وجود منابع و پتانسیلهای هیدروکربوی در دریای خزر موجب شده است کشورهای حاشیه این دریا به منظور استخراج و بهره برداری از این منابع حضوری فعال داشته باشند. در این میان جمهوری اسلامی ایران نیز مانند دیگر کشورها برای بهره مندی از این منابع خدادادی و صیانت از حقوق ملی کشور، فعالیتهای اکتشافی را در آبهای عمیق دریای خزر در دستور کار قرار داده است.
اگرچه ماهیت حفاری در آبهای عمیق، فلات قاره و خشکی مشابه است، اما شرایط خاص ناشی از فاصله بیش از ۷۰۰ متری سکوی نیمه شناور امیرکبیر از بستر دریا، نصب تمامی تجهیزات سرچاهی در بستر دریا و شرایط اقلیمی متغیر دریا، حفاری در آبهای عمیق را به مراتب پیچیده تر و نیاز به بهره گیری از تجهیزات خاص و فناوریهای پیشرفته را ضروری کرده است.
سردارجنگل، نخستین تجربه اکتشاف نفت ایران در خزر
عمده فعالیتهای ایران در دریای خزر در ابتدا محدود به انجام عملیات لرزه نگاری و حفر چاههای اکتشافی در خشکی و آبهای کم عمق ساحلی بوده است.
طی چهار دهه گذشته در مجموع ۱۶حلقه چاه در خشکی و ۳ حلقه چاه در بخش کم عمق دریای خزر حفاری شده بود که یا بی نتیجه بود و یا به لحاظ اقتصادی قابلیت بهره برداری نداشت. زمانی که مجددا کارشناسان شرکت نفت خزر به مطالعه بخش عمیق دریای خزر پرداختند، با همکاری شرکتهای ایرانی و خارجی پس از عملیات لرزه نگاری در بخش عمیق آبهای خزر و انجام مطالعات اولیه، ۴۶ ساختار دارای پتانسیل هیدروکربور در این منطقه شناسایی شد و نخستین ساختاری که در آن عملیات حفاری انجام گرفت، ساختاری بود که امروز به نام «میدان سردار جنگل» نامگذاری شده است.
نخستین چاه در این ساختار به نفت رسید. ساختار سردارجنگل نخستین ساختاری است که شرکت نفت خزر در آن اقدام به حفاری کرد و صنعت نفت کشور در تاریخ ۲۰ اردیبهشت ۱۳۹۱ برای اولین بار موفق به کشف نفت در دریای خزر شد. این میدان حاوی 2 میلیارد بشکه نفت درجاست که حداقل میزان ۵۰۰ میلیون بشکه از آن مقدار قابل برداشت است.
BOP و ROV، وجوه تمایز حفاری در آبهای عمیق
وقتی صحبت از حفر چاه اکتشافی به ویژه حفاری در آبهای عمیق خزر می شود، دیگر نمی توان برای مدت عملیات حفاری زمان دقیقی تعیین کرد چراکه عملیات حفاری اولین چاه در میدان سردارجنگل تا عمق 2 هزار و 500 متری بارها با پدیده هایی همچون فوران آب نمک، فوران گاز و هرزروی کامل مواجه شد که افزایش مدت زمان حفاری را به دنبال داشت؛ این درحالی است که در خشکی، چنین مشکلاتی با این وسعت وجود ندارد.
بکارگیری ربات زیردریایی (ROV) یکی از وجوه تمایز حفاری در آبهای عمیق است. این دستگاه به عنوان چشم گروه حفاری محسوب شده و بسیاری از کارها از سوی این ربات زیردریایی انجام می شود؛ از دیگر وجوه تمایز کار در آبهای عمیق نسبت به آب کم عمق، شیرهای فوران گیر (BOP) ویژه و رایزرها هستند.
در خلیج فارس، عمق آبی که حفاری انجام می شود بین ۴۰ تا ۶۰ متر است و لوله راهنما از کف دریا تا سکوی حفاری بالا می آید و شیرهای فوران گیر و ادوات تاج چاه روی این لوله راهنما قرار می گیرد. در خشکی یا آبهای کم عمق شروع حفاری غالبا با مته ۲۶ اینچ و یا ۳۶ اینچ است و حفاری در فضایی استاتیک انجام می شود و سکوی حفاری جک آپ نیز با پایین بردن پایه های خود در کف دریا حالت ثابت و پایداری می گیرد. اما در دریای خزر یک سکوی نیمه شناور که متصل به هشت زنجیر است، کار را پیش می برد و هر لحظه در حال حرکت است و با یک موج بلند ممکن است نظم سکو به هم بریزد و عملیات در نهایت متوقف شود. وجود جریان آب، گاز و یا هیدراتهای گازی می تواند با اختلال در تعادل سکو آن را به سمت پایین بکشد و باعث غرق شدن سکو شود.
حفره راهنما، از ملزومات حفاری در آبهای عمیق
حفره راهنما یکی از ملزومات و خصوصیات حفاری در آبهای عمیق است. به منظور حفاری چاه در آبهای عمیق خزر ابتدا پس از حفر حفره های راهنما و حفاری سازند و راندن لوله های جداری مختلف ۳۰، ۲۰، ۱۳و سه هشتم، ۹و هفت هشتم و در آخر لوله ۷ اینچ (معمولا لوله جداری ۷ اینچ لوله بهره برداری نامیده می شود)، لوله ها به صورت آستری نصب می شوند؛ به عبارتی در فاصله هزار و 850 متری، پنج لوله جداری در سایزهای متفاوت درون چاه رانده و سیمان کاری می شود؛ در حالی که در مناطق عملیاتی جنوب ایران برای این متراز حداکثر سه لوله جداری بیشتر استفاده نمی شود. ساختار دریای خزر به نحوی است که جریان آب به محل حفره هجوم آورده و جهت تخلیه انرژی خود پس از فوران موجب اختلال در عملیات حفاری می شود.
شیوه حفاری در آبهای عمیق همان شیوه دورانی است که در خشکی نیز اعمال می شود ولی به دلیل شرایط خاص ناشی از عمق آب، از فناوری پیچیده تری برخوردار است. فوران آب نمک، از بستر دریا مهمترین مشکل در مراحل اولیه حفر چاه است که پس از استقرار و نصب شیر فوران گیر و برقراری ارتباط حفره اصلی و سکو توسط لوله رایزر، حفاری به صورت معمول با شرایط مربوط به آبهای عمیق ادامه می یابد.
