مدل سازی اثرات ترکیبی جریان های آب، یون و حرارت روی پروفیل فشار منفذی در اطراف چاه حفاری شده در سازندهای شیلی

بهینه سازی غلظت نمک موجود در سیال حفاری، وزن گل، دما و سایر عوامل به منظور آنالیز صحیح و کامل پایداری دیواره چاه، به ویژه در هنگام حفاری در محیط های با دما و فشار بالا و هم چنین حفاری چاه های انحرافی ضروری می باشد. انتخاب صحیح این پارامترها مستلزم درک صحیح فعل و انفعالات انجام شده بین سیال حفاری و سازند شیلی در هنگام حفاری از درون این سازندها می باشد. بررسی های میدانی نشان داده که اثرات ترکیبی گرادیان های پتانسیل شیمیایی و حرارتی روی جریان سیال، می تواند به میزان قابل ملاحظه ای فشار منفذی و در نتیجه توزیع تنش نزدیک به دیواره چاه را تحت تاثیر خود قرار دهد در این تحقیق مدلی کامل برای جریان حل شونده، حلال (آب) و حرارت ارائه می شود. مدل ارائه شده در این تحقیق، هر دو محلول الکترولیتی یعنی سیال حفاری و سیال موجود در درون سازند را برخلاف متون قبلی که محلول ها را ایده آل فرض می کردند، غیر ایده آل فرض کرده است. این فرض به منظور ارائه مدلی صحیح و واقعی از جریان سیال و یون ها به درون غشاهای شیلی الزامی می باشد. به دلیل وجود اختلاف پتانسیل شیمیایی بین محلول های الکترولیتی، آب یا همان حلال می تواند از سمت غلظت حل شونده پایین یا از سمتی که پتانسیل شیمیایی آب بالا است، به سمت غلظت حل شونده بالا یا پتانسیل شیمیایی کم، جریان پیدا کند. اثرات گرادیان دمایی روی پایداری دیواره چاه های نفتی می تواند به ویژه در حفاری های انحرافی و ازمیان سازندهای با حرارت و فشار خیلی زیاد، مانند سازندهای واقع شده در مناطق عمیق دریایی و هم چنین چاه های عمیق که تغییر اندکی در دمای دیواره چاه باعث مشکلات ناپایداری زیادی می شود، بسیار مهم و ضروری باشد. پروفیل فشار منفذی در اطراف چاه از حل معادلات انتقال که در ادامه ذکر می شوند، به دست می آید.

Keywords:

اثرات شیمیایی و حرارتی , پایداری دیواره چاه , شیل , حرارت و فشار بالا , فشار اسمزی