بهینه سازی نرخ نفوذ حفاری با در نظر گرفتن ویژگی های ژئومکانیکی و پارامترهای عملیاتی حفاری در یکی از چاه های میدان های نفتی جنوب ایران

بهینه سازی نرخ نفوذ حفاری (ROP) که به عنوان یکی از عوامل موثر بر کارایی و بهره وری عملیات حفاری شناخته می شود، نقش حیاتی در موفقیت این فرایند ایفا می کند و به طور مستقیم بر کاهش زمان حفاری و هزینه های مرتبط تاثیر می گذارد. در این تحقیق که در یکی از میادین خلیج فارس انجام شد بر اساس داده های پتروفیزیکی و مکانیک سنگی، پارامترهای ژئومکانیکی در چاه موردمطالعه تخمین زده شد و علاوه برآن تغییرات فشار منفذی، تنش و شرایط پایداری چاه با مدل سازی ژئومکانیکی یک بعدی با نرم افزار ژئو لاگ ساخته شد. پس از بررسی صورت گرفته از مدل سازی ژئومکانیکی و حفاری، پارامترهای مورداستفاده جهت مدل سازی نرخ نفوذ با نرم افزار متلب مورداستفاده قرار گرفتند. مدل سازی و بهینه سازی نرخ نفوذ با دو پایگاه داده (داده های حفاری و داده های حفاری - ژئومکانیکی) صورت گرفت. در ابتدا ماتریس همبستگی بین پارامترهای ژئومکانیکی و پتروفیزیکی و نرخ نفوذ حفاری تشکیل داده شد که ۸ پارامتر در پایگاه داده حفاری-ژئومکانیکی و ۶ پارامتر در پایگاه داده حفاری کمترین مقدار RMSE را بین داده های حقیقی و پیش بینی شده ROP داشتند و از این پارامترها در مدل سازی نرخ نفوذ به دو روش MLP و RF استفاده شد که روش RF به عنوان روش نهایی مدل سازی مورد استفاده قرار گرفت. پس از مدل سازی نرخ نفوذ، برای قسمت بهینه سازی هم با توجه به ویژگی های الگوریتم های مختلف، الگوریتم MOPSO برایبهینه سازی انتخاب شد که بدین ترتیب با انجام بهینه سازی روی پارامترهای قابل کنترل، متوسط سرعت حفاری با پایگاه داده حفاری به ۱/۱۴ متر بر ساعت و با پایگاه داده حفاری-ژئومکانیکی به ۵/۱۵ متر بر ساعت خواهد رسید و زمان حفر این محدوده عمقی از چاه (۳۶۰ متر) با استفاده از پایگاه داده حفاری، ۶۵/۲ ساعت و با استفاده از پایگاه داده حفاری-ژئومکانیکی، ۹/۴ ساعت کاهش خواهد یافت که تاثیر استفاده از داده های ژئومکانیکی روی بهینه سازی پارامترهای حفاری را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

نرخ نفوذ حفاری ، پارامترهای ژئومکانیکی سنگ ، مدل سازی ژئومکانیکی یک بعدی چاه ، مدل سازی نرخ نفوذ حفاری ، بهینه سازی سرعت حفاری