يتسبب في تغييرات غير مرغوب فيها في خصائص الطين مثل الريولوجيا والترشيح. كما أنه يتسبب في جعل المخففات المضافة إلى نظام الطين غير فعالة. المعالجة تعتمد على مصدر أيون الكالسيوم. على سبيل المثال، يتم استخدام كربونات الصوديوم (رماد الصودا) إذا كان المصدر هو الجبس أو الأنهيدريت. بيكربونات الصوديوم هي المعالجة المفضلة إذا كان أيون الكالسيوم من الجير أو الأسمنت. إذا أصبحت المعالجة غير مقبولة اقتصاديًا، فانتقل إلى نظام الطين، مثل طين الجبس أو الطين الجيري، الذي يمكنه تحمل الملوثات.
التلوث بالبيكربونات والكربونات
الأيونات الملوثة (HCO3− و CO3–) ناتجة عن حفر تكوين حامل لثاني أكسيد الكربون، أو من التحلل الحراري للمواد العضوية في الطين، أو من المعالجة الزائدة برماد الصودا والبيكربونات. تتسبب هذه الملوثات في أن يكون للطين إنتاجية عالية وقوة هلامية وانخفاض في درجة الحموضة. يوصى بمعالجة نظام الطين بالجبس أو الجير.
التلوث بكبريتيد الهيدروجين
تكون الأيونات الملوثة (HS− و S–) بشكل عام من حفر تكوين محمل بـ H2S. كبريتيد الهيدروجين هو أكثر الأيونات فتكًا بالبشر وهو شديد التآكل للصلب المستخدم أثناء عمليات الحفر. (يتسبب في تقصف شديد لأنابيب الحفر). يتم إزالة غاز كبريتيد الهيدروجين باستخدام الزنك أو النحاس أو الحديد.
تدفقات الملح / المياه المالحة
الأيونات (Na+ و Cl−) التي تدخل نظام الطين نتيجة لحفر أقسام الملح أو من تدفق المياه المالحة في التكوين، تتسبب في أن يكون للطين قوة إنتاجية عالية، وفقدان كبير للسوائل، وانخفاض في درجة الحموضة. بعض الإجراءات للمعالجة هي التخفيف بالمياه العذبة، واستخدام المشتتات والمواد الكيميائية التي تفقد السوائل، أو التحويل إلى الطين الذي يتحمل المشكلة إذا أصبحت تكلفة المعالجة باهظة.
المصادر
- "Mud contamination". (د.ت). petrowiki.spe.org. تم الاسترجاع 2022-2-14.