تحليل پايداري ديواره چاه در زمان حفاري با استفاده از مدل ژيومكانيكي و نرم افزار FLAC3D در مخزن آسماري ميدان نفتي اهواز

Wellbore Stability Analysis During Drilling Using Geomechanical Model and FLAC3D Software in Asmari Reservoir, Ahwaz Oil Field

مخازن نفتي، يكي از مهمترين منابع توليد انرژي به شمار مي آيند كه به دليل داشتن شرايط ويژه مكانيك سنگي، قابليت حفظ و نگهداري سيالات هيدروكربني را دارند. از آنجاكه مهمترين عامل جهت دسترسي به اين مخازن نفتي و آگاهي از شرايط زمين در اعماق بيشتر حفر چاه مي باشد، لذا يكي از مهمترين فرآيندهايي كه در طول زمان بهره برداري از مخزن نفتي، بايستي بدان توجه ويژه اي نمود، پيش بيني و طراحي دقيق پايداري ديواره چاه نفتي و داشتن اطالاعات كافي از وضعيت تنش هاي برجا منطقه در زمان حفاري چاه هاي نفتي مي باشد. عدم تجزيه و تحليل دقيق پايداري چاه مي تواند مشكلات بسياري مانند ريزش چاه، شكست، مچالگي لوله جداري،گيركردن لوله ها و مته حفاري را بوجود آورد. در اين تحقيق پايداري يك چاه نفتي، در سازند آسماري واقع در ميدان نفتي اهواز با استفاده از نرم افزار عددي FLAC3D و اطلاعات بدست آمده از نمودار هاي چاه پيمايي در دو بخش مورد ارزيابي و تحليل قرار گرفته و نتايج آن ارايه شده است. فشار و وزن گل حفاري در آغاز حركت پلاستيك ديواره چاه و همچنين آغاز گسيختگي برشي در ديواره چاه نيز بدست آمده است. فشار و وزن گل حفاري در آغاز حركت پلاستيك ديواره چاه و همچنين آغاز گسيختگي برشي در ديواره چاه، براي 7.5 متر از سازند كه ليتولوژي آن عمدتا شامل آهك مارني و ماسه سنگ بوده، و نيز براي 6متر از سازند كه داراي خصوصيت آهك سخت مي باشد،بدست آمده است. همچنين تحليل پايداري چاه در امتداد قايم، تنش افقي حداقل و تنش افقي حداكثر انجام شده است. آغاز حركت پلاستيك و گسيختگي برشي در ديواره چاه در بخش اول به ترتيب در فشار گل هاي33 و4/26 مگاپاسكال و در بخش دوم در فشار گل هاي 45 و 30 مگاپاسكال اتفاق مي افتد. نتايج نشان مي دهد شكست كششي در امتداد تنش افقي حداكثر و گسيختگي برشي در امتداد تنش افقي حداقل مي باشند. همچنين نتايج تحليل به دليل پايين بودن خصوصيات مكانيك سنگي لايه ماسه سنگي حاكي از بيشترين ميزان جابجايي و ريزش، و كوچك بودن محدوده اي ايمن گل حفاري در اين لايه مي باشند

Oil reservoirs are one of the important sources of energy due to which is caused by specific rock mechanical properties, the ability to maintain hydrocarbon fluids. One of the major problems that are occurred during drilling a well is instability of the wellbore. In order to prevent this difficulty its need to predict stability of the rocks by using geomechanical properties and in-situ stresses. A lack of accurate wellbore stability analysis brings many problems such as borehole washout, breakout, collapse, stuck pipes and drill bits. In the present research work the stability of an oil well located in Asmari reservoir of Ahwaz oil field was stimulated by using numerical software FLAC3D and information obtained from well log curves were evaluated and analyzed in two parts and the results were presented. Mud pressure and mud weight in outset of wellbore plastic flow and also outset of shear failure in wellbore were obtained for 7.5 meter of formation which mainly consists of limestone, marl. Well stability analysis was performed in vertical direction, minimum horizontal stress and maximum horizontal stress. Due to plastic movement and shear failure in wellbore, in first stage the mud pressure occurred is 33 and 26.4 Mpa and the second stage it reaches to 45 and 30 Mpa, respectively.It indicates that tensile failure is in direction of maximum horizontal stress and shear failure in direction of minimum horizontal stress. Subsequently, the result shows that the analysis due to the low mechanical properties of the sandstone layer indicates the maximum amount of displacement and loss. The safe mud window is small in this layer.