انجمن ژئومکانیک نفت ایران نشریه ژئومکانیک و ژئوانرژی 2538-4651 2 2 2019 02 20 An investigation of the effects of casing erosion and cement elastic modulus on the casing collapse phenomenon: a case study on an oil field in southwest Iran بررسی تاثیر فرسایش لوله جداری و ضریب الاستیسیته سیمان در پدیده مچالگی یکی از میادین جنوب غربی ایران 15 29 84093 10.22107/jpg.2019.135999.1063 FA سجاد حق شناس لاری دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران سعید شاد دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران علیرضا زنگنه وار شرکت مهندسی و خدمات چاه پیمایی مهران، تهران Journal Article 2018 06 14 Casing collapse phenome during the production of boreholes drilled in high-pressurized reservoirs are a common challenge that the petroleum industry is facing universally. Such a problem has been observed 21 times in the boreholes drilled at one of the high-pressurized fields in Southwest Iran whose 56-production-well consequently reduced to 38 (by losing 18 producers due to the casing failure). Based on the studies conducted on the collapse phenomenon different factors contribute to the occurrence of such a problem. The important factors have been reviewed, analysed, and reported in the literature are:<br /> The stresses applied due to point-load on the wellbore and the casing by geomechanical and tectonic effects<br /> Casing erosion <br /> The presence of void spaces between the casing and the wellbore wall<br /> Casing type and quality <br /> Cement type and quality<br /> Pore pressure (related to Geomechanical effect?)<br /> The quality of cementing bondage<br />In the present study, taking advantage of ABAQUS, the efforts have been put to analyse and study the effects of the casing erosion and cement elastic modulus on the stress distribution around the borehole by simulating formation-cement-casing system considering in-situ stress. The cement displacement and the consequent stress tensor applied on the casing have been investigated. The numerical studies have been conducted in two cases considering the cement elastic modulus higher and lower than the formation elastic modulus. The results showed that the point-erosion of the casing has a stronger effect than that of the cement elastic modulus on the stress distribution around the borehole and the displacement of the surrounding cement. مچالگی یا دوپهلو شدن لوله جداری در هنگام تولید از میادین پرفشار، به امری رایج در صنعت نفت ایران و جهان تبدیل گشته به‌گونه‌ای که طبق مطالعات و گزارش‌های شرکت مناطق نفت‌خیز جنوب از تعداد 56 حلقه چاه حفر شده در یکی از میادین پرفشار جنوب غربی ایران، 21 مورد این پدیده اتفاق افتاده که در 18 مورد از آن‌ها (32 درصد کلی) چاه از دست رفته است. طبق مطالعات انجام‌شده، عوامل مختلفی بر مچالگی لوله جداری نقش دارند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به اعمال تنش‌های نقطه‌ای به چاه و لوله‌های جداری براثر عوامل تکتونیکی و ژئومکانیکی، خوردگی، وجود فضای خالی پشت لوله‌های جداری، جنس و کیفیت لوله جداری، جنس و نوع سیمان مورد استفاده، فشار منفذی، کیفیت سیمان شدگی و ... اشاره کرد.  <br />در این مقاله، قصد بررسی میزان تأثیر فرسایش لوله جداری و نیز ضریب الاستیسیته سیمان اطراف آن بر توزیع تنش‌های اطراف چاه، با شبیه‌سازی سیستم سازند – سیمان – جداری با نرم‌افزار شبیه‌ساز آباکوس تحت اعمال تنش­ها و شرایط منطقه‌ای میدان مدنظر را داریم. پس ‌ از آن میزان تأثیر این عوامل را بر جابه‌جایی سیمان اطراف چاه و تنش اعمال شده به لوله جداری را بررسی خواهیم کرد. شبیه‌سازی‌های این پژوهش نشان می‌دهد میزان تأثیر فرسایش نقطه‌ای لوله جداری تأثیر بسزایی در توزیع استرس‌های نواحی اطراف چاه و جابه‌جایی‌های سیمان اطراف لوله جداری دارد در حالی که ضریب الاستیسیته سیمان نسبت به فرسایش لوله تأثیر کمتری بر نتایج داشت که در دو حالت ضریب الاستیسیته سیمان زیرِ ضریب الاستیسیته سازند و بالای آن قابل بررسی است. http://www.irpga-journal.ir/article_84093_3019c8a26ce116e09d0f9db49770a6f9.pdf