هومن زارع - دانشکده مهندسی نفت، واحد علوم و تحقیقات ،دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،ایران
کاوه آهنگری - دانشیار گروه مهندسی معدن، واحد علوم و تحقیقات ،دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،ایران
زهرا ملکی - استادیار گروه زمین شناسی، واحد علوم و تحقیقات ،دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،ایران

ناپایداری دیواره چاه یکی از مشکلات اصلی در صنعت حفاری می باشد. یکی از بهترین روش ها جهت حل این مشکل، تعیین پنجره وزن گل مناسب می باشد. جهت تعیین پنجره گل مناسب، شناخت خصوصیات مکانیکی سازند، همراه با مقدار تنش های برجا آنالیز پارامترهای تاثیر گذار مختلف، امری ضروری است. هدف این پروژه، تعیین پنجره گل ایمن حفاری در چاه مورد مطالعه در حالت دو حالت حفر چاه بصورت افقی عمودی است در ادامه نیز به بررسی تاثیر تغییرات تنش های برجا ضریب بایوت بر روی پنجره گل پرداخته شده است. جهت این کار، یک مدل سه بعدی به کمک نرم افزار عددی المان محدود ABAQUS ساخته شده است. روش المان محدود، یکی از پرکاربردترین روش های عددی در زمینه مهندسی است. انعطاف پذیری زیاد این روش در مدلسازی ها، اعمال شرایط مرزی متنوع غیره باعث شده است که این روش، یکی از پرکاربردترین روش های عددی باشد. در این مدل اثر تخلخل، تراوایی در نتیجه فشار منفذی که خود یکی از عوامل تاثیرگذار بر روی ناپایداری دیواره چاه است، جهت بررسی دقیق تر نزدیکتر به واقعیت در نظر گرفته شده است. در ادامه، محدوده مجاز گل که در آن هیچگونه زون پلاستیکی در دیواره چاه تشکیل نمی شود، به عنوان محدوده مجاز گل حفاری معرفی شده است. برای تعیین این محدوده، فشار سیال، متناسب با زمان، اعمال شده است. برای تعیین حد بالا از فشار صفر تا بالاتر از فشار شکست متناسب با زمان اعمال نیرو شد. لحظهای که زون پلاستیک مشاهده شد، به عنوان حد بالای فشار گل در نظر گرفته شد. برای حد پایین نیز به همین ترتیب عمل شده است. در ادامه به مقایسه پنجره های گل حاصله در دو حالت حفر چاه به صورت افقی عمودی پرداخته شده که پنجره ایمن گل حفاری در حالت حفر چاه بصورت قایم نسبت به حفر چاه بصورت افقی، گستردهتر بوده در بازه فشاری وسیعتری میتوان عملیات حفاری را انجام داد.

پنجره گل، تنش های برجا، چسبندگی، امتداد حفر چاه، نرم افزار ABAQUS