القوافل العربية - أسباب انهيار الآبار و طرق معالجتها

أسباب انهيار الآبار و طرق معالجتها
أحيانا كثيرة يحدث في الحفر تهيل و تكهف للصخور و اختناقات لجذع البئر ، و هو مايظهر على صورة ارتفاع في ضغط المضخات اثناء غسيل البئر و زيادة ملحوظة في مقدار الشد اللازم لرفع انابيب الحفر . فاذا زادت الاجهادات على جدران البئر و في المنطقة المحيطة بالقاع عن متانة الصخور التي يتم حفرها ، فان هذه الصخور تتفتت و تتهيل في قاع البئر . و أحد اسباب هذه المشاكل هو تغير حالة الاجهاد في الصخور أثناء الحفر ، ففي حالة الترسيب الطبيعي للصخر يخضع أي حجم بسيط منه لانضغاط في جميع الاتجاهات و تتغير طبقا لذلك الخواص الميكانيكية للصخور . فعند الانضغاط المنتظم في كل الاتجاهات للصخور المصمتة عادة ما يحدث تشوه مرن ، كما تظهر تشوهات مختلفة عند انضغاط الصخور المسامية . و تتميز انضغاطية الصخور بصفة عامة بمعامل الانضغاط الحجمي و الذي يعرف بالنقص النسبي في الحجم عند زيادة الضغط من جميع الاتجاهات. و هذا يؤثر على البنيان الحبيبي للصخر مما يقلل حجم المسام و بالتالي تنخفض نفاذية الصخور . كما تزداد الكتلة الحجمية عند انضغاط الصخور. و تؤدي نتائج الحركات التكتونية ( التشقق مثلا ) الي خفض مقاومة الصخور اثناء عملية الحفر .و هي بذلك تساعد ايضا على حدوث التهيلات و التكهف و اختناقات جذوع الآبار .
و يمكن ان يكون السبب في خفض متانة الصخور هو انتفاخ بعضها و خاصة الطفلية ( الطينية ) عند تشربها براشح محلول الحفر ، حيث تعتبر الصخور الرسوبية التي يلزم اجتيازها عند حفر البئر اجساما مسامية وتمتلي هذه المسام بسوائل متقطرة ( الماء مثلا ) أو بالغازات تحت ضغط معين يعرف بالضغط الطبقي او المسامي و يكون دوما أقل من الضغط الصخري . و يكمن تأثير السائل المشبع على الخواص الميكانيكية للصخر تبعا لمدى الانضغاط في جمبع الاتجاهات وبناءا على ذلك ، فعند ارتفاع متانة الصخور نتيجة للانضغاط الهيدروليكي ، فان الضغط المسامي لسائل التشبع يؤدي الى خفض متانة الصخور . و اضعاف قوى الجذب بين مكونات الصخر . و يعتمد مقدار و سرعة الانتفاخ علي التركيب المعدني للصخر و التركيب الكيميائي لمحلول الحفر .
و يمكن لتهيل و تكهف الصخور ان تكون نتيجة للانخفاض الحاد في ضغط محلول الحفر علي جدران البئر عند حفر الطبقات الحاملة للمياه أو اختبار الطبقات ، كما يمكن أن تكون نتيجة للتبلل و التجفيف المتناوبين للجدران بسبب التذبذب في منسوب المحلول في البئر ( في حالة حدوث امتصاص محلول الحفر ، أو عدم استكمال ملء البئر بالمحلول في الوقت المناسب أثناء عملية رفع أنابيب الحفر ) .
و كثيرا ما يحدث الاختناق في جذع البئر عند حفر الصخور المتشققة نتيجة التصاق فتات الصخور المحفورة والمرطبة بمحلول الحفر على جدران البئر . و يكون سبب حدوث الانهيار في المناطق المتكونة من الصخور ذات النفاذية العالية هو تكوين رقاقة ترشيحية سميكة على الجدران و خاصة عند التوقف لفترة طويلة عن غسل البئر و في حالة استخدام محلول حفر ذي فاقد مائي كبير .
وتيجة لتهيل و تكهف الصخور يحدث اتساع موضعي لجذع البئر و يصعب الى حد كبير نقل الفتات الى سطح الارض نظرا لانخفاض سرعة تيار محلول الحفر الصاعد و عدم قدرته على حمل هذا الفتات و بالتالي تتعرض انابيب الحفر لمشاكل عديدة ( كسر الانابيب أو التصاقها بفتات الصخور ) .
و في حالة تكهف الصخور و اختناق جذع البئر يمكن أن ترتفع القوة اللازمة لتحريك انابيب الحفر و غالبا ما يصبح تحريك هذه الانابيب غير ممكن ، حيث تتعدى الاجهادات الناشئة عن ذلك قدرة تحمل الانابيب .
ولتلافي المشاكل المذكورة يجب إتباع الإجراءات الآتية عند الحفر :
 استخدام محاليل الحفر التي لا ترطب الصخور.
 استخدام محاليل حفر ذات فاقد مائي قليل جدا .
 زيادة الضغط على جدران البئر ، أي برفع كثافة محلول الحفر .
 عدم ترك البئر ساكنا لفترة طويلة .
 تقليل التصاق فتات الصخور المتهيلة بجدران البئر وذلك باضافة عوامل التثقيل و الجرافيت الي محلول الحفر .
 تقليل تردد و مقدار تذبذب الضغط الهيدروديناميكي .
 تغطية المنطقة التي تسبب التهيل أو التكهف بأنابيب التغليف .
 تحريك انبوب الحفر صعودا و هبوطا اثناء الحفر و غسل البئر بطريقة جيدة .
 استخدام محلول حامض الهيدروكلوريك في حالة الصخور الكربوناتية .
 استخدام الطرق الميكانيكية لتحرير الانابيب الملتصقة .