مدل سازی ریاضی اثر پوسته در چاه های حفر شده در سازندهای شکافدار طبیعی

حفاری سازندهای شکافدار به روش فراتعادلیسبب هرزروی گل حفاری به درون شکاف هامی­شود. هرزروی گل در هنگام حفاری سازندهای شکاف دار به دلیل عدم توانایی در جلوگیری از وقوع آن در ایران به شکل سنتی امری متداول و پذیرفته شده می باشد. در اکثر موارد پس از حفاری سازندهای شکاف دار و به منظور بدست آوردن جریان چاه، عملیات اسید کاری  انجام می­گیرد. در انجام عملیات اسیدکاری هیچ معیار استانداری به منظور تعیین حجم اسید موردنیاز وجود ندارد. اگر بتوان شعاع آسیب ناشی از هرز روی گل به درون سازند شکافدار را تعیین نمود می­توان میزان اسید موردنیاز جهت انجام عملیات اسیدکاری را نیز محاسبه نمود. هدف اصلی از این پژوهش بدست آوردن یک مدل ریاضی برای تعیین شعاع آسیب ناشی از هرز روی گل در چاه ­های حفاری شده در مخازن طبیعی شکافدار می­باشد. دراین مطالعه فرض شده است که یک شکاف عمودی تنها با دهانه چاه به شکل متقارنی برخورد دارد. در حین هرز روی، گل حفاری به درون شکاف نفوذ می­کند و جایگزین سیال سازند می­شود. مکانیزم هرز روی گل درون محیط متخلخل مدل شده با استفاده از فرآیند انتقال جرم، فرمول­بندی می شود.  معادلات بدست آمده، غلظت سیال هرز رفته را نسبت به زمان و مکان نشان می­دهند. فیلتراسیون گل هرز رفته در دیواره­ های شکاف که البته بعد از تشکیل کیک گل حفاری متوقف می­شود ،  یک تابع نمایی می­باشد. یک شبیه­ساز با استفاده از معادلات بدست آمده در این مطالعه توسعه داده می­شود. در یک زمان مشخص، پروفایل غلظت در امتداد شکاف و پروفایل غلظت درون ماتریس در جهت جانبی شکاف رسم می­شوند. نمودارها متمایل به شکلی شبیه حرف s انگلیسی می­باشد. مکانی در شکاف که در آن نمودار غلظت به صفر می­رسد نشان دهنده شعاع آسیب ناشی از عملیات حفاری  می­باشد. به طور مشابه نقطه­ای از نمودار در جهت جانبی که در آن غلظت در نمودار به صفر می­رسد بیان کننده نفوذ جانبی گل حفاری از درون شکاف به نقطه ی متناظر درون ماتریس سازند می­باشد.

Keywords:

اثر پوسته , مدل سازی ریاضی , سازند شکافدار , شکاف , ماتریس