بررسی تغییر شکل دیواره چاه ناشی از رفتار خزش در سنگ نمک

در این مطالعه، تغییر شکل دیواره چاه ناشی از رفتار خزش در سنگ نمک طی عملیات حفاری و نیز مچالگی لوله جداری در زمان تولید برای یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو، در میدان نفتی مورد نظر، 3 چاه (Aا، B و C) با ویژگی های لازم انتخاب و مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل ها با توسعه یک مدل عددی سه بعدی کوپل شده زمین- چاه- سیال و به کمک نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D انجام شد. به منظور تعیین محدوده تنش و تغییر شکل های ایجاد شده برروی دیواره چاه از مدل رفتاری ویسکوالاستیک برگر برای سنگ نمک استفاده شد. ابتدا، مدل سازی تغییر شکل دیواره چاه در زمان عملیات حفاری (بدون نصب لوله جداری) و با در نظر گرفتن وزن گل های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدل سازی عددی نشان داد که افزایش وزن گل تا مقدار مشخصی سبب کاهش تغییر شکل و هم گرایی دیواره چاه می گردد و با افزایش بیش از اندازه آن، سبب تغییر شکل های واگرایی دیواره چاه شده که می تواند باعث ایجاد شکستگی های کششی در دیواره چاه و در نتیجه، هرزروی گل حفاری و ناپایداری چاه گردد. بهینه ترین وزن گل های حفاری برای چاه های شماره A و Bا، lb/ft3 145 (به ترتیب با هم گرایی 76/3 و cm 93/3) و برای چاه شماره Cا، lb/ft3 140 (با هم گرایی cm 94/3) برآورد گردید. سپس به منظور بررسی اثر لوله جداری بر تغییر شکل دیواره چاه (چاه شماره B و C)، تحلیل های عددی در دو حالت مختلف انجام شد؛ یکی چاه جداره گذاری شده بدون سیمان و دیگری چاه جداره گذاری شده به همراه سیمان. با اجرای سیمان در پشت لوله جداری، مقادیر حداکثر تنش اعمال شده برروی دیواره چاه B از MPa90/446 (چاه جداره گذاری شده بدون سیمان) به MPa 350 کاهش یافته است (هم گرایی mm20/0). همچنین برای چاه C، حداکثر تنش برروی دیواره آن از MPa 4/435 (چاه جداره گذاری شده بدون سیمان) به MPa 1/387 کاهش یافته است (هم گرایی mm 12/0). با اعمال سیمان در پشت لوله جداری، میزان تغییر شکل کاهش یافته و در نتیجه، پایداری چاه در برابر وقوع پدیده گسیختگی و مچالگی لوله جداری به شکل قابل توجهی افزایش می یابد.