泥エンジニア

泥水エンジニア（正しくは掘削流体エンジニアと呼ばれるが、多くの場合「泥水男」^{[1] [2]}と呼ばれる）は、油井またはガス井の 掘削リグで作業し、掘削流体（掘削泥とも呼ばれる）の特性が設計仕様の範囲内であることを確認する責任を負います。

泥は掘削作業に不可欠な要素です。泥は、貯留層流体の制御不能な生成を防ぐためにボーリングホール壁に静水圧をかけ、ドリルビットを潤滑および冷却し、掘削片を地表まで運び、掘削流体の侵入を防ぐためにボーリングホール壁に「フィルターケーキ」を形成し、坑井ロギングのための情報媒体を提供し、ビットのジェットから岩を破砕して掘削を助けます。これらのタスクを効果的に実行するために、泥には化学的およびレオロジー的特性を制御するために慎重に選択された添加剤が含まれています。

掘削泥水は通常、せん断減粘性 の非ニュートン流体で、粘度が変化する。ビットへのパイプやビットノズルを通る際など、せん断力が強い場合、粘度は低くなり、ポンプ動力の要件が軽減される。より広い環状部を通って地表に戻る際、せん断応力が小さくなり、粘度が増すため、岩石切削片をよりよく運ぶことができる。ベントナイトは、粘度を制御および維持するための添加剤として一般的に使用され、掘削孔壁に泥ケーキ（フィルターケーキとも呼ばれる）を形成して流体の侵入を防ぐという追加の利点もある。^[3]

重晶石は、坑井内の適切な静水圧を維持するために泥を「重くする」ためによく使用されます。これは、掘削作業において、制御されていない地層流体の生成によるキックと最終的には噴出を回避するために重要です。表面の「泥ピット」のレベルは注意深く監視されています。泥のレベルが上昇するとキックが発生していることが示され、地層流体またはガスのさらなる生成を防ぐために井戸を閉鎖し、より重い掘削泥を循環させる必要がある場合があります。

掘削流体は、掘削する地層と化学的に適合する必要があります。塩分濃度は、粘土の膨張やその他の問題を引き起こさないように選択する必要があります。泥は「油性」または「水性」です。多くの地域では、油性泥は環境に優しくないため段階的に廃止されていますが、一部の地層では化学的適合性の問題から油性泥が必要です。沖合掘削装置では通常、合成油性泥が使用されます。

泥水技師（または掘削流体技師）は、大学、短大、または技術研究所の卒業生で、掘削装置での作業経験を積んでいる場合があります。^[4]陸上では、この経験はデリックの作業員から得られ、海上では、ポンプマンから得られます。彼は、独立して働く前に、「泥水学校」と呼ばれる特別なトレーニングコースを受講し、経験を積むために上級の泥水技師と一緒に働く時間を取ることがよくあります。

1940年代半ばまでは、掘削工は掘削泥を扱っていたが、複雑さが増すにつれて専門化が進み、地質学者と重複する部分が増えていった。^[1]

井戸を掘る前に、想定される地質に応じて「泥プログラム」が策定されます。このプログラムでは、使用する製品、製品の濃度、さまざまな深さでの流体の仕様がすべて事前に決定されます。穴を掘って深くなるにつれて、より多くの泥が必要になります。泥エンジニアは、追加する新しい泥が必要な仕様を満たしていることを確認する責任があります。泥の化学組成は、穴を安定させるように設計されます。特定の地下層を掘削するために、泥を完全に変更する必要がある場合もあります。

掘削が進むにつれ、泥水技師は泥水ロガー（泥水ロギング技術者）などの他のサービス提供者から地質帯の進行状況に関する情報を入手し、掘削泥水の物理的および化学的検査を定期的に行います。特に、マーシュファンネルの 粘度と密度は頻繁に検査されます。掘削が進むにつれ、掘削されている岩の小さな粒子が泥水に蓄積する傾向があり、その特性が変わります。これらの変化を修正するための添加剤を指定したり、必要に応じて泥水の一部または全部を交換したりするのが泥水技師の仕事です。また、泥水を汲み上げたり粒子を除去したりするために使用される機器にも目を光らせ、地質学者の予測が完全に正しくない場合やその他の問題が発生した場合に備えておく必要があります。

場合によっては、泥システムを通じてセメントをポンプで送り込み、特定の深さでボーリングホールの壁を安定させる必要があり、泥エンジニアがこのプロセスを担当することもあります。

泥土エンジニアは、泥土供給会社から、既知の問題とその解決策をすべて扱ったコンピュータ支援とマニュアルによる十分なサポートを受けていますが、ミスが大きな損失につながる可能性がある状況でそれを正しく行うのは、エンジニアの責任です。

泥エンジニアの仕事には、1 日 12 時間を超える長時間シフトが含まれる場合があります。典型的なオフショアおよび海外での勤務スケジュールは、4 週間勤務、4 週間休暇です。

泥の最も重要な特性の 1 つは、泥の重量 (密度) です。泥の重量が地層の破壊圧力を超えると、地層が破壊され、大量の泥が失われることがあります。これは、循環喪失と呼ばれる状態です。これらの亀裂により、水が井戸の穴や炭化水素含有ゾーンに浸透する可能性があり、地層の石油生産能力が阻害される可能性があります (または、大量の水を分離する必要があります)。

逆に、泥の重量が低すぎると、地層圧力よりも低い静水圧になります。これにより、地層内の加圧された流体が坑井に流れ込み、地表に出てきます。これは地層の「キック」と呼ばれ、侵入した流体が制御されずに地表に達すると、 致命的な噴出につながる可能性があります。

維持すべきその他の重要な泥の特性は、掘削切削物を地表まで運ぶ泥の運搬能力を決定する YP (降伏点) です。泥は、掘削孔の壁のライニングを形成する薄い「泥ケーキ」を形成できる必要があります。

掘削液の作業はサービス会社に委託されることが多く、これは石油産業のほとんどの作業でよく見られる傾向です。泥水サービスの最大手 4 社は、MI SWACO ( Schlumberger の子会社)、Baroid Drilling Fluids ( Halliburton Oilfield Services)、Baker Hughes Drilling Fluids、Weatherford International Drilling Fluids and Drilling Waste Management です。ただし、掘削液サービスを提供する小規模な会社も多数あります。独立した会社は、地域に密着した知識、質の高いサービス、泥水製品を提供できます。ANA Industries Limited は、現在西アフリカ最大の独立系掘削液会社でもあります。