سنگ ها بطور کلی به سه دسته آذرین دگرگونی و رسوبی طبقه بندی میشوند.

سنگ های آذرین حدودا 20 درصد از کل سنگ ها را در برمیگیرند و محصول سرد شده مواد مذاب بیرون آمده از درون زمین می باشد.بعی از این سنگ ها عبارتند از : گرانیت گابرو و بازالت.

دسته ی دیگر سنگ ها سنگ های دگرگونی هستند که حدودا 14 درصد از کل سنگ ها را تشکیل میدهند.این سنگ ها از تغییرات مکانیکی شیمیایی و گرمایی سنگ های آذرین به وجود می آیند. سنگ های دگرگونی و آذرین به عنوان سنگ مادر محسوب نمی شوند ولی در بعضی از مواردی که دارای شکافهایی می باشند می توانند به عنوان سنگ مخزن عمل کنند.

دسته ی آخر سنگ های رسوبی است که 66 درصد کل سنگ ها را تشکیل     می دهند.این سنگ ها برای مطالعات مهندسی نفت بسیار مهم می باشند.مهمترین سنگ های رسوبی عبارتند از:

ماسه سنگ

کلسیت

دولومیت

شیل

تبخیری-نمک طعام

 

پیدایش نفت:

در مورد پیدایش نفت دو نظریه ی معدنی و آلی وجود دارد که نظریه ی آلی پذیرفته تر از معدنی است.

طبق نظریه معدنی نفت از تراکم  گاز های حاصل از مواد آتشفشانی بوجود آمده ولی بر اساس نظریه ی آلی نفت از بقایای موجودات زنده در اعماق زیاد در اثر دما و فشار در طول زمان به وجود آمده است.دلایلی که این نظریه مطرح میکند عبارتند از:

1.تقریبا تمام نفت ها در سنگ های رسوبی یافت شده اند.

2.ماده ایی به نام پورفیرین که فقط در مواد آلی پیدا میشود در نفت نیز پیدا میشود.

طبق نظریه ی آلی با مدفون شدن مواد آلی در داخل رسوبات و به وجود آمدن ضخامت کافی از رسوبات روی آنها ملکول های مواد آلی در اثر عوامل بیوژنیک و فیزیک و شیمیایی به ملکول های هیدروکربوری تبدیل میشوند.این تحولات در سنگ مادر یا مولد یا منشا انجام میگیرد.شرایط لازم برای تشکیل نفت در این سنگ ها که غنی از مواد آلی هستند دما و زمان کافی میباشد.سنگ های مادر بیشتر از جنس شیل سیاه رنگ می باشند.

نفت بوجود آمده از سنگ های مادر دانه ریز و متراکم شده تحت فشار زیاد به سمت رسوبات متخلخل حرکت میکند که به این جابجایی مهاجرت اولیه می گویند.

این نفت در رسوبات متخلخل حرکت کرده تا به یک لایه غیرتراوا می رسد که به آن پوش سنگ می گویند.سنگ متخلخل و تراوا زیر پوش سنگ سنگ مخزن نامیده میشود که ابتدا پر آب بوده و با رسیدن نفت به آنجا بر اثر دو نیروی مویینگی و شناوری جابجایی نفت و آب در محیط متخلخل صورت می گیرد.به این جابه جایی مهاجرت ثانویه می گویند.

سنگ مخزن:

سنگ مخزن از جنس ماسه سنگ آهکی و دولومیت می باشند.مخازن نفتی برای آنکه بتوانند مقدار کافی نفت را در خود ذخیره کنند باید شرایط زیر را دارا باشند:

1.سطح فوقانی مخزن غیر قابل نفوذ باشد که در غیر اینصورت نفت به سطح زمین رسیده و از بین میرود.این سطح غیر قابل نفوذ پوش سنگ می باشد که بیشتر از جنس سنگ های تخریبی و شیل می باشد.

2.به اندازه کافی متخلخل باشد تا بتواند مقدار کافی نفت در خود ذخیره کند.

3.داشتن خلل و فرج به تنهایی کافی نبوده بلکه این منافذ باید به هم مرتبط بوده بطوریکه نفت بتواند به آسانی از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کند.

4.کلوژر مخزن به اندازه کافی بزرگ باشد.(اختلاف بین بالاترین نقطه تاقدیس و پایین ترین منحنی بسته را کلوژر می گویند.) هرچه این مقدار بزرگتر باشد نفت بیشتری ذخیره می شود.

دو خصوصیت مهم و اساسی سنگ مخزن تخلخل و تراوایی می باشد.تخلخل طبق تعریف عبارتست از نسبت میزان فضای خالی سنگ به کل حجم سنگ.

تراوایی عبارتست از توانایی یک سنگ در عبور دادن سیال از درون خود.

گستره های نفتی در زیر زمین را زمین شناسان به سه گروه تقسیم بندی می کنند:

1.مخزن

اگر سنگی تخلخل کافی برای انباشته شدن نفت را داشته باشد و خلل و فرج آن به هم متصل باشند به طوری که پس از حفر چاه در آن سنگ سیالات درون سنگ بتوانند به راحتی به چاه راه یابنداین سنگ را میتوان یک سنگ مخزن نامید.مانند مخازن آسماری ایلام سروک کنگان و دالان.

2.میدان

مجموعه چند مخزن که در وضعیت مشترک زمین شناسی چه از لحاظ ساختمانی و چه از لحاظ چینه شناسی قرار گیرند میدان می گویند.مانند میدان اهواز آغاجاری گچساران پازنان هفتگل و رگ سفید.

مخزن زیرمجموعه میدان می باشد به عنوان مثال میدان اهواز از مخازن آسماری و گروه بنگستان(ایلام و سروک) تشکیل شده است.

3.حوضه

حوضه عبارتست از یک محدوده جغرافیایی که در آن میدان ها و مخازن متعددی در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی و رسوبی معین و مستقل به وجود آمده اند مانند حوضه زاگرس در جنوب غربی ایران.

زمین شناسی ایران:

سازند هایی که در مناطق نفتخیز جنوب حفاری می شوند به ترتیب از بالا به پایین عبارتند از:

1.سازند بختیاری

2.سازند آغاجاری

3.سازند میشان

4. سازند گچساران(شامل هفت بخش)

5. سازند آسماری

6. سازند پابده

7. سازند گورپی

8. سازند های گروه بنگستان

9. سازند کژدمی

10. سازند های گروه خامی

11. سازند گرو

12. سازند های گروه کازرون

13. سازند های گروه دهرم

 

جایگاه مهندسی حفاری در صنعت نفت:

صنعت نفت به طور کلی به سه بخش تقسیم بندی می شود:

-صنایع بالادستی: که صرفا با تولید نفت خام سروکار داشته و شامل اکتشاف نفت حفاری و استخراج بهره برداری از منابع نفت و مطالعات مخازن نفت می باشد.

-صنایع میان دستی: شامل حمل و نقل نفت خام می باشد که عمدتا به وسیله نفتکش انجام می شود.

-صنایع پایین دستی: شامل پالایش نفت خام و پخش مواد نفتی می باشد.

مهندسی حفاری و استخراج نفت جز صنایع بالادستی محسوب شده که کار طراحی حفر و تکمیل چاه های نفت و گاز را بر عهده دارد.

در ایران عملیات های مربوط به حفاری و استخراج نفت توسط شرکت ملی حفاری ایران انجام می گیرد.

 

وظایف مهندسی حفاری 

تامین اطلاعات مورد نیاز حفاری و نگهداری چاه های نفت و گاز و استخراج از آنها با رعایت اصول کامل ایمنی نیازمند مهندسی حفاری است بایستی توانایی انجام و نظارت بر عملیات حفاری در مناطق خشکی و دریایی و سایر نقاط را داشته باشد.

جهت افزایش بهره وری اقتصادی حفر و ایجاد چاه های انحرافی و افقی که در فاصله قابل ملاحظه ایی تا سایت و دکل حفاری به نفت می رسند ضروری است.به همین منظور طرح ونقشه عملیات حفاری توسط مهندسی حفاری و با مشارکت مهندسین زمین شناسی و مخزن طرح ریزی می گردد.

یک مهندس حفار مسوول تنظیم و عقد قرارداد حفاری و خدمات تکمیل چاه نفت امور اداری و نظارت و پشتیبانی بر عملیات حفاری در حین حفر و تکمیل چاه را بر عهده دارد.

به طور خلاصه وظایف مهندسی حفاری و استخراج نفت را می توان به صورت زیر تقسیم بندی نمود:

1.طراحی چاه های نفت و گاز

2.سازماندهی جهت حفاری و تکمیل چاه

3.نظارت بر عملیات حفاری و تکمیل چاه

انواع چاه ها عبارتند از:

 1.Wildcat Well

2.Delineation Well

3.Development Well

4.Infill Well

5.Injection Well

6.Diposal Well

7.Observation Well

 

در بخش مدیریت صنعتی حفار همچنین می توان به سیستم های 6 گانه حفاری اشاره داشت.هر یک از این سیستم ها عملیات خاصی را انجام می دهند و به هم مرتبط می باشند به طوریکه عدم کارکرد صحیح هر سیستم می تواند باعث توقف عملیات حفاری شود.مدیریت مهندس حفاری و استخراج نفت بر این 6 سیستم بر روند پیشرفت بعد عملیاتی  صنعت حفاری بسیار تاثیرگذار است.این شش سیستم عبارتند از:

1.Power System

2.Hoisting System

3.Rotating System

4.Circulating System

5.Controlling System

6.Monitoring  System