به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

wellbore stability

در نشریات گروه مهندسی معدن
تکرار جستجوی کلیدواژه wellbore stability در نشریات گروه فنی و مهندسی
تکرار جستجوی کلیدواژه wellbore stability در مقالات مجلات علمی
  • Amin Ayeneh, Morteza Ahmadi *, Kamran Ghoshtasbi
    Optimum mud weight estimation in wellbore is one of the most important steps to prevent instability. In wellbore stability studies, media (rock) is usually assumed to be isotropic but errors occur when weak bedding planes cause the rocks to be anisotropic. In this study the effect of weak bedding plane in stability of wellbore was studied. Also, the effect of bedding plane parameters on stability of vertical and horizontal wellbore was investigated. Through the use of the geometric relations of bedding plane and wellbore, new equations were presented to calculate the attack angle. Sensitivity analysis on the dip and dip direction of weak bedding plane in the vertical and horizontal wellbore were also performed. On the basis of the porous elasticity theory and Jaeger theories, an analytical model was proposed to analyze the wellbore stability with regard to the dip and dip direction of the weak bedding plane. A code in MATLAB was written based on an analytical model and the effect of the dip and dip direction of the weak bedding plane can be reviewed. By using real data from a wellbore, a comparative analysis was carried out between the new analytical model and the intact rock failure model. Minimum drilling mud weight was calculated in two phases, without weak bedding planes, and with weak bedding planes. Results show that the existence of weak bedding planes causes more instability in the wellbore in some azimuths and deviations. The dip and dip direction of weak bedding planes have a significant impact on the wellbore stability and in the horizontal wellbore according to dip and dip direction, the optimum wellbore trajectory is different. By applying the code, geomechanical engineers can calculate the amount of mud weight based on the dip and dip direction of the weak bedding plane.
    Keywords: wellbore stability, weak bedding plane, In-situ stress, analytical model, determination of mud weight
  • Mohsen Heydari, MohammadReza Aghakhani Emamqeysi, Manouchehr Sanei *

    Wellbore stability analysis, selecting the optimum drilling direction, and determining the safe and stable mud weight windows are among the major geo-mechanical challenges in the oil and gas industries. In this study, the wellbore stability analysis and the optimal drilling direction have been numerically modelled by finite element method (FEM) considering the importance of wellbore stability and recognizing instabilities using the data of Sivand oil field. The numerical modeling of wells behaviors has been performed in two modes of elastic and elastoplastic deformations using ABAQUS software. The numerical results have been done using the two failure criteria, namely Mohr-Coulomb and Drucker-Prager and compared together, considering the effect of intermediate principal stress, Drucker-Prager failure criterion has been selected as a suitable failure criterion for this study. In addition, the numerical results have shown that the vertical well is the optimal drilling direction. Then, by applying the NYZA method, the safe mud weight window has been determined. The validity of the proposed mud window for a vertical well has been approved by applying the Mohr-Coulomb analytical method. Finally, the safe and stable mud window for the vertical wellbore has been proposed.

    Keywords: Finite element, Method, ABAQUS, Wellbore stability, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, NYZA
  • محمد کمیلیان*، امید سعیدی، مهدی رهبر

    ناپایداری چاه و هرزروی سیال حفاری در سازندهای دارای شکستگی یکی از مسایل عمده در حفاری های عمیق است. بررسی اثر حضور شکستگی ها بر مکانیزم های ناپایداری چاه و هرزروی سیال حفاری اهمیت ویژه ای در تعیین یک الگوی حفاری کارآمد دارد. در این مقاله به منظور ارزیابی پایداری چاه قایم و همچنین بررسی هرزروی سیال حفاری، شبیه سازی سه بعدی یک چاه در یکی از میدان های نفتی خلیج فارس ارایه شده است. شبیه سازی شرایط هیدرومکانیکی این چاه و پیاده سازی شکستگی های منطقه به ترتیب با استفاده از روش المان مجزا و شبکه شکستگی های مجزا انجام شده است. به منظور اعتبارسنجی مدل ارزیابی پایداری، از معیار بیشترین جابجایی مجاز، میانگین شعاع زون شکست پلاستیک و لاگ کالیپر، استفاده شده است. ارزیابی پایداری اولیه مدل نشان داد که در عمق منتسب به سازند کژدمی، چاه در یک وضعیت ناپایدار قرار دارد. به منظور بررسی مکانیزم های هیدرومکانیکی چاه در سازند دارای شکستگی، تزریق سیال حفاری با گرانروی 08/1 سانتی پوآز و نرخ 25 بشکه بر ساعت انجام شد. لغزش در امتداد شکستگی ها، جابجایی برشی و حجم سیال هرزروی به عنوان پارامترهای موردبررسی تعیین شده است. اثر نسبت تنش های برجا () بر وضعیت پایداری و هرزروی سیال حفاری در امتداد شکستگی ها برای شش سناریو متفاوت بررسی شد. با افزایش نسبت تنش های برجا و در حالت ناهمسانگرد (2 =)، جابجایی برشی و لغزش در امتداد ناپیوستگی افزایش یافت. در این حالت برای نرخ تزریق سیال حفاری 25 بشکه بر ساعت، فشار سیال در امتداد شکستگی ها کاهش پیدا می کند. بررسی پارامتری مدل برای پنج نرخ تزریق متفاوت از 5 تا 25 بشکه بر ساعت نشان داد که برای نسبت تنش های (06/1 =)، گسترش سیال در محدوده شکستگی ها بیشتر خواهد شد. همچنین شکست های کششی و جابجایی برشی در نرخ های تزریق پایین، کاهش یافت. برای نرخ تزریق 5 بشکه بر ساعت، فشار سیال در امتداد شکستگی در مقایسه با سایر نرخ های تزریق، بیشتر خواهد بود. این مسئله بر اساس کاهش جابجایی برشی در نرخ های تزریق سیال پایین تر و گسترش کمتر سیال در فضای بین شکستگی ها است.

    کلید واژگان: تنش های برجا، هرزروی سیال، پایداری چاه، روش المان مجزا، شبکه ناپیوستگی های مجزا، مدلسازی هیدرومکانیکی
    Mohammad Komeilian *, Omid Saeidi, Mahdi Rahbar

    Wellbore instability and drilling fluid loss in fracture formation is one of the main issues in deep drilling. In order to determine an efficient drilling methodology it is necessary to investigate the effect of fracture on instability and fluid loss mechanism. In this article in order to evaluation of the vertical wellbore stability and fluid loss in fracture formation, three dimensional simulation of of a wellbore in the Persian Gulf was carried out using Discrete Fracture Network (DFN) and Distinct Element Method (DEM). Validation of the model and stability analysis of wellbore was carried out using maximum allowed movement, normalized yield zone radius criteria and caliper log data. The initial analysis of the model showed that the wellbore is in an unstable state for kakhdumi formation. In order to investigate the hydromechanical mechanism in fracture formation, drilling fluid was injected by rate of 25 BPH and viscosity of 1.08 cP to the wellbore. Slip in fractures, shear displacement and the volume of fluid loss was determined as main parameters for wellbore stability analysis. The effect of in-situ stresses ratio (σ_H/σ_h ) on instability mechanism and fluid loss was carried out based on six different scenarios for in-situ stresses ratio. By increasing in-situ stresses ratio and in an anisotropic (σ_H/σ_h =2) satat, slips and shear displacement along the discontinuity increased. In this case, for 25 BPH drilling fluid flow ratio the fluid pressure decrease along the discontinuities. The parametric study for five different fluid flow ratio showed that in (σ_H/σ_h =1.06) the fluid expansion in fracture increased. Moreover, tension failure and shear displacement decreased in low fluid flow ratio. In 5 BPH fluid flow ratio, the fluid pressure in fractures decreased compared with higher fluid flow ratio. This is because of less shear displacement and fluid expansion along fracture in lower fluid flow ratio.

    Keywords: In-situ stress, Fluid loss, Wellbore stability, Distinct element method, Discrete fracture network, Hydromechanical modeling
  • سید رضاحسنی زاوه، مرتضی احمدی *، سیدعلی قریشان امیری
    مشکلات ریزش در چاه های نفت هزینه های زیادی را در تولید نفت تحمیل می نماید که یکی از علل این مشکلات می تواند تخمین نادرست وزن گل حفاری باشد. انتخاب معیار تسلیم مناسب در تخمین وزن گل نقش اساسی دارد. در بررسی های تحلیلی انجام شده در زمینه پایداری چاه نفت، کارایی معیار تسلیم موگی–کولمب نسبت به دیگر معیارها تایید شده است که دلیل آن در نظر گرفتن تاثیر مناسب تنش اصلی میانی است. تاکنون به بررسی عددی این معیار پرداخته نشده است. در این پژوهش مدل رفتاری الاستیک–کاملا پلاستیک بر اساس معیار موگی-کولمب ایجاد و در نرم افزارFLAC2D اضافه شده است. برای صحت سنجی این مدل از داده های آزمایش سه محوره بر روی سنگ بازالت استفاده شد که نتایج نشان دهنده ی دقت قابل قبول مدل است. سپس مقایسه ای بین سه معیار تسلیم موهر-کولمب، موگی-کولمب و دراگر-پراگر براساس مطالعه موردی از داده های مکانیک سنگی میدان نفتی در کانادا استفاده شده است. دلیل انتخاب این سه معیار، تاثیر متفاوت نتش اصلی میانی در این معیارها است. با توجه به نتایج به دست آمده محدوده ی پلاستیک تعیین شده توسط مدل موگی-کولمب در محدوده ی فی مابین دو مدل دیگر است.
    کلید واژگان: پایداری چاه، وزن گل حفاری، مدل رفتاری، الاستو، کاملا پلاستیک، معیار موگی کولمب، روش عددی
    Seyyed Reza Hassani Zaveh, Morteza Ahmadi *, Seyyed Ali Ghoreishian Amiri
    Summary : Wellbore instability can increase drilling time and sometimes leads to wells being side-tracked. Appropriate estimation of the weight of drilling mud can be mentioned as the key designing factor to ensure the mechanical stability of wellbores. Considering the elastoplastic behavior of the medium, yield criterion plays a key role in this analysis and estimation. Applying the Mohr-Coulomb criterion leads to underestimation of rock strength due to ignoring the effect of the intermediate principal stress. On the other hand, the Mogi-Coulomb yield criterion is able to consider the effect of the intermediate principal stress, while preserves the simplicity of the Mohr-Coulomb model. In this study, the elastic - perfectly plastic constitutive model is developed based on the Mogi-Coulomb criterion. Model predictions for some triaxial tests are compared with experimental data, and reasonable agreement is achieved. The proposed model is also applied for analyzing a wellbore stability problem and results are compared with two popular models, Mohr-Coulomb and Drucker-Prager, to investigate the effect of the intermediate principal stress.
    Introduction
    The simplicity of the Mohr-Coulomb criterion makes it as one the most popular models in geomechanical analysis. However, ignoring the effect of the intermediate principal stress can be mentioned as the main shortcoming of this model. On the other hand, the effect of the intermediate principal stress has been widely studied in experimental and analytical investigations. The Mogi-Coulomb yield criterion, not only overcomes this shortcoming, but also conserves the simplicity of the Mohr-Coulomb model. Alajmi and Zimmerman (2005) analytically showed the ability of Mogi-Coulomb criterion in considering the effect of the intermediate principal stress. This investigation showed that this criterion can introduce a more realistic estimation of rocks strength.
    Methodology and Approaches : An elastic-perfectly plastic constitutive model is developed based on the Mogi-Coulomb yield criterion. The proposed model is implemented to “FLAC”. Verification is done by simulating some triaxial test data. Numerical example is also conducted to investigate the efficiency of the model.
    Results and
    Conclusions
    Results of the numerical study shows that the Mohr-Coulomb criterion results in underestimation of rocks strength by ignoring the effect of the intermediate principal stress. On the other hand, the Drucker-Prager criterion leads to overestimation of the strength by considering identical effects for both intermediate and minimum principal stress. While the Mogi-Coulomb criterion introduces a more realistic estimation of the strength by moderating the effect of the intermediate principal stress.
    Keywords: Wellbore stability, Weight of drilling mud, Constitutive model, Elastic, perfectly plastic, Mogi, Coulomb criterion, FLAC
  • مرتضی نوری طالقانی، بهرام حبیب نیا، محمدرضا معتضدی، مینا کریمی خالدی
    تحلیل پایداری چاه روشی برای بهبود اقتصادی عملیات حفاری است، به منظور جلوگیری از ریزش دیواره چاه ناشی از گسیختگی برشی و شکاف هیدرولیکی ناشی از شکست کششی، طراحی فشار گل باید با دقت انجام شود. به دلیل کاهش فشار مخزن و کم شدن شاخص بهره دهی، عملیات شکست هیدرولیکی(Hydraulic Fracturing) برای بالا بردن تراوایی و تولید از چاه انجام می شود. طی این عملیات سیال به خصوص با فشار مورد نیاز به منظور ایجاد شکاف در دیواره بدرون چاه تزریق می شود. در این مطالعه فشار شکست برشی و کششی با استفاده از پارامترهای مکانیک سنگی و اطلاعات به دست آمده از نمودارهای چاه پیمایی و همچنین تنش برجای عمودی و افقی حداقل و حداکثر تعیین شده است. پنجره ایمن گل در محدوده 84/0 تا 4/2 گرم بر سانتی متر مکعب تعیین شد. حداقل فشار مجاز گل در جلوگیری از شکست برشی بین 51/33 تا 89/52 و حداکثر آن بین 47/40 تا 97/55 مگاپاسکال تعیین شد. همچنین حداقل فشار گل لازم به منظور ایجاد گسیختگی کششی و در نهایت شکست هیدرولیکی بین 87/108 تا 38/151 مگاپاسکال برآورد شد. همچنین تحلیل پایداری چاه نفت در سازند فهلیان در میدان نفتی دارخوین، با استفاده از نرم افزار عددی FLAC3D و اطلاعات به دست آمده از نمودارهای چاه پیمایی برآورد شده است، فشار و وزن گل حفاری در آغاز حرکت پلاستیک دیواره چاه و همچین آغاز گسیختگی برشی در دیواره چاه برای 5 متر از سازند سنگ آهک مخزن به دست آمد. همچنین تحلیل پایداری چاه در امتداد قائم، تنش افقی حداقل و تنش افقی حداکثر انجام شده است. آغاز حرکت پلاستیک و گسیختگی برشی در دیواره چاه در فشار گل 71/141 مگاپاسکال (43/198 پوند بر فوت مکعب) و 81/21 مگاپاسکال (54/30 پوند بر فوت مکعب) اتفاق می افتد. نتایج نشان می دهد حداکثر جابه جایی افقی دیواره چاه در فشار گل 6/142 مگاپاسکال در شرایط حفاری عمودی در امتداد تنش افقی حداقل و حداکثر به ترتیب 5-10*6/10، 5-10*99/8 متر به دست آمد.
    کلید واژگان: تحلیل پایداری، گسیختگی برشی، شکاف هیدرولیکی، شکست کششی، حرکت پلاستیک، فشار گل
    Morteza Nouri-Taleghani
    Well bore stability analysis is a procedure with the view to economically improving the drilling operation. Identification of diverse types of rupture in the well bore is crucial in stability analysis. Due to reduction I reservoir pressure and index of per، hydraulic fracturing well be performed in order to increase the permeability and production from well. During the aforementioned procedure، fluid is injected inside the well to induce the fracture in the walls. Hydraulic fracturing has received much recognition as a reliable method for the stimulation of oil reservoir. In this study، conducted on 400 m of limestone in fahlyian reservoir in darkhovein oil field، pressure of shear and compressional failure is determined by virtue of parameters including rock mechanic and information on well logging as well as in situ stress of vertical and maximum and minimum horizontal. Safety mud window was defined between 0. 84 and 4. 2. The minimum allowable mud pressure for preventing the shear failure was between 33. 51 and 52. 89 and the maximum range was determined between 47. 4 and 97. 55. Furthermore، minimal required mud pressure for inducing compressional rupture and hydraulic fracturing was estimated between 108. 87 and 151. 38.
    Keywords: Wellbore stability, shear rupture, hydraulic fracturing, compressional failure
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال