تحليل پايداري ديواره چاه در زمان حفاري با استفاده از مدل ژئومکانيکي و نرم افزار FLAC3D در مخزن آسماري ميدان نفتي اهواز
محورهای موضوعی :
محمد میرانی
1
(دانشگاه امیدیه)
کلید واژه: تحليل پايداري گسيختگي برشي شکستگي کششي حرکت پلاستيک تنش هاي برجا,
چکیده مقاله :
چکيده مخازن نفتي، يکي از مهمترين منابع توليد انرژي به شمار مي آيند که به دليل داشتن شرايط ويژه مکانيک سنگي، قابليت حفظ و نگهداري سيالات هيدروکربني را دارند. از آنجاکه مهمترين عامل جهت دسترسي به اين مخازن نفتي و آگاهي از شرايط زمين در اعماق بيشتر حفر چاه مي باشد، لذا يکي از مهمترين فرآيندهايي که در طول زمان بهره برداري از مخزن نفتي، بايستي بدان توجه ويژه اي نمود، پيش بيني و طراحي دقيق پايداري ديواره چاه نفتي و داشتن اطالاعات کافي از وضعيت تنش هاي برجا منطقه در زمان حفاري چاه هاي نفتي مي باشد. عدم تجزيه و تحليل دقيق پايداري چاه مي تواند مشکلات بسياري مانند ريزش چاه، شکست، مچالگي لوله جداري،گيرکردن لوله ها و مته حفاري را بوجود آورد. در اين تحقيق پايداري يک چاه نفتي، در سازند آسماري واقع در ميدان نفتي اهواز با استفاده از نرم افزار عددي FLAC3D و اطلاعات بدست آمده از نمودار هاي چاه پيمايي در دو بخش مورد ارزيابي و تحليل قرار گرفته و نتايج آن ارائه شده است. فشار و وزن گل حفاري در آغاز حرکت پلاستيک ديواره چاه و همچنين آغاز گسيختگي برشي در ديواره چاه نيز بدست آمده است. فشار و وزن گل حفاري در آغاز حرکت پلاستيک ديواره چاه و همچنين آغاز گسيختگي برشي در ديواره چاه، براي 7.5 متر از سازند که ليتولوژي آن عمدتا شامل آهک مارني و ماسه سنگ بوده، و نيز براي 6متر از سازند که داراي خصوصيت آهک سخت مي باشد،بدست آمده است. همچنين تحليل پايداري چاه در امتداد قائم، تنش افقي حداقل و تنش افقي حداکثر انجام شده است. آغاز حرکت پلاستيک و گسيختگي برشي در ديواره چاه در بخش اول به ترتيب در فشار گل هاي33 و4/26 مگاپاسکال و در بخش دوم در فشار گل هاي 45 و 30 مگاپاسکال اتفاق مي افتد. نتايج نشان مي دهد شکست کششي در امتداد تنش افقي حداکثر و گسيختگي برشي در امتداد تنش افقي حداقل مي باشند. همچنين نتايج تحليل به دليل پايين بودن خصوصيات مکانيک سنگي لايه ماسه سنگي حاکي از بيشترين ميزان جابجايي و ريزش، و کوچک بودن محدوده اي ايمن گل حفاري در اين لايه مي باشند.
Abstract Oil reservoirs are one of the important sources of energy due to which is caused by specific rock mechanical properties, the ability to maintain hydrocarbon fluids. One of the major problems that are occurred during drilling a well is instability of the wellbore. In order to prevent this difficulty its need to predict stability of the rocks by using geomechanical properties and in-situ stresses. A lack of accurate wellbore stability analysis brings many problems such as borehole washout, breakout, collapse, stuck pipes and drill bits. In the present research work the stability of an oil well located in Asmari reservoir of Ahwaz oil field was stimulated by using numerical software FLAC3D and information obtained from well log curves were evaluated and analyzed in two parts and the results were presented. Mud pressure and mud weight in outset of wellbore plastic flow and also outset of shear failure in wellbore were obtained for 7.5 meter of formation which mainly consists of limestone, marl. Well stability analysis was performed in vertical direction, minimum horizontal stress and maximum horizontal stress. Due to plastic movement and shear failure in wellbore, in first stage the mud pressure occurred is 33 and 26.4 Mpa and the second stage it reaches to 45 and 30 Mpa, respectively.It indicates that tensile failure is in direction of maximum horizontal stress and shear failure in direction of minimum horizontal stress. Subsequently, the result shows that the analysis due to the low mechanical properties of the sandstone layer indicates the maximum amount of displacement and loss. The safe mud window is small in this layer.