بررسی شکست هیدرولیکی با استفاده از مدلسازی بهینه گرادیان شکستگی دیواره چاه در مخازن نفتی تخلیه شده جنوب غربی ایران

در مخازن نفتی ، تخلیه مخزن با گذشت زمان موجب تغییر در مقادیر فشار سازند، تنش های برجا و تنش های اطراف دیواره چاه می گردد. تمامی فاکتورهای ذکر شده بر روی گرادیان مچالیدگی و نهایتا پنجره گل حفاری اثرگذار خواهند بود. بررسی پنجره گل در بخش عملیات حفاری چاه به منظور بررسی پایداری دیواره چاه و در عملیات شکست هیدرولیکی به منظور ایجاد شکافت مورد نظر می باشد. در چاه های انحرافی که در مخازن تخلیه شده حفر می گردند به دلیل تغییرات زاویه انحراف (Inclination) و آزیموت (Azimuth) ، چاه، تحلیل پنجره گل مقداری پیچیده تری را خواهد بود. در این مقاله با پژوهش های انجام شده در چاه های مناطق نفتخیز جنوب و با استفاده از روش حل عددی پنجره گل ، فشار سازند تخلیه شده ، در نسبت تنش های برجای اولیه (SHma×/Shmin)، زاویه انحراف و آزیموت چاه به دست آمده اند. تنش های برجا در اثر تخلیه مخزن ابتدا توسط تئوری پوروالاستیک بدست آمده، ضمن اینکه مخزن با تغییر شکل در راستای عمودی (Vertical Deformation) و بدون تغییر شکل در راستای جانبی (Lateral Deformation) فرض گردیده است . تنش های برجا پس از تخلیه شدن مخزن به یک چاه انحرافی با زاویه انحراف و آزیموت انتخاب شده منتقل شده است . سپس با استفاده از تئوری مور-کلمپ و تئوری شکست مقاومت کششی ، مقدار گرادیان مچالیدگی برای نسبت های مختلف ، تنش افقی اولیه ، درجه تخلیه ، زاویه انحراف و جهت انحراف بدست آمده است . نهایتا، حساسیت های گرادیان مچالیدگی مرتبط با فاکتورهای مذکور با یکدیگر مقایسه و بحث گردیده است . مسئله سازترین حالت ، برای حفاری چاه های با زاویه انحراف زیاد و یا چاه های افقی در مخازنی که درجه تخلیه بالا داشته اند در راستای تنش افقی ماکزیمم بدست آمده است . در این حالت گرادیان شکست می تواند به حداقل مقدار خود رسیده و نتیجتا منجر به کوچکترین مقدار پنجره گل و بازه بسیار کوچک جهت تنظیم پنجره گل گردد. اما بمنظور ایجاد شکستگی های ابتدایی در عملیات شکست هیدرولیکی این حالت مناسب ترین شرایط می باشد. در این مقاله بمنظور پایداری دیواره چاه حفاری در جهت یا نزدیک به جهت تنش افقی حداقل پیشنهاد گردیده است . در صورتیکه بررسی شکست هیدرولیکی متفاوت می باشد. یک یافته جالب در این مطالعه این است که گرادیان شکست همیشه برای چاههای انحرافی کاهش نمی یابد،که این موضوع برخلاف تصور رایج است که گرادیان شکست همیشه با کاهش گرادیان فشار منفذی کاهش می یابد.

Keywords:

شکست هیدرولیکی , گرادیان شکست , نسبت تنش های برجای اولیه , پنجره گل , Inclination , Azimuth