عنوان پایان‌نامه
مدلسازی ژئومکانیکی و بررسی پایداری دیواره چاه در یکی از میادین نفتی ایران
- رشته تحصیلی
- مهندسی حفاری و بهره برداری نفت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 136;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58968;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1309.
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- حسین دلیجه
- استاد راهنما
- علی نخعی
- چکیده
- عوامل موثر در پایداری مکانیکی دیواره‌ی چاه به دو دسته‌ی عوامل قابل کنترل ـ شامل نوع و وزن گل حفاری، شیب و جهت حفر چاه ـ و عوامل غیر قابل کنترل ـ شامل نوع سازند، تنش‌های برجا، فشار حفره‌ای و مقاومت سازند ـ تقسیم می‌شوند. هدف از مدلسازی ژئومکانیکی چاه این است که بر اساس رژیم تنش در هر نقطه و با حل کردن معادلات حاکم بر محیط پوروالاستیک اطراف چاه، حد مجاز تغییرات پارامترهای قابل کنترل تعیین شود. در این تحقیق، تحلیل مکانیکی پایداری دیواره‌ی چاه برای میدان نفتی منصوری انجام شده است. به این منظور، مدل ژئومکانیک میدان مورد نظر با استفاده از داده‌های میدانی در دسترس ساخته شده است. این مدل، پارامترهای لازم جهت به دست آوردن نمودارهای توزیع تنش و پنجره (بازه) گل ایمن را برای حفاری چاه های عمودی و افقی فراهم می‌کند. برای رسم نمودارهای توزیع تنش‌های مماسی و شعاعی در اطراف چاه، میدان تنش ایجاد شده در اثر حفر چاه با استفاده از معادلات کرش بدست آمده است. این معادلات با فرض پوروالاستیک بودن محیط و با استفاده از برنامه MATLAB حل شدند و با استفاده از پنج معیار مختلف شکست سنگ، پنجره گل ایمن برای حفاری چاه‌های عمودی و جهتی بدست آمده است. نتایج بدست آمده از معیارهای شکست مختلف نشان می‌دهند که با افزایش شیب چاه، وزن گل مورد نیاز برای پایدار نگه داشتن دیواره چاه افزایش می‌یابد و مسیر بهینه برای حفاری چاه های افقی میدان با توجه به الگوی تنش گسل نرمال و نمودارهای وزن گل بدست آمده، در جهت تنش افقی حداقل می‌باشد. در بین معیارهای شکست، معیار گریفیث حداقل وزن گل لازم برای پایداری دیواره چاه را دست بالا پیش‌بینی می¬کند در حالی که تخمین معیار دراکر ـ پراگر و موگی ـ کلمب دست پایین می¬باشد. معیارهای لید اصلاح شده و موهر ـ کلمب، مقادیر مناسب‌تری را برای حد پایین وزن گل پیشنهاد می‌کنند و استفاده از این دو معیار در تحلیل‌های پایداری دیواره چاه توصیه می‌شود.
- Abstract
- The efeective parameters in mechanical stability of wellbores are classified into two main groups, namely, controllable factors such as mud type and mud weight, inclination and azimuth of wellbore; and uncontrollable factors such as strength of formation, pore pressure and insitu stress. The goal of geomechnical modeling of a wellbore is to identify the allowable window (span) of controllable parameters based on in-situ parameters and by solving the governing equations of poroelastic region around the well. In this study, a geomechanical model for Mansoori Field in Iran is presented. This model provides necessary parameters for calculating the stress distribution and safe mud window for drilling vertical and directional wells. Kirsch equations were used to obtain the distributions of hoop and radial stresses. These equations were solved based on the poroelastic theories by MATLAB software. Consequently, safe mud weight windows for drilling vertical and directional wells with five failure criteria were calculated. The results from five failure criteria show that with increasing inclination of well, the mud weight for maintaining a stable borehole must be increased. With considering the normal stress regime in this field and results obtained from the mud weight plots, the direction of minimum horizontal stress is shown to be the optimal direction for drilling horizontal wells. Griffith criterion overestimates the minimum mud weight required for wellbore stability. Drucker-Prager and Mogi-Coulomb underestimates minimum mud weight. Modified lade criterion and Mohr-coulomb criteria seem to estimate the minimum mud weight values within a more reasonable span. Therefore, these two criteria are recommended for wellbore stability analyses
