تحلیل میدان تنش و تعیین پنجره ایمن گل حفاری در چاه نفت

تحلیل پایداری چاه یکی از مهمترین مسائل در عملیات حفاری در چاه های نفتی بوده و عدم توجه به آن و ناپایداری، ممکن است باعث مشکلات متعددی در مراحل مختلف حفاری، تکمیل و یا زمان تولید و بهره برداری در چاه شود. از جمله مشکلات ناشی از پایداری دیواره چاه میتوان به فوران چاه، گیر کردن لوله های حفاری و از دست رفتن بخشی و یا کل چاه اشاره کرد که در نهایت منجر به افزایش زمان و هزینه حفاری، خواهند شد. به طور کلی عوامل ناپایداری دیواره چاه به دو دسته عوامل مکانیکی و شیمیایی تقسیم می شوند، ولی آنچه که در واقعیت رخ میدهد ترکیبی از هر دو میبا شد. از جمله این عوامل میتوان به تنشهای برجا موجود در ناحیه و چگونگی توزیع آنها، خواص مقاومتی و شیمیایی سنگها، فشار منفذی، وزن سیال حفاری و خواص شیمیایی سیال حفاری اشاره کرد. بسیاری از این عوامل خارج از کنترل بشر بوده و از جمله عوامل قابل کنترل میتوان به وزن، خصو صیات گل حفاری و مسیر حفاری ا شاره کرد که میتوان با کنترل این پارامترها، شرایط بهینه برای حفاری ایمن را فراهم کرد. بنابراین تعیین گل حفاری مناسب برای جلوگیری از فوران چاه، هرزروی چاه و انتخاب وزن گل حفاری به خصوص در حفاری فروتعادلی جهت افزایش نرخ سرعت حفاری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار میباشد. در این تحقیق تحلیل پایداری و مدلسازی چاه نفت با استفاده از روش تفاضل محدود و از نرم افزار FLAC۳D استفاده شده ا ست. در این تحلیل به منظور تعیین فشار ریز شی دیواره چاه،ابتدا فشاری برابر فشار سازند در نظر گرفته شد که به مرور میزان فشار کاهش یافته تا زمانی که دیواره چاه در آستانه شکست بر شی قرار گیرد که این مقدار به عنوان حد پایین پنجره گل تعیین شد. همچنین برای تعیین حد بالای پنجره گل نیز فشاری برابر با فشار سازند تعیین شد که به مرور میزان فشار افزایش یافته تا دیواره چاه در آ ستانه شکست کششی قرار گرفت که این مقدار فشار، به عنوان حد بالای پنجره گل در نظر گرفته شد. در طراحیها یک مقطع از چاه مورد نظر جهت محاسبه پنجره گل ایمن در نظر گرفته شده است که حد بالا و پایین پنجره به ترتیب شامل ۴۰ MPa و ۱۰ MPa بدست آمد.

کلیدواژه ها:

پایداری دیواره چاه ، پنجره ایمن گل حفاری ، مدل ژئومکانیک ، تنشهای برجا ، FLAC۳D