refinaryrig
افراد میهمان مجاز به دانلود فایل نمی باشند. اگر حساب کاربری دارید وارد شوید و مجدد تلاش کنید. در غیر این صورت ثبت نام کنید.
انصراف

پایداری دیواره چاه نفتی


۱ ۲۷۳ ۰ ۱۴۰۰/۱۰/۳۰ ۰۷:۴۰

 

دانشگاه:صنعتی  سهند

واحد:تبریز

دانشکده فنی مهندسی  

گرایش:حفاری

عنوان:پایداری دیواره چاه نفتی 

استاد راهنما:دکتر اقبال صحرایی

نگارنده:مجید زیودار 

شهریور1397

 

چکیده

ناپایداری دیواره چاه یکی از مشکلات اساسی درعملیات حفاری چاههاینفت و گاز است. با توجه به این که حفر چاه با شیب و آزیموت های متفاوتانجام میگیرد و از میان لایه های با خواص متفاوت میگذرد، از این روفرآیند حفاری پیچیده و دارای ریسک بالا می باشد و لذا تحلیل و پیشبینی ناپایداری چاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ناپایداری دیوارهچاه به سیستم تنش تکتونیکی مرتبط است و بر اساس اینکه در ناحیه موردمطالعه تنش های برجای غالب از نوع نرمال، فشارشی و یا امتدادلغزباشد مسیر بهینه حفر چاه تعیین خواهد شد. راستای تنش های برجانشانگر وضعیت کنونی میدان تنش می باشد. نرم افزار Stabview یک نرمافزار بسیار قدرتمند برای آنالیز نقشه چاه می باشد که توسط شرکتWeatherford طراحی شده است.مدلهای ارائه شده توسط این نرم افزار،بهینه ترین آزیموت و شیب، برای حفاریهای جهتدار، به مهندسین حفارارائه میدهد، تا دیواره چاه دارای کمترین میزان شکست باشد. با توجه بهاین که مقاومت سنگ در برگیرنده چاه غیر قابل کنترل است تنها عامل قابلکنترل در پایدارسازی دیواره چاه های باز، فشار گل حفاری است. با توجهبه معیارهای گسیختگی برشی و کششی به دست آمده می توان بازه ای ازوزن گل حفاری را تعریف کرد که در این بازه دیواره چاه پایدار است. درنتیجه می توان تغییرات فشار گل حفاری نسبت به زاویه انحراف از قائمرا در یک نمودار رسم کرد.

 

کلید واژه

حفاری، پایداری چاه، اصطکاک، ریزش.

 

مقدمه

ﺑﺎ وﺟﻮد اﻳﻨﻜﻪ ﺗﻼش ﻫﺎی ﮔﺴﺘﺮده در ﻃﻮل ﺳﺎل ﻫﺎی ﮔﺬﺷﺘﻪ ﭘﻲ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪهاﺳﺖ، ﻣﺸﻜﻼت ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎﻫﻬﺎ در ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﻔﺎری ﻫﻤﭽﻨﺎن اداﻣﻪ دارد. ازﻋﻼﺋﻢ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری دﻳﻮاره در ﺣﻴﻦ ﺣﻔﺎری ﭘﻮﺳﺘﻪ ﭘﻮﺳﺘﻪ ﺷﺪن دﻳﻮاره، ﮔﺸﺎدﺷﺪﮔﻲﻏﻴﺮﻃﺒﻴﻌﻲ ﭼﺎه ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺷﻜﺴﺖ دﻳﻮاره ﻫﺎ، ﻛﻮﭼﻚ ﺷﺪن ﻗﻄﺮ ﭼﺎه ﺑﻪ دﻟﻴﻞ وﺟﻮدﺟﺮﻳﺎن ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ،ﻛﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﻔﺎری، اﻳﺠﺎد ﺷﻜﺎف، رﻳﺰش دﻳﻮارة ﭼﺎه و ﻏﻴﺮهاﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﮔﻴﺮ ﻛﺮدن ﻟﻮﻟﺔ ﺣﻔﺎری، اﻳﺠﺎد اﺷﻜﺎل در اﻧﺘﻘﺎل ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ،ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ ﮔﺸﺘﺎور و ﻧﻴﺮوی ﻛﺸﺶ، اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺸﺎر ﮔﺮدش ﺳﻴﺎل ﺣﻔﺎری، ﺷﻜﺴﺖرﺷﺘﺔ ﺣﻔﺎری،ﻛﺎﻫﺶ ﻛﻴﻔﻴﺖ ﻧﻤﻮدارﮔﻴﺮی و ﺳﻴﻤﺎن ﻛﺎری، اﺑﺰار ﻣﺎﻧﺪه ﻳﺎﺑﻲ،ﻛﻨﺎرﮔﺬرزدن (ﺣﻔﺎری اﻧﺤﺮاﻓﻲ) و ﻋﻤﻠﻴﺎت اﻓﺰاﻳﺶ ﻗﻄﺮ ﭼﺎه ﻣﻨﺠﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻳﻚﻧﻮع دﻳﮕﺮ از ﻣﺸﻜﻼت ﭘﺎﻳﺪاری، ﻫﺮز روی ﮔﻞ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻧﺎﺷﻲ از ﺷﻜﺎﻓﺪارﺑﻮدن دﻳﻮاره اﺳﺖ. ﻋﻠﻲ رﻏﻢ اﻳﻨﻜﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻋﻤﻠﻴﺎت ﻳﺎ ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﻮاد درزﮔﻴﺮﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻛﻨﺘﺮل ﺣﺠﻤﻲ را ﺑﺮﮔﺮداﻧﺪ، اﻣﺎ ﻣﺜﺎل ﻫﺎﻳﻲ وﺟﻮد دارد ﻛﻪ ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮاﻓﺖ ﺳﻴﺎل ﻏﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﻨﺘﺮل (ﻫﺮزروی ﻏﻴﺮ ﻋﺎدی)، ﭼﺎﻫﻬﺎی ﻣﺘﻌﺪدی را ﭘﻠﻤﺐﻛﺮدﻧﺪ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦ، ﻫﺮز روی ﺳﻴﺎل در ﮔﺮدش ﺣﻔﺎری، اﻏﻠﺐ ﻳﻚ ﭘﻴﺶ زﻣﻴﻨﻪوﻗﻮع ﻓﻮران ﻫﺎی ﻏﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد. درﺑﺎره ﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎﻫﻬﺎ ﺗﺎ ﺳﺎل1980 ﺑﻪ ﻃﻮر ﺟﺪی ﺑﺤﺚ ﻧﺸﺪه ﺑﻮد. ﺑﺎردﻟﻲ ( 1979) ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻣﻌﺮوﻓﺶ را ﺑﺎﻋﻨﻮان« رﻳﺰش ﭼﺎﻫﻬﺎی ﻣﺎﻳﻞ » اﻧﺘﺸﺎر داد ﻛﻪ ﺷﺮوﻋﻲ ﺑﺮای ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪاﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﻣﻬﻢ در ﺻﻨﻌﺖ ﮔﺮدﻳﺪ. از ﺳﺎل 1980 ﭼﺎﻫﻬﺎ ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮ ﺷﺪﻧﺪ وﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﻔﺎری ﺑﻪ ﻃﻮر ﻋﺎدی در ﻣﺤﻴﻄﻬﺎیﻧﺴﺒﺘﺎً ﺳﺨﺖ اﺟﺮا ﺷﺪﻧﺪ، ﺑﻪ ﻋﻼوهﭘﺮداﺧﺘﻦ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻛﺎر ﺗﻜﻨﻴﻜﻲ از رﺧﺪادﻫﺎی ﻏﻴﺮ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ رﻳﺰی ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪﺣﺪاﻗﻞ ده درﺻﺪ ﺑﻮدﺟﻪ ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﭘﻴﺶ ﺑﻴﻨﻲ ﻧﺸﺪه را ﺑﻪ ﺧﻮد اﺧﺘﺼﺎصﻣﻲ دﻫﺪ؛ اﻳﻦ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻳﻚ ﻣﻴﻠﻴﺎرد دﻻر در ﻫﺮ ﺳﺎل در ﮔﺴﺘﺮة ﺟﻬﺎﻧﻲﺑﺎﺷﺪ. ﭘﺮ واﺿﺢ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﻧﺘﻴﺠﺔ ﭘﺪﻳﺪه ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ زﻳﺎدی ﺷﺎﻣﻞﺑﺮﻫﻢ ﻛﻨﺶ ﺳﻴﺎل و ﺳﻨﮓ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻘﺎﺑﻞ ﺗﻨﺶ ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت، رﻓﺘﺎر ﻏﻴﺮ ﻋﺎدیﺳﺎزﻧﺪ و اﺟﺮای ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﻔﺎری ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ به بررسی روش های پایداری دیواره چاه های نفت و گاز در زمان حفاری پرداخته می شود.[1]

روش ﻫﺎی ﻋﻤﻠﻲ ﺑﺮای ﺗﺨﻤﻴﻦ ﺗﻨﺶ ﻫﺎی درﺟﺎ ﺑﺮای ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﭘﺎﻳﺪاریﭼﺎه در ﺣﻮﺿﻪ ﻫﺎی رﺳﻮﺑﻲ

ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ در ﻋﺪم ﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﻣﺆﺛﺮ واﻗﻊ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ، ﺷﺎﻣﻞ ﺟﻬﺖﺣﻔﺮ ﭼﺎه، ﺟﻬﺖ و ﺑﺰرﮔﻲ ﻣﻴﺪان ﻫﺎی ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺟﺎ، ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺗﻮدة ﺳﻨﮓ، ﻓﺸﺎرﻣﻨﻔﺬی ﺑﺮﺟﺎ و اﻟﻘﺎﻳﻲ و ﻓﺸﺎر ﮔﻞ ﺣﻔﺎری ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻘﺪار و ﺟﻬﺖ ﺗﻨﺶ ﻫﺎی درﺟﺎﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻛﻠﻴﺪی ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺮای ﻣﺪﻟﺴﺎزی ﭼﺎه ﺑﻪ ﻛﺎر ﻣﻲ روﻧﺪ. ﻣﺘﺄﺳﻔﺎﻧﻪ ﻓﻘﻂاﻧﺪازﮔﻴﺮی ﻫﺎی ﻣﺤﺪودی در ﻫﺮ ﭼﺎه وﺟﻮد دارد. ﻳﻚ روش اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﭘﺮوﻓﻴﻞﺗﻨﺶ ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ ﻧﻤﻮدار ﻫﺎی ﭼﺎه (ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻧﻤﻮدارﻫﺎی ﺗﺼﻮﻳﺮی) و دﻳﮕﺮ اﻃﻼﻋﺎترﺳﻢ و ارﺗﺒﺎط دﻗﻴﻖ ﺑﻴﻦ آﻧﻬﺎ را ﺑﺤﺚ ﻧﻤﻮد. ﺑﺮای ﻣﺜﺎل در ﻳﻚ ﺣﻮﺿﻪ رﺳﻮﺑﻲآرام، ﻳﻚ ﻣﺪل ﺗﻨﺶ ﺳﺎده ﺷﺪه ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺑﻪ ﻛﺎر رﻓﺘﻪ و ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺧﻮﺑﻲ را ﻫﻢ داﺷﺘﻪﺑﺎﺷﺪ. ﺣﺎل آﻧﻜﻪ در ﻳﻚ رژﻳﻢ ﺗﻜﺘﻮﻧﻴﻚ ﻗﻮی، ﻣﺪﻟﺴﺎزی ﺗﻨﺶ ﺑﺴﻴﺎر ﭘﻴﭽﻴﺪه اﺳﺖ. ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﻨﺶ ﺑﺎ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﺗﺌﻮری ﻫﺎی اﺳﻜﻠﺖ ﺳﻨﮓ ﻫﺎ ﺑﻪ دو روش اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد؛ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻣﻌﻜﻮس ( ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ ) ﺗﻨﻬﺎ روﺷﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﻳﻚ زﻣﺎن، اﻧﺪازه و اﻣﺘﺪادﻫﺮ دو ﺗﻨﺶ اﻓﻘﻲ درﺟﺎ را ﺗﺨﻤﻴﻦ ﻣﻲ زﻧﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻛﻤﺒﻮد اﻧﺪازﮔﻴﺮی ﻫﺎ ﻳﺎاﻃﻼﻋﺎت ﭼﺎه ﺟﻬﺖ ﺳﺎدﮔﻲ در ﻣﺪﻟﺴﺎزی، ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻛﺎرﻫﺎی ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺳﻨﮓ ﺑﺮاﻳﻦﻓﺮض اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻴﺪان ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺟﺎ، اﻓﻘﻲ و ﻋﻤﻮدی اﺳﺖ. روش دوم ﻣﺪل ﺗﺤﻠﻴﻠﻲرا ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﻛﻨﺪ ﻛﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ اﻣﺘﺪاد و ﻟﻐﺰش ﻳﻚ ﻣﻴﺪان ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺟﺎ را از ﺳﻄﺢﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻫﺎی اﻟﻘﺎ ﺷﺪه ﭼﺎه ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﺪ. ﺑﺎ ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﺘﺪاول از ﻻگ ﻫﺎی ﺗﺼﻮﻳﺮیﭼﺎه، ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺼﻮﻳﺮ ﭼﺎه ﺑﺮای ﺑﻬﺒﻮد ﻣﺪﻟﺴﺎزی ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺟﺎ وﺟﻮددارد. ﻛﺎﻣﻞ ﻛﺮدن اﻧﺪازﮔﻴﺮی ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ از راه ﺗﺤﻠﻴﻠﻲ ﻣﺸﻜﻞ اﺳﺖ وﻟﻲ ﺑﺮایﺗﻮﺳﻌﻪ ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮﺳﻲ، از ﻗﺒﻴﻞ اﻃﻼﻋﺎت ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ، ﻧﺸﺎﻧﻪ ﻫﺎی ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ داﺧﻞﭼﺎه (ﺧﻂ اﺛﺮ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﭼﺎه) و ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺟﺪا ﻛﻨﻨﺪة دﻳﻮاره ﭼﺎه در ﻳﻚ ﻣﺪلﺳﺎزﮔﺎر ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.[1]

 

 

آﻧﺎﻟﻴﺰ ﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه

ﺑﻪ ﻃﻮرﻛﻠﻲ ﻋﻮاﻣﻞ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ، ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﻳﺎ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ ازاﻳﻦ دو ﺑﺎﺷﺪ. ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ وزن ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری(ﻛﻢ ﻳﺎ ﺧﻴﻠﻲ زﻳﺎدﺑﻮدن آن) و روش ﺣﻔﺎری ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ (ﻣﻴﺰان ﺣﻔﺎری، ﮔﺸﺘﺎور و ﻟﺮزش ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ،ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮدن ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ) واﺑﺴﺘﻪ اﻧﺪ در ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﻋﻮاﻣﻞ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮﺷﺪﻳﺪ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری ﻫﺴﺘﻨﺪ و در اﺛﺮ ﻋﻮاﻣﻠﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﻴﺪراﺗﻪ ﺷﺪن ﺷﻴﻞ، آﻣﺎس وﭘﺮاﻛﻨﺪﮔﻲ، اﻧﺤﻼل ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎی ﺣﻞ ﺷﺪﻧﻲ، ﺗﺮﺷﻮﻧﺪﮔﻲ در ﻃﻮل ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻫﺎ،ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲ آﻳﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب ﮔﻞ ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﺑﺎزدارﻧﺪه ﻫﺎی ﻛﺎﻓﻲ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺮ اﻳﻦ ﻣﻌﻀﻞ ﻓﺎﺋﻖ آﻣﺪ. ﻧﺨﺴﺘﻴﻦ ﺷﺮط ﺑﺮای ﭘﺎﻳﺪار ﻣﺎﻧﺪن ﻳﻚ ﭼﺎه در ﺣﻴﻦﺣﻔﺎری، وﺟﻮد ﺗﻌﺎدل ﺑﻴﻦ ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺗﻨﺶ در ﻧﺰدﻳﻚ دﻳﻮارة ﭼﺎه و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﻨﮓاﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺷﻜﺴﺖ ﺳﻨﮕﻬﺎی دﻳﻮارة ﭼﺎه در ﺣﺎﻟﺘﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺷﺪت ﺗﻨﺶ ﻣﺆﺛﺮ در دﻳﻮاره از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﻨﮓ ﺗﺠﺎوز ﻛﻨﺪ. آﻧﺎﻟﻴﺰ ﻛﻤﻲﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﻮزﻳﻊ ﺟﺪﻳﺪ ﺗﻨﺶ ﻫﺎ، ﻛﺮﻧﺶ ﻫﺎ و ﻓﺸﺎر ﻣﻨﻔﺬی درﺳﻨﮕﻬﺎی دﻳﻮارة ﭼﺎه ﺑﻌﺪ از ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﻔﺎری اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد. آﻧﺎﻟﻴﺰ اﻻﺳﺘﻴﻚ ﺧﻄﻲﺷﺎﻳﺪ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺳﺎدﮔﻲ اﺟﺮای آن راﻳﺞ ﺗﺮﻳﻦ ﻣﺪل ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت دﻳﮕﺮﻣﺤﺒﻮﺑﻴﺖ آن ﺑﻪ اﻳﻦ دﻟﻴﻞ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺪﻟﻬﺎی ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮ ﺑﻪ اﻃﻼﻋﺎت و داده ﻫﺎیﺑﻴﺸﺘﺮی ﻧﻴﺎز دارﻧﺪ ﻛﻪ در ﻋﻤﻞ ﺑﺮاورد ﺑﻴﺸﺘﺮ آﻧﻬﺎ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺸﻜﻞ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. درﺣﺎﻟﺖ اﻻﺳﺘﻮﭘﻼﺳﺘﻴﻚ، ﺗﺤﻠﻴﻞ ﭘﺎﻳﺪاری ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻣﺪل واﻗﻌﻲ ﺗﺮ ﺑﻮده، زﻳﺮاﺑﺮاﺳﺎس آن ﺣﺘﻲ ﺑﻌﺪ از ﺗﺤﺖ ﺗﻨﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺳﻨﮓ ﺗﺎ ﺣﺪ ﺑﺤﺮاﻧﻲ، ﻻزم ﻧﻴﺴﺖﻛﻪ ﺷﻜﺴﺖ ﻛﺎﻣﻞ رخ دﻫﺪ و ﺳﻨﮓ از دﻳﻮاره ﺟﺪا ﺷﻮد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺷﻜﺴﺖ راﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺎ روش اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود و ﻣﺪﻟﻬﺎی ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺨﺸﻴﺪ. ﻣﻌﻴﺎری ﻛﻪﺟﻬﺖ ﭘﺎﻳﺪاری دﻳﻮاره اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد، ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی آﻏﺎز رﻓﺘﺎر ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ در ﻳﻚﻧﻘﻄﻪ از ﺳﻨﮓ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.

 

 

پدیده ﻫﺎی ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺧﻮاص ﮔﻞ و راﻫﻜﺎرﻫﺎی ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ آن

ﻫﺮ ﭼﻨﺪ ﻫﺮ دو ﺣﺎﻟﺖ داده ﻫﺎی ﺗﺌﻮری و ﻣﻴﺪاﻧﻲ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛﻪ اﻓﺰاﻳﺶ وزنﮔﻞ در ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎی ﺷﻜﺎﻓﺪار ﺑﺮ اﺳﺎس ﺣﻞ ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻳﻚ ﻧﻘﺶ ﻣﻨﻔﻲ را ﺑﺮ ﭘﺎﻳﺪاریﭼﺎه ﺑﺎزی ﻣﻲ ﻛﻨﺪ ( ﺳﺎﻧﺘﺎرﻟﻲ ،1992 ). از ﻃﺮف دﻳﮕﺮ ﻫﺮ وﺳﻴﻠﻪ ای ﻛﻪ ﻛﺎﻫﺶﺗﺮاوش ﮔﻞ و اﻓﺰاﻳﺶ رﺋﻮﻟﻮژی ﮔﻞ را ﺳﺒﺐ ﺷﻮد، ﺗﺄﺛﻴﺮات ﻣﻔﻴﺪی ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ.[2] ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻓﺸﺎر و دﻣﺎ ﺑﺮﮔﻞ ﺣﻔﺎری، ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﻳﺎ ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﭼﺎه ورﺳﻴﺪن ﻳﺎ ﻧﺰدﻳﻜﻲ ﺑﻪ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻫﺎ (ﺣﻤﻠﻪ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ) از ﻋﻮاﻣﻠﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ﭘﺪﻳﺪه ﻫﺎی ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب در ﺣﻴﻦ ﺣﻔﺎری ﻣﻲ ﮔﺮدد. ﻳﻚ ﺣﺠﻢ ﮔﻞ ﺣﻔﺎریﻛﻪ در ﻫﻨﮕﺎم ﭘﻴﺸﺮوی ﺣﻔﺎری ﺑﻪ ﻃﻮر آﺷﻜﺎر ﻧﺎﭘﺪﻳﺪ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺑﻌﺪ از اﻳﻨﻜﻪﺣﻔﺎران ﻳﻚ ﻫﺮزروی ﮔﻞ آﺷﻜﺎر را ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻛﺮدﻧﺪ، ﻣﻌﻤﻮﻻً وزن ﮔﻞ را ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲدﻫﻨﺪ ﻳﺎ ﭘﻤﭗ ﻫﺎی ﮔﻞ را ﺧﺎﻣﻮش ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ. ﻛﺎﻫﺶ ﻣﺆﺛﺮ وزن ﮔﻞ ﺑﻪ ﺑﺮﮔﺸﺖﻣﻘﺪاری ﻳﺎ ﻫﻤﺔ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری از دﺳﺖ رﻓﺘﻪ ﻣﻲ اﻧﺠﺎﻣﺪ. اﻳﻦ ﺑﺮﮔﺸﺖ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻛﻴﻚ ﭼﺎه ( well kick) نشان داده ﺷﻮد. اﮔﺮ وزن ﮔﻞ دوﺑﺎرهاﻓﺰاﻳﺶ داده ﺷﻮد ﺗﺎ اﻳﻦ ﻛﻴﻚ ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣﺪه ﺧﻨﺜﻲ ﮔﺮدد؛ اﻳﻦ اﻣﺮ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖﻳﻚ ﻫﺮزروی ﺟﺪﻳﺪ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری را ﻣﻨﺠﺮ ﺷﻮد و دﻳﮕﺮ ﭘﺪﻳﺪه ﻫﺎی ﻫﻤﻴﻦ ﻧﻮعﺧﻮاﻫﻴﻢ داﺷﺖ. ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺷﺪه ﻓﻮق ﺑﺨﺼﻮص در ﻣﺨﺎزن ﭘﺮ ﻓﺸﺎر و دﻣﺎﺑﺎﻻ ((HPHTخطرناک ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﻳﻨﻜﻪ اﻏﻠﺐ ﻳﻚ ﺣﺎﺷﻴﻪ ﺑﺎرﻳﻚ ﺑﻴﻦ ﻓﺸﺎرﺧﻠﻞ و ﻓﺮج و ﮔﺮادﻳﺎن ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ وﺟﻮد دارد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮ وزن ﮔﻞ و اﻳﺠﺎدﻧﺎﭘﺎﻳﺪاری ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﻳﻚ ﻛﻴﻚ ﻳﺎ ﺷﻜﺴﺖ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﻧﺎﺧﻮاﺳﺘﻪ را ﺳﺒﺐ ﺷﻮد. ﺗﻐﻴﻴﺮﺳﺎﺧﺘﺎر ﭼﺎه و ﺣﻤﻠﻪ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻛﻪ ﻋﺎﻣﻞ اﺻﻠﻲ ﻓﺸﺎر ﺑﺎﻻی ﭼﺎه ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺑﺎﺗﻨﺶ ﻫﺎی درﺟﺎ ارﺗﺒﺎط ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ دارﻧﺪ. ﺑﻌﻼوه ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت اﻻﺳﺘﻴﻚ ﺳﻨﮓ واﺑﺴﺘﻪﺑﻪ دﻣﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ؛ دﻣﺎی ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻪ ﻓﻘﻂ ﺑﺮﺣﺠﻢ ﮔﻞ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻧﺨﻮاﻫﺪ ﮔﺬاﺷﺖ ﺑﻠﻜﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻳﻚﻣﺎﺗﺮﻳﻜﺲ ﺳﻨﮓ ﻧﺮم ﺗﺮ ﺑﺎ ﺗﻤﺎﻳﻞ ﺑﻴﺸﺘﺮی ﺑﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ اﻻﺳﺘﻴﻚ را در ﭘﻲ دارد.[3]

 

 

مدلسازی و ﺗﻮﺳﻌﺔ ﻣﺪل

ﻣﺪل ﻫﺎی رﻳﺎﺿﻲ ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺑﺮای ﺗﻌﻴﻴﻦ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ رﻳﺰش ﭼﺎﻫﻬﺎی ﻳﻜﭙﺎرﭼﻪ وﺟﻮددارد. اﻳﻦ ﻣﺪل ﻫﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ ﺗﺌﻮری اﻻﺳﺘﻴﻚ ﺧﻄﻲ (ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل آدﻧﻮی وﭼﻨﻮرت 1987 ؛ ﺗﺎن و وﻳﻠﻮﮔﺒﺎی 1993) اﺳﺖ. در ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎی ﺷﻜﺎﻓﺪار ﻃﺒﻴﻌﻲ،ﻫﺮ ﭼﻨﺪ آﻧﺎﻟﻴﺰﻫﺎی ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﭼﺎه، ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد؛ ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﻳﻨﻜﻪ ﻣﻮادﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و ﻳﻚ ﺟﻨﺲ ﻧﻴﺴﺘﻨﺪ. اﺗﻜﻴﻨﺴﻮن و ﺗﻴﺮﺳﻠﻴﻦ ( 1997) ﺣﻞ ﺗﺤﻠﻴﻠﻲ اﻻﺳﺘﻴﻚﺧﻄﻲ دوﺑﻌﺪی ﺑﺮای ﺑﺮ ﻫﻢ ﻛﻨﺶ ﺑﻴﻦ ﭼﺎه و ﻳﻚ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ از ﻗﺒﻞ ﻣﻮﺟﻮد اراﺋﻪدادﻧﺪ. آﻧﻬﺎ درﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﻓﺸﺎر و ﻋﺮض ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻃﻮل ﻓﺸﺎردار ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ، ﺑﻪ ﺷﺪت ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻣﺤﻞ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﭼﺎه و ﺟﻬﺖ ﺗﻨﺶ ﻫﺎیاﺻﻠﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ و ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺷﻨﺎﺧﺖ ﺗﻮزﻳﻊ ﺗﻨﺶ ﻧﺰدﻳﻚ ﭼﺎه در ﭘﻲ ﺑﺮدنﻋﻜﺲ اﻟﻌﻤﻞ ﻫﺎی ﭼﺎه در ﻣﺤﻴﻄ‌ ﻬﺎی ﺳﻨﮕﻲ ﺷﻜﺎﻓﺪار ﺿﺮوری اﺳﺖ. ﺑﺮایﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﮔﺎﻧﻪ، ﻣﺸﻜﻞ ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﻳﻚ ﺣﻞ ﺗﺤﻠﻴﻠﻲ ﻣﻌﻤﻮﻻًﺑﺮای ﻳﺎﻓﺘﻦ ﻣﺸﻜﻞ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. روش دﻳﮕﺮ ﺑﺮﻫﻢ ﻛﻨﺶ ﻓﺸﺎر ﺳﻴﺎل ﭼﺎه ، ﻓﺸﺎر ﺧﻠﻞ وﻓﺮج ، ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺗﻨﺶ ﺳﻨﮓ و ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ ﻫﺎی ﺗﺮک (ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ ﻫﺎی ﺑﺮﺷﻲ) ﺗﻮﺳﻂ ﺣﻞﺟﻔﺖ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻳﻚ ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎز ﻋﺪدی ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮرﺳﻲ ﮔﺮدد. ﺳﺎﻧﺘﺮﻟﻲ (1992) ﻳﻚ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻣﻮردی ﺑﺮای ﻳﻚ ﺳﺎزﻧﺪ ﺷﻜﺎﻓﺪار ﻃﺒﻴﻌﻲ اراﺋﻪ ﻧﻤﻮدو ﻳﻚ ﻣﺪل اﻟﻤﺎن ﻣﺠﺰا (DEM) در ﻳﻚ ﺗﻼش ﺑﺮای ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزی و ﺗﻮﺻﻴﻒﻋﻜﺲ اﻟﻌﻤﻞ ﻫﺎی ﻛﻼﺳﻴﻚ در اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﮔﻞ ﺣﻔﺎری ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮد و داﻧﺴﻴﺘﻪ ووﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﺔ ﮔﻞ ﻓﻘﻂ ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮد ﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﻛﺎﻓﻲ ﻧﺒﻮدﻧﺪ ﺑﻠﻜﻪ ﺣﻘﻴﻘﺘﺎً ﻣﻮارد دﻳﮕﺮﺣﺘﻲ ﺑﺤﺮاﻧﻲ ﺗﺮ ﺷﺪﻧﺪ. ژاﻧﮓ (1999) ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﺗﻮﺳﻂ ﺑﺮرﺳﻲﻋﻜﺲ اﻟﻌﻤﻞ ﺗﻨﺶ-ﻛﺮﻧﺶ و ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﭼﺎه ، ﻋﻼوه ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ازﻣﻴﺎن ﺷﺒﻜﻪ ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﺑﺮای ﻳﻚ ﺑﺎزة ﻣﺘﻔﺎوت ﺗﻨﺶ ﻫﺎی درﺟﺎ و اﻟﮕﻮﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوتﺷﻜﺴﺘﮕﻲ در ﺳﺎزﻧﺪ ﻫﺎی ﺷﻜﺎﻓﺪار ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻗﻮاﻧﻴﻦ ﻣﺸﺎﺑﻪ DEM رااﻧﺠﺎم داد. ﭼﻦ (2001) ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اﺳﺘﻔﺎدة ﻣﺸﺎﺑﻪ از ﻗﻮاﻧﻴﻦ DEM در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎﺗﺶﻣﺘﻤﺮﻛﺰ ﺑﺮ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻛﺎﻫﺶ زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎک ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ در ﻧﺘﻴﺠﺔ ﺗﺮاوش ﮔﻞ ﺑﺮﭘﺎﻳﺪاری ﭼﺎه ﺻﻮرت داد. ﺟﻴﻨﮓ ( 2001) ﻳﻚ ﻛﺎر اﺑﺘﺪاﻳﻲ ﺑﺮاﺳﺎس آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺗﻐﻴﻴﺮﺷﻜﻞ ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﮕﻲ (روشDDA ) با هدف ﻣﻄﺎﻟﻌﺔ ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎی ﺟﻔﺖ ﻫﻴﺪروﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲدر ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎی ﺳﺨﺖ ﺷﻜﺎﻓﺪار اﻧﺠﺎم داد. ﻫﻤﺔ اﻳﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻟﻴﻜﻦ ﻳﻚ ﺷﺒﻜﺔﺷﻜﺴﺘﮕﻲ از ﻃﻮل ﻧﺎﻣﺤﺪود ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ﻓﻘﻂ از ﻣﻴﺎن ﺷﻜﺴﺘﮕﻲ ﻫﺎ (ﻣﺜﻞﻣﺎﺗﺮﻳﻜﺲ ﻧﻔﻮذ ﻧﺎﭘﺬﻳﺮ ﺳﻨﮓ) در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﺣﻞ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﺌﻮریاﻻﺳﺘﻴﻚ ﺧﻄﻲ ﺗﺤﺖ وﺿﻌﻴﺖ ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺎﻳﺪار(ﻣﺜﻞtime=0 یا(time= ∞ اﻧﺠﺎمﭘﺬﻳﺮﻓﺖ.[3] ﻳﻜﻲ از روش ﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزی رﻓﺘﺎر ﻣﺤﻴﻄﻬﺎی ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ از ﻗﺒﻴﻞ ﻳﻚﺗﻮده ﺳﻨﮓ ﺷﻜﺎﻓﺪار، ﺑﺮ اﺳﺎس روش اﻟﻤﺎن ﻣﺠﺰای ﺻﺮﻳﺢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂﻧﺮم اﻓﺰار دو ﺑﻌﺪی UDEC (Element Code Universal Discrete) محصول ﺷﺮﻛﺖ Itasca کشور اﻳﺎﻻت ﻣﺘﺤﺪه آﻣﺮﻳﻜﺎ اﺳﺖ، ﺻﻮرت ﻣﻲ ﭘﺬﻳﺮد. ﺑﻠﻮک ﻫﺎی ﺳﻨﮕﻲ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻮرد ﺗﺤﻠﻴﻞ، ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺻﻠﺐ ﻳﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ ﭘﺬﻳﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ وﭼﺮﺧﺶ ﺑﻠﻮک ﻫﺎ در UDEC هم قابل قبول ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﺗﻌﺪاد ﻣﺪل ﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﺎرﺑﺮای ﺑﻠﻮک ﻫﺎی ﻳﻜﭙﺎرﭼﻪ و ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ، ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل، ﻣﻌﻴﺎر ﺷﻜﺴﺖ ﻣﻮﻫﺮ - ﻛﻠﻤﺐ ، ﻣﻌﻴﺎر ﺷﻜﺴﺖ دراﻛﺮ - ﭘﺮاﮔﺮ، ﻣﺪل ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻟﻐﺰش ﻛﻠﻤﺐ و ﻣﺪل ﺗﺴﻠﻴﻢدرزه ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ در UDEC قابل دﺳﺘﺮﺳﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ.[2]

بررسی ریزش در حین حفاری

ﺍﺑﺘﺪﺍﯾﯽﺗﺮﯾﻦ ﺷﺮﺍﯾﻂ ﺑﺮﺍی ﭘﺎﯾﺪﺍﺭ ﻣﺎﻧﺪﻥ ﯾﮏ ﭼﺎﻩ ﺩﺭ ﺣﯿﻦ ﺣﻔﺎﺭی، وﺟﻮﺩ ﺗﻌﺎﺩﻝ وﺗﻮﺍﺯﻥ ﺑﯿﻦ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﺗﻨﺶ ﺩﺭ ﻧﺰﺩﯾﮏ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ و ﺍﺳﺘﺤﮑﺎﻡ ﺳﻨﮓ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ ﺑﻪ ﺩﻟﯿﻞ ﺷﮑﺴﺖ ﺳﻨﮓ ﺍﻃﺮﺍﻑ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺩﺭ ﺣﺎﻟﺘﯽ ﮐﻪ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺗﻨﺶﻣﺆﺛﺮ ﺩﺭ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺍﺯ ﺍﺳﺘﺤﮑﺎﻡ ﺳﻨﮓ ﺗﺠﺎوﺯ ﮐﻨﺪ، ﺍﯾﺠﺎﺩ ﻣﯽﺷﻮﺩ .(Birchwood, 2002) و ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﮐﻠﯽ ﺑﺎﯾﺪ ﮔﻔﺖ ﮐﻪ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩﺑﺴﺘﮕﯽ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﺳﻨﮓ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﭼﮕﻮﻧﻪ ﺑﻪ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﺗﻨﺶ ﺍﻟﻘﺎﯾﯽ ﻧﺎﺷﯽ ﺍﺯﻋﻤﻠﯿﺎﺕ ﺣﻔﺎﺭی ﺟﻮﺍﺏ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺩﺍﺩ. ﺍﮔﺮ ﺍﺳﺘﺤﮑﺎﻡ ﺳﻨﮓ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺗﻨﺶ ﺍﻟﻘﺎﯾﯽﺑﺎﺷﺪ، ﭼﺎﻩ ﭘﺎﯾﺪﺍﺭ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﻣﺎﻧﺪ و ﺩﺭ ﺷﺮﺍﯾﻂ ﻋﮑﺲ ﺳﻨﮓ ﺗﺴﻠﯿﻢ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺷﺪ و ﺍﺣﺘﻤﺎﻝﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﺭ ﭼﺎﻩ وﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ. ﺁﯾﺎ ﺍﯾﻦ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻪ وﺟﻮﺩ ﺁﻣﺪﻥ ﻣﺸﮑﻼﺕﺟﺪی ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺷﺪ ﯾﺎ ﻧﻪ؟ ﭘﺎﺳﺦ ﺍﯾﻦ ﺳﺆﺍﻝ ﺑﺴﺘﮕﯽ ﺑﻪ ﻋﻮﺍﻣﻠﯽ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﺁﻥﻫﺎﺑﻪ ﺍﯾﻦ ﺷﺮﺡ ﺍﺳﺖ:

• رفتار سنگ بعد از شکست

• ﺣﺠﻢ ﺳﻨﮓﻫﺎی ﺟﺪﺍ ﺷﺪﻩ و ﻓﺮو ﺭﯾﺨﺘﻪ

• ﺣﺴﺎﺳﯿﺖ ﻋﻤﻠﯿﺎﺕ ﺣﻔﺎﺭی ﺑﻪ ﮔﺸﺎﺩﺷﺪﮔﯽ ﭼﺎﻩ

• ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺗﻤﯿﺰﮐﺎﺭی ﭼﺎﻩ (ﺧﻮﺍﺹ ﺳﯿﺎﻝ، ﺳﺮﻋﺖ ﮔﺮﺩﺵ ﺳﯿﺎﻝ) .(Hawkes and et al., 2002)

ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﯾﻦ ﺍوﻟﯿﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺁﻧﺎﻟﯿﺰ ﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ ﺷﺎﻣﻞ ﺗﻌﺮﯾﻒ و ﺗﻔﺴﯿﺮ ﻣﺸﮑﻼﺕ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﻣﯿﺪﺍﻥ ﺍﺳﺖ. ﺷﮑﻞ 1 ﺍﻧﻮﺍﻉ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭیﻫﺎی ﻣﻌﻤﻮﻝ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﭼﺎﻩ ﻧﻔﺖﺭﺍ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﯽﺩﻫﺪ.

شکل 1: ناپایداری معمول مشاهده شده در چاه نفت

ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﮐﻠﯽ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﭼﺎﻩ ﺣﯿﻦ ﻋﻤﻠﯿﺎﺕ ﺣﻔﺎﺭی ﺑﻪ ﭼﻬﺎﺭ ﺩﺳﺘﻪﺍﺻﻠﯽ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻣﯽ ﺷﻮﺩ:

➢ ﮔﺸﺎﺩﺷﺪﮔﯽ ﺑﺎ ﺭﯾﺰﺵ ﭼﺎﻩ

➢ ﺧﺰﺵ ﯾﺎ ﻫﻤﮕﺮﺍﯾﯽ ﭼﺎﻩ

➢ ﺍﯾﺠﺎﺩ ﺯوﻥ ﺧﻤﯿﺮی ﺩﮔﺮﮔﻮﻥ ﺷﺪﻩ ﯾﺎ ﺁﺳﯿﺐ ﺩﯾﺪﻩ

➢ ﺷﮑﺴﺖ ﺳﺎﺯﻧﺪ و ﻫﺮﺯﺭوی ﺳﯿﺎﻝ ﺣﻔﺎﺭی

ﺳﻪ ﻧﻮﻉ ﺍوﻝ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺑﻪ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻧﺰﺩﯾﮏ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﻣﺮﺑﻮﻁ ﻣﯽ ﺷﻮﺩ .(Tara and Mody, 2002)

ﻋﻼﺋﻢ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪاری دﯾﻮاره ﭼﺎه

ﻋﻼﺋﻤﯽ ﮐﻪ ﻧﺸﺎﻧﮕﺮ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﮐﻠﯽ ﺑﻪ ﺩو ﺩﺳﺘﻪ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﺩﺳﺘﻪ ﺍوﻝ ﻋﻼﺋﻤﯽ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ ﺭﺍ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﯽﺩﻫﻨﺪ وﻣﯽﺗﻮﺍﻥ ﺑﺎ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺁﻥﻫﺎ ﻣﻄﻤﺌﻦ ﺑﻮﺩ ﮐﻪ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺭﯾﺰﺵ ﮐﺮﺩﻩ ﺍﺳﺖ، ﺩﺭ ﻣﻘﺎﺑﻞﻋﻼﺋﻤﯽ وﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﺍﻣﮑﺎﻥ ﺩﺍﺭﺩ ﻧﺎﺷﯽ ﺍﺯ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی و ﺭﯾﺰﺵ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﻧﺒﺎﺷﺪو ﻣﯽﺑﺎﯾﺴﺖ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﺩﯾﮕﺮی ﺑﻪ ﻏﯿﺮ ﺍﺯ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﻧﯿﺰ ﺑﺮﺭﺳﯽ ﺷﻮﺩ ﺗﺎﺑﺘﻮﺍﻥ ﻧﻈﺮ ﺩﺭﺳﺘﯽ ﺩﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﻋﻠﺖ ﺭﺧﺪﺍﺩ ﺁﻥﻫﺎ ﺩﺍﺩ. ﺍﺯ ﻋﻼﺋﻢ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ و ﻏﯿﺮ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺩﺭ ﺣﯿﻦ ﺣﻔﺎﺭی ﻣﯽﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﺍﯾﻦ ﻣﻮﺍﺭﺩ ﺍﺷﺎﺭﻩ ﮐﺮﺩ: ﭘﻮﺳﺘﻪﭘﻮﺳﺘﻪ ﺷﺪﻥ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ، ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﻔﺎﺭی، ﭼﺴﺒﯿﺪﻥ ﻟﻮﻟﻪ ﺑﻪ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ،ﺷﺴﺘﺸﻮی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ، ﻧﯿﺎﺯ ﺑﻪ ﺗﻤﯿﺰ ﮐﺎﺭی ﻣﻔﺮﻁ و ﻏﯿﺮ ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﺮﺍی ﺭﺳﯿﺪﻥ ﺑﻪﺗﻪ ﭼﺎﻩ، ﺭﯾﺰﺵ ﮐﺎﻣﻞ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ، ﺍﯾﺠﺎﺩ ﺷﮑﺎﻑ، ﻫﺮﺯﺭوی ﺳﯿﺎﻝ ﺣﻔﺎﺭی و ﺣﺘﯽﻓﻮﺭﺍﻥ ﺩﺍﺧﻠﯽ ﭼﺎﻩ (Tara and Mody, 2002)

ﺷﮑﺴﺖ ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻓﻌﻞ و ﺍﻧﻔﻌﺎﻝ ﺑﯿﻦ ﺗﻨﺶﻫﺎی ﺩﺭﺟﺎ، ﺍﺳﺘﺤﮑﺎﻡﺳﻨﮓ و ﺗﺠﺮﺑﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﯾﻦ ﺍﺑﺰﺍﺭ ﺍﺳﺎﺳﯽ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩﭼﺎﻩ، ﺁﻧﺎﻟﯿﺰ ﺗﻨﺶﻫﺎ و ﺍﻧﺘﺨﺎﺏ ﻣﻌﯿﺎﺭ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺴﻂ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺑﺮﺍی ژﺋﻮﻣﺘﺮی، ﻗﻮﺍﻧﯿﻦﺍﺻﻠﯽ و ﺷﺮﺍﯾﻂ ﻣﺮﺯی ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ .(Nawrocki and et al., 1998)

ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺆﺛﺮ در ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎی ﻧﺎﭘﺎﯾﺪاری ﭼﺎه

ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮ ﺩﺭ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی وﺍﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻓﺎﮐﺘﻮﺭﻫﺎی ﺯﯾﺎﺩی ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﻮﻉ ﺷﯿﻞ وﺧﺼﻮﺻﯿﺎﺕ ﺁﻥ، ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﭼﺎﻩ، ﻣﺤﯿﻂ ﺗﻨﺶ ﺩﺭﺟﺎ، ﮔﺮﺍﺩﯾﺎﻥ ﺩﻣﺎﯾﯽ و وﯾﮋﮔﯽﻫﺎی ﮐﻞﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﺭی ﺍﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﯾﻦ ﺩﺭ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﻣﻮﺛﺮ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺷﯿﻞﻫﺎ، ﻓﺎﮐﺘﻮﺭﻫﺎیﺯﯾﺎﺩی ﺭﺍ ﺑﺎﯾﺪ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪﻩ و ﺳﺎﺩﻩﺗﺮﯾﻦ و ﺩﺭ ﻋﯿﻦ ﺣﺎﻝ ﻣﻮﺛﺮﺗﺮﯾﻦ ﺷﯿﻮﻩ ﺑﻪﮐﺎﺭ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮﺩ. ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﺭ ﺣﻔﺎﺭی ﭼﺎﻩﻫﺎی ﻧﻔﺖ و ﮔﺎﺯ ﻣﻤﮑﻦ ﺍﺳﺖ ﺗﻮﺳﻂﺗﻨﺶﻫﺎی ﺩﺭﺟﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺎﺯﻧﺪ ﺑﺴﯿﺎﺭ ﺑﺎﻻ ﻫﺴﺘﻨﺪ و ﯾﺎ ﺑﺮ ﻫﻢﮐﻨﺶﻫﺎی ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ – ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻣﯿﺎﻥ ﮔﻞﺣﻔﺎﺭی و ﺷﯿﻞ و ﯾﺎ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ ﺍﺯ ﻫﺮ ﺩو ﺑﺎﺷﺪ. ﺩﺭ ﻧﺘﯿﺠﻪ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﺸﮑﻼﺕ ﻧﺎﺷﯽ ﺍﺯ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ، ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺑﻪ ﺩو ﺩﺳﺘﻪ ﮐﻠﯽﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ و ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻣﯽﮔﺮﺩﺩ.

ﻋﻮاﻣﻞ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ

ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻏﺎﻟﺒﺎً ﺩﺭ ﺳﺎﺯﻧﺪﻫﺎی ﺷﯿﻠﯽ ﺩﯾﺪﻩ ﻣﯽﺷﻮﺩ و ﺷﺪﯾﺪﺍً ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮﺗﺮﮐﯿﺐ ﺳﯿﺎﻝ ﺣﻔﺎﺭی ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺷﯿﻞ ﭘﯿﭽﯿﺪﻩﺗﺮﯾﻦ ﺳﻨﮓ ﺑﻮﺩﻩ و ﺗﺎ ﺑﻪ ﺍﻣﺮوﺯ ﺑﻪﺩﺭﺳﺘﯽ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻧﺸﺪﻩ ﺍﺳﺖ، ﺷﯿﻞ ﺩﺍﺭﺍی ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺍﺳﺖ وﻟﯽ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻣﻘﺪﺍﺭﺯﯾﺎﺩ ﮐﺎﻧﯽﻫﺎی ﺭﺳﯽ و ﻏﯿﺮﻗﺎﺑﻞﻧﻔﻮﺫ، ﺩﺍﺭﺍی ﻧﻔﻮﺫﭘﺬﯾﺮی ﭘﺎﺋﯿﻨﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. وﺍﮐﻨﺶﺭﺱ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺷﯿﻞ ﺑﺎ ﺳﯿﺎﻻﺕ ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ ﺣﻔﺎﺭی، ﺑﺎﻋﺚ ﺍﻧﺒﺴﺎﻁ و ﺍﯾﺠﺎﺩ ﺗﻨﺶ ﻫﺎیﻫﯿﺪﺭوﻟﯿﮑﯽ و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺧﻮﺍﺹ ﺁﻥ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﺯﻣﺎﻥ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺷﺪ (Rahman and et al., 2000 ). از این رو وﺍﮐﻨﺶ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺷﯿﻞ یا ﺳﯿﺎﻻﺕ ﺣﻔﺎﺭی ﭘﺎﯾﻪ ﺁﺑﯽ ﻣﻤﮑﻦﺍﺳﺖ ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻪ وﺟﻮﺩ ﺁﻣﺪﻥ ﻣﺸﮑﻼﺕ ﺟﺪی ﺩﺭ ﺍﻣﺮ ﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺷﻮﺩ.

ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺩﺭ ﻓﺸﺎﺭ ﻣﻨﻔﺬی ﺍﺛﺮ ﺷﺪﯾﺪی ﺑﺮ ﺭوی ﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﭼﺎﻩ ﺩﺭ ﺣﯿﻦ ﺣﻔﺎﺭی ﺷﯿﻞﺩﺍﺭﺩ، ﺯﯾﺮﺍ ﻫﻤﺎﻥﻃﻮﺭ ﮐﻪ ﺍﺷﺎﺭﻩ ﺷﺪ، ﺷﯿﻞ ﻧﻔﻮﺫ ﭘﺬﯾﺮی ﭘﺎﺋﯿﻨﯽ ﺩﺍﺭﺩ و ﺟﺮﯾﺎﻥﯾﻮﻥﻫﺎ و ﺁﺏ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺑﺴﯿﺎﺭ ﮐﻨﺪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺍﺯ ﺍﯾﻦ ﺍﻣﺮ ﺍﺳﺘﺪﻻﻝ ﻣﯽﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﻫﻨﮕﺎﻡﺣﻔﺎﺭی ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻓﺸﺎﺭ ﻣﻨﻔﺬی ﻋﻤﺪﻩﺍی ﺩﺭ ﻧﺰﺩﯾﮏ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺍﯾﺠﺎﺩ ﻣﯽﺷﻮﺩ وﮔﺮﺍﺩﯾﺎﻥ ﻓﺸﺎﺭ ﻣﻨﻔﺬی ﺍﻟﻘﺎﺋﯽ ﺑﺰﺭﮔﯽ ﺩﺭ ﺁﻥ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﮐﻮﭼﮏ ﺑﻪ وﺟﻮﺩ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺁﻣﺪ .(Mengiiao and et al., 2003)

ﺑﻪ ﻫﺮ ﺣﺎﻝ ﺍﯾﻦ ﺭﻓﺘﺎﺭ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺷﯿﻞ، ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺟﻤﻊ ﺷﺪﮔﯽ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺩﺭ ﻃﻮﻝﺯﻣﺎﻥ ﻣﯽﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺑﺮ ﺍﺛﺮ ﺗﺒﺎﺩﻝ ﯾﻮﻧﯽ ﺍﺯ ﻃﺮﯾﻖ ﻏﺸﺎی ﻧﯿﻤﻪ ﺗﺮﺍوﺍی ﺑﯿﻦ ﺷﯿﻞ و ﺳﯿﺎﻝﺣﻔﺎﺭی و ﺩﯾﮕﺮ ﺍﻓﺰوﺩﻧﯽﻫﺎی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺣﺎﺩﺙ ﻣﯽﺷﻮﺩ. ﺍﻣﺎ ﺑﺎ ﻃﺮﺍﺣﯽ ﺩﺭﺳﺖ ﮔﻞﺣﻔﺎﺭی ﻣﯽﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﺍﯾﻦ ﺍﻣﺮ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﺮﺩ (Rahman and et al., 2000)

 

 

ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ 

ﻋﻤﻠﯿﺎﺕ ﺣﻔﺎﺭی ﺳﻨﮓ ﺳﺒﺐ ﺗﺪﺍﺧﻞ ﺩﺭ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺳﻨﮓ و ﺗﻤﺮﮐﺰ ﺗﻮﺯﯾﻊﺩوﺑﺎﺭﻩ ﺗﻨﺶﻫﺎ ﺩﺭ ﺍﻃﺮﺍﻑ ﺩﯾﻮﺍﺭﻩ ﭼﺎﻩ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽﮔﺮﺩﺩ. ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪﺍﺭی ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽﭼﺎﻩ ﺑﻪ ﺩوﺍﺻﻠﯽ ﮔﺮوﻩ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻣﯽﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ﺯﯾﺮ ﺩﯾﺪﻩ ﻣﯽﺷﻮﺩ:

شکل 2: نمایش شماتیک نوع پایداری

حفاری، پایداری چاه، اصطکاک، ریزش


مجید زیودار
عضو عادی
عضو انجمن



به اشتراک بگذارید
برای ارسال نظر باید ثبت نام کنید یا به حساب خود وارد شوید.

75314
0