انتخاب مته مناسب در گذشته و قبل از توليد مته هايي با طراحي هاي جديد و ابتكاري و بهبود طراحي مته‌هاي پيشين، روندي نسبتاً ساده بود. هر چند تنوع مته‌ها در حال حاضر بسيار بيشتر شده و روند انتخاب مته بهينه پيچيده‌تر گرديده با اين حال ميتوان از برخي دستورالعملها براي انتخاب مته مناسب استفاده نمود.
انتخاب مته مناسب براي شرايط حفاري خاص، نيازمند ارزيابي عوامل موثر متعدد مي باشد. البته اگر تمامي پارامترهايي كه در انتخاب مته تاثير گذارند مورد بررسي قرار گيرند، انتخاب مته بسيار پيچيده خواهد شد. بنابراين هر يك از روشهاي انتخاب مته تنها پارامترهاي محدودي را مورد ارزيابي قرار ميدهند.
تا همين اواخر انتخاب مناسب ترين مته از طريق آزمون و خطا صورت مي‌گرفت، بنابراين انتخاب مته نامناسب گاه باعث صرف هزينه هاي بسيار مي شد. اما در سالهاي اخير محققين سعي كردند با استفاده از روشهايي كه توانايي پيش بيني رفتار سازند را كه در روشهاي پيشين انتخاب مته ناديده گرفته مي شد به كار گيرند و با شبيه سازي فرآيند حفاري، هزينه هاي حفاري را كاهش دهند. به اين ترتيب پارامترهاي ژئومكانيكي و مفاهيمي همچون قابليت حفاري سازند وارد فرآيند انتخاب مته بهينه شدند. در ادامه اي پيشرفتها نرم افزارها و پس از آنها برنامه هاي هوشمند كامپيوتري براي انتخاب مته به كار گرفته شدند.
برخي از مواردي كه به وسيله بسياري از مهندسين حفاري در انتخاب مته مورد توجه قرار مي گيرند عبارتند از:
-جداول طبقه بندی ليستي تقريبي از انواع مته هاي قابل استفاده در سازندهيا با سختي مشخص را ارائه مي دهند.
-نوع و مشخصات مته اي كه به طور اوليه انتخاب شده است بايستي براساس قيمت مته مورد ارزيابي قرار گيرد. قيمت مته حفاري نبايستي از هزينه روزنه دكل حفاري بيشترباشد.
-مته هاي مخروطي سه كاجه، مته هايي با بيشترين قابليت تطبيق بوده و انتخاب اوليه مناسبي براي قسمت هاي سطحي چاه مي باشند.
-مته هاي الماسه در سازندهاي غير شكننده كه داراي شكست پلاستيك مي باشند و يا در قسمت هاي تحتاني چاه هاي عميق، جايي كه به علت هزينه بالاي تعويض مته، مته اي با عمر بالا مورد نظر مي باشد و يا در چاههاي با قطر كم، كه سادگي طراحي مته هاي الماسه در آنها مورد توجه قرار مي‌گيرد، بهترين كاركرد را دارا مي باشند.
-مته های پی دی سی بهترين اجرا در مقاطع پيوسته كربناته يا تبخيري كه داراي ميانه لايه هاي شيل و ديگر انواع سنگهاي ترد نمي باشند، ارائه مي دهند.
– مته های پی دی سی نبايستي در سازندهاي چسبنده، كه داراي تمايل زياد به چسبيدن به برنامه‌هاي مته مي باشند، مورد استفاده قرار گيرند.
– تا زماني كه انتخاب مته عمدتا براساس آزمون و خطا صورت گيرد، بايستي ارزيابي دقيق فرسودگي مته، پس از بيرون كشيده شدن از چاه، صورت گيرد.
– عوامل اصلي كه امروزه در ارزيابي مته مورد بررسي قرار مي‌گيرند عبارتند از:
. سختي و سايندگي سازند
. نوع سيال حفاری
. شرايط جهت گيري چاه
. سيستم دوران
. مغزه گيری
.اندازه مته
.فرسودگی مته
.رکورد مته های استفاده نشده
در اين فصل روشهاي عمده انتخاب مته كه داراي مقبوليت و كاربرد بيشتري مي باشند معرفي شده و مورد بررسي قرار مي‌گيرند. اين روشها شامل روش هزينه حفاري، روش انرژي ويژه و روشهاي انتخاب مته براساس خواص زمين شناسي و ژئومكانيكي سازند (قابليت حفاري) مي باشند.
: روش هزينه حفاري
در بيشتر مواقع، كاهش هزينه هاي چاه همراه با افزايش نرخ نفوذ است. اما با توجه به شرايط كنوني بازار مجريان و پيمانكاراني موفق ترند كه تا حد امكان اقتصادي‌تر عمل كنند. در سالهاي اخير هزينه دكل حفاري رو به كاهش بوده است اما قيمت مته ثابت باقي مانده يا افزايش يافته است. بنابراين پارامترهاي حفاري نبايستي فقط براساس افزايش نرخ نفوذ، تعيين شوند در عوض تصميم گيريها بايد بر روي كاهش هزينه حفاري واحد طول در ح فاري بازه مورد نظر، متمركز شود.
رابطه هزينه حفاري واحد طول:
بيشترين و معمول ترين كاربرد هزينه حفاري، ارزيابي كارآيي مته رانده شده است. هزينه حفاري بازه حفر شده از يك چاه، در يك راندن مته، مجموع قيمت مته، هزينه تعويض مته و هزينه عملياتي دكل حفاري براي زمان مورد نياز براي حفاري آن بازه مي باشد. اگر هزينه راندن مته بر طول حفاري شده تقسيم شود، هزينه حفاري واحد طول بازه حفاري شده به دست مي‌آيد. هزينه حفاري واحد طول يك مته معين، در صورت انتخاب صحيح وزن روي مته و سرعت دوران، حداقل خواهد بود.
هزينه تجمعي حفاري واحد طول:
براي ارزيابي كاركرد مته در حين حفاري، هزينه تجمعي حفاري واحد طول محاسبه مي شود. اين مقدار با استفاده از رابطه (2-1) و با جايگزيني مقادير تجمعي زمان دوران و عمق (به جاي طول بازه حفاري شده) بدست مي‌آيد.
: روش انرژي ويژه
اهميت انتخاب صحيح مته به دليل هزينه بسيار زياد حفاري چاههاي نفت و گاز و امكان كاهش اين هزينه به كمك انتخاب صحيح مته،به شدت افزايش يافته است. معيار رايج كنوني براي انتخاب مته ارزيابي ركورد مته هاي قبلي و هزينه حفاري واحد طول، براساس اطلاعات چاه هاي حفر شده قبلي است. ارزيابي ركورد مته هاي قبلي، يعني ارزيابي نرخ نفوذ و زمان حفاري توسط مته به دليل اينكه ممكن است مته ها سنگهايي با مقاومتهاي متفاوتي را حفاري كرده باشند و يا داراي پارامترهاي عملياتي مختلفي باشند به سادگي توليد نتايج قابل مقايسه بين مته هاي مختلف نمي كند.
انرژي ويژه در حفاري سنگ:
مفهوم انرژي ويژه در حفاري سنگ اولين بار توسط تيله (1965) به عنوان شاخصي براي اندازه گيري كارآيي مكانيكي كارهاي انجام شده بر روي سنگ پيشنهاد داده شد. انرژي ويژه به عنوان انرژي مورد نياز براي حفر واحد حجم سنگ معرفي مي‌شود. اين مفهوم تاكنون به طور بسيار گسترده در مطالعات كارهاي انجام شده بر روي سنگ، هم به عنوان شاخص كارآيي و هم به عنوان مقياس قابليت حفاري، مورد استفاده قرار گرفته است. براي حفاري حجم مشخصي از سنگ يك حداقل انرژي كه به طور تئوري قابل محاسبه است، مورد نياز مي باشد. اين مقدار كاملا وابسته به طبيعت و ويژگيهاي سنگ مي باشد.
شاخص كارآيي:
نقش اصلي انرژي ويژه ، استفاده از آن به عنوان شاخص كارآيي حفاري سنگ مي باشد. اگر انرژي ويژه به درستي مورد استفاده قرار گيرد. ميتواند ارزيابي درستي از روند حفاري مته ارائه دهد. به منظور استفاده از اين روش، تعريف انرژي ويژه كه انرژي مورد نياز براي كندن حجم واحد سنگ است بايد مورد توجه قرار گيرد.
انتخاب مته براساس انرژي ويژه حفاري:
در صورتي كه انرژي ويژه به طور صحيح در بررسي كاركرد مته استفاده شود، ميتواند به عنوان ابزاري مناسب در انتخاب مته مورد استفاده قرار گيرد. حفاري بهينه با مقدار پايين انرژي ويژه شناخته مي شود.
روش قابليت حفاري:
يكي از ساده ترين روشهاي انتخاب مته، براساس كاركرد مته هاي استفاده شده در همان ميدان يا منطقه است اما ركورد مته هاي فقط كاركرد مته را در يك بازه حفاري نشان مي دهند و نشان دهنده اينكه مته در چه شرايطي حفاري كرده است و يا اطلاعات سنگ شناسي و يا پارامترهاي مقاومتي سازند چه بوده است،نمي باشند. از سوي ديگر معتبرترين معيار براي مقايسه كاركرد مته‌هاي مختلف، هزينه حفاري واحد طول مي باشد.
تعيين پرامترهاي ژئومكانيكي سازند:
اولين مرحله در تعيين قابليت حفاري، محاسبه پارامترهاي ژئومكانيكي سازند مي‌باشد اما روشهاي محدودي براي اندازه گيري و يا محاسبه خواص مكانيكي بر جاي سنگ وجود دارد . معمول ترين اين روشها، انجام آزمايشهاي مكانيك سنگي بر روي مغزه حفاري و يا محاسبه خواص مكانيكي سنگ از داده هاي چاه نمودارها مي باشد.
