تحلیل پایداری چاه قائم با استفاده از مفهوم ناحیه پلاستیک و معیارهای گسیختگی مختلف در یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معدن، دانشگاه یزد

2 هیئت علمی دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه یزد

3 استادیار پژوهشگاه صنعت نفت

4 پژوهشگاه صنعت نفت

چکیده

عملیات حفاری به دلیل حذف حجمی از سنگهای متحمل تنش و تحمل آن توسط مابقی سنگ‏های محیط، باعث توزیع مجدد و تمرکز تنش در دیواره چاه میشود. درصورتی‌که میدان تنش القایی ایجاد شده در دیواره چاه از مقاومت برشی سنگ‏های پیرامون آن تجاوز کند، به ترتیب وقوع گسیختگیهای برشی و به دنبال آن تشکیل یک ناحیه پلاستیک را در اطراف دیواره چاه به دنبال خواهد داشت. از این رو درک صحیحی از وضعیت ناحیه پلاستیک پیرامون دیواره چاه میتواند منجر به شناخت دقیق از رفتار محیط پیرامون چاه گردد، تا بتوان بر اساس آن تدابیر لازم نظیر پیشنهاد پنجره ایمن گل و راستای بهینه حفاری را به منظور مقابله با مشکلات ناشی از ناپایداری چاه در دستور کار قرار داد. علاوه براین میبایست اذعان نمود که بررسی پایداری چاه بر پایه تعیین فشار بحرانی تنها نشان دهنده پتانسیل وقوع شکست در اطراف دیواره چاه است. از این رو پیش‌بینی‌های انجام شده از تطابق خوبی با واقعیت برخوردار نخواهد بود. در این تحقیق نیز با استفاده از یک تحلیل الاستوپلاستیک و تلفیق آن با سه معیار گسیختگی موهر-کولمب، موگی-کولمب و لید اصلاح شده، میزان گسترش ناحیه پلاستیک در پیرامون دیواره چاه قائمی با فشار گل معین در یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران ارزیابی شد؛ و به دنبال آن وضعیت پایداری چاه مذکور مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت پس از تحلیلهای انجام شده، مطابق معیارهای گسیختگی موگی-کولمب و لید اصلاح شده عدم وجود ناحیه پلاستیک در اطراف دیواره چاه پیش­بینی شد که با دادههای حاصل از لاگ FMI مطابقت خوبی داشت. از طرفی عدم تطابق نتایج حاصل از معیار موهر کولمب با  دو معیار دیگر نیز میتواند ناشی از نادیده گرفتن اثر تنش اصلی حد واسط در آن باشد. 

کلیدواژه‌ها


Erling Fjaer, R.M. Holt, A.M. Raaen, R. Risnes, P. Horsrud. 2008. Petroleum Related Rock Mechanics. Elsevier.
Aadnoy, Bernt Sigve, and Eirik Kaarstad. 2010. “History Model For Sand Production During Depletion.” In SPE EUROPEC/EAGE Annual Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers.
Al-Ajmi, AM, RW Zimmerman. 2005. “Relation between the Mogi and the Coulomb Failure Criteria.” Journal of Rock Mechanics and Mining.
Al-Ajmi, Adel M., and Robert W. Zimmerman. 2009. “A New Well Path Optimization Model for Increased Mechanical Borehole Stability.” Journal of Petroleum Science and Engineering 69(1–2): 53–62.
Bradley, W. B. 1979. “Failure of Inclined Boreholes.” Journal of Energy Resources Technology 101(4): 232.
Chabook, Mohammad, Adel Al-Ajmi, and Valery Isaev. 2015. “The Role of Rock Strength Criteria in Wellbore Stability and Trajectory Optimization.” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 80(80): 373–78.
Detournay, E., and A.H-D. Cheng. 1988. “Poroelastic Response of a Borehole in a Non-Hydrostatic Stress Field.” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts 25(3): 171–82.
Ewy, Russell T. 1998. “Wellbore Stability Predictions Using a Modified Lade Criterion.” In SPE/ISRM Rock Mechanics in Petroleum Engineering, Society of Petroleum Engineers.
Goodman, RE. 1989. Introduction to Rock Mechanics. New York: Wiley.
Heidarian, Mohamad, Hossein Jalalifar, Mahin Schaffie, and Saeed Jafari. 2014. “New Analytical Model for Predicting the Unstable Zone Around the Borehole.” SPE Journal 19(06): 1177–83.
Li, Qian, and Zhiqiang Tang. 2016. “Optimization of Wellbore Trajectory Using the Initial Collapse Volume.” Journal of Natural Gas Science and Engineering 29: 80–88.
Mark D. Zoback. 2010. Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press.
Moos, D., C.A. Barton, and S. Willson. 2007. “Impact of Rock Properties On the Relationship Between Wellbore Breakout Width And Depth.
Smart, E.G.D., J.M. Somerville, and K.J. MacGregor. 1991. “The Prediction of Yield Zone Development Around a Borehole And Its Effect On Drilling And Production.
Zhang, Weidong et al. 2015. “Analysis of Borehole Collapse and Fracture Initiation Positions and Drilling Trajectory Optimization.” Journal of Petroleum Science and Engineering.