فوران چاه یکی از حوادث ناگواریست که هنگام حفاری چاه اتفاق می افتد. اما در عصر حاضر و با توجه به پیشرفت دانش و تجهیزات صنعت حفاری به ندرت شاهد چنین حوادثی در جهان هستیم.
فوران چاه زمانی اتفاق می افتد که عملیات کنترل فشار سیال وارد شده به چاه با شکست مواجه شده و حجم زیادی از سیال پرفشار سازند از طریق چاه به سطح زمین و یا اعماق دریا منتقل شود.
قبل از اختراع تجهیزات مخصوص جلوگیری از فوران و کنترل فشار (BOP)، آزادسازی ناگهانی نفت و گاز در حین حفاری پدیده ای رایج و البته جبران ناپذیر در صنعت حفاری تلقی می شد. در آن زمان تکنولوژی حفاری مانند امروز وجود نداشت و از سیستم حفاری کابلی استفاده می شد. نبود فناوری چرخش گل حفاری و ابزار مکانیکی کنترل فشار به طور معمول حفاران را هنگام مواجه شدن با سازندهای پرفشار دچار دردسر زیادی می کرد. فوران چاه نفتی «Lakeview Gusher» در سال ۱۹۱۰ به علت نداشتن پوشش های محافظ فشاری که در نهایت حجم زیادی از نفت را تا ۶۰ متری به هوا پرتاب کرد، یکی از عواقب سیستم حفاری در آن دوران بود.
فوران چاه با وجود داشتن نشانه های خوشحال کننده از وجود سیال با ارزش نفتی، بسیار خطرناک و مخرب است. این پدید می تواند باعث مرگ کارکنان دکل، نابودی و تخریب ابزار و تجهزات حفاری و همینطور آلودگی وسیع هوا و محیط پخش نفت شود. علاوه بر این خسارات، هدرروی حجم زیادی از سیال با ارزش هیدروکربنی را نیز باید به آن اضافه کرد.
پس از ورود فناوری حفاری امروزی موسوم به سیستم حفاری دوار، انقلابی در پدیده فوران در صنعت حفاری ایجاد شد. در این سیستم با چرخش سیال سنگین حفاری یا به عبارت دیگر «گل حفاری»، میزان زیادی از فشار زیاد سیالات واردشده به چاه کاسته می شود. با این وجود، این سیستم نیز در مهار سازندهای گازی و بسیار پرفشار پیوسته نقص های خود را دارد و حتی سیال حفاری نیز نمی تواند آن را مهار کند.
در سال ۱۹۲۴ اولین ابزار فورانگیر پای خود را به عرصه صنعت حفاری باز کرد. این ابزار مکانیکی که در سرچاه نصب می شود، سیال پرفشار منتقل شده به سطح را مهار می کند. با پیشرفت این ابزار و روش های کنترل فشار، دغدغه رایج صنعت حفاری به تدریج به تاریخ پیوست.
فوران گیر ابزاری است که از یک بدنه اصلی و تعدادی شیر کنترل تشکیل شده است و طی عملیات حفاری روی سرآخرین لوله جداری که در چاه رانده شده بسته می شود. بخش های مختلف فوران گیر شامل شیرهای ورودی و خروجی گل، شیر ورودی سیمان،shear rams و Blind rams و annulus preventer است.
«shear rams» وسیله ای است که هر گاه چاه دچار فوران شد و نتوانند فوران آن را کنترل کنند، این ابزار از سر چاه لوله ها را می برد و دهانه چاه را به طور کامل می بندد. این ابزار بیشتر در چاه های مخازن گازی کاربرد دارد.
«Blind rams» هر گاه فورانی صورت گیرد و سیالی از داخل لوله های حفاری به خارج چاه فوران کند این ابزار قسمت دهانه لوله حفاری را مچاله می کند و مانع خارج شدن سیال از این طرق می شود .
«annulus preventer» هر گاه فوران از طریق فضای حلقوی صورت گیرد این ابزار به اطراف لوله های حفاری محکم می شود و فضای حلقوی بین لوله های حفاری و دیواره چاه را می بندد.
در صنعت حفاری مدرن؛ فوران چاه یکی از پدیده های نادر این صنعت به شمار می رود به طوری که از تعداد آن روز به روز و با پیشرفت دانش حفاری کاسته می شود.
وجود سازندهای پرفشار(عموما گازی) در اعماق سطحی، عدم کنترل مناسب فشار هیدرواستاتیک موجود در ستون چاه به وسیله گل حفاری، عدم فعالسازی به موقع ابزار فورانگیر، سهل انگاری در کنترل و آنالیز دوره ای تجهیزات و ابزار تکمیل چاه مانند لوله جداری و سیمان و در نهایت عدم توجه مناسب به پس لرزه های قبل از فوران (Kick) و دیگر نشانه های عملیاتی این حادثه مانند کاهش نرخ بازگشت سیال حفاری، تغییر در فشار پمپ گل و آلودگی سیال حفاری بازگشتی از علل اصلی به وجود آمدن این حادثه از تاریخ تا به امروز بوده است.
در ادامه به بررسی چند مورد از مهم ترین و پرسرو صداترین فوران های تاریخ نفت بعد از اختراع فورانگیرها می پردازیم.
فوران چاه «Wild Mary Sudik»
این انفجار در سال ۱۹۳۰ در اوکلاهاما و در چاه «۱ Mary Sudik» به وقوع پیوست. این فوران ۱۱ روز ادامه داشت. در این حادثه به طور تقریبی ۲۰ هزار بشکه نفت و بیش از ۲۰۰ میلیون فوت مکعب گاز فوران کرد.
چاه اکتشافی قم
در سال ۱۹۵۶ طی حفر چاه اکتشافی موسوم به «WildCat» در نزدیکی قم، به طور تقریبی ۱۹ هزار بشکه نفت در روز از این چاه فوران کرد. عملیات توقف و مهار این فوران به طور تقریبی ۹۰ روز به طول انجامید.
چاه ۳۷ میدان تنگیز شوروی
این فوران را یکی از پرهزینه ترین فوران های تاریخ قلمداد می کنند. در حادثه نفت با فشار ۸۰۰ بار به همراه درصد بالای گاز هیدروژن سولفید کشنده تا ارتفاع ۲۰۰ متری آسمان فوران کرد. حجم نفت و گاز از دست رفته در این حادثه را ۴.۳ میلیون تن نفت و ۱.۷ میلیارد متر مکعب گاز برآورد کردند.
دکل نیمه شناور «DeepWater Horizen»
فوران و انفجار دکل نیمه شناور «DeepWater Horizen» را بزرگترین انفجار نفتی در دریا به شمار می رود. در این حادثه ۱۱ نفر کشته و مقدار قابل توجهی نفت به دریای نشت پیدا کرد. حجم نفت ریخته شده به خلیج مکزیک را روزانه ۶۰ هزار بشکه برآورد می کنند. شایان ذکر است مهار این فوران نزدیک به ۴ ماه به طول انجامید.
منبع : انرژی امروز