تحلیل پایداری چاه در سازند دارای شکستگی با استفاده از روش المان- مجزا- شبکه شکستگی های مجزا: مطالعه موردی یکی از چاه های خلیج فارس

ناپایداری چاه در سازندهای دارای شکستگی ازجمله مسایل چالش برانگیز در مهندسی حفاری است. بررسی عوامل موثر در مکانیسم های ناپایداری چاه در سازندهای دارای شکستگی، برای تعیین یک الگوی حفاری کارآمد، ضروری است. نرخ تزریق، چگالی و گرانروی سیال حفاری ازجمله پارامترهای قابل کنترل و موثر در وقوع شکست های برشی و کششی در چاه است. بنابراین بررسی نحوه اثرگذاری این پارامترها در پایداری چاه و مکانیسم های هیدرومکانیکی منتجه از آن می تواند در ایجاد یک الگوی حفاری کارآمد، اثربخش باشد. در این مقاله به منظور ارزیابی پایداری چاه قایم و همچنین بررسی مکانیسم های هیدرومکانیکی در سازند دارای شکستگی، مدل سازی سه بعدی یک چاه دریکی از میدان های نفتی خلیج فارس ارایه شده است. شبیه سازی شرایط هیدرومکانیکی برای 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 و ارزیابی پایداری چاه از معیار بیشترین جابه جایی مجاز، میانگین شعاع ناحیه 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. همچنین نتایج حاصل از مدل سازی عددی و بررسی پارامتری نشان داد که با افزایش نرخ جریان سیال حفاری از 20 تا bbl/h 200، جابه جایی های برشی در محدوده چاه افزایش و در مقابل افت فشار سیال در فضای بین شکستگی های مشاهده شد. این مسئله به علت افزایش جابه جایی برشی، لغزش در امتداد شکستگی ها و گسترش بیشتر سیال در محدوده شکستگی ها است. به طور مشابهی افزایش گرانروی سیال از 1 تا cp 1000، منجر به افزایش شکست های کششی و در نتیجه کاهش فشار سیال در اثر گسترش در فضای بین شکستگی ها شد.