بخشی از مقاله
چکیده
اطلاع از جهت و مقدار تنش در اعماق زیاد نکته مهمی در علوم زمین و مهندسی می باشد. دست یابی به راه حل هاي علمی و مهندسی در مسائل تنش هاي پیرامون چاه نیازمند اطلاع دقیق از موقعیت تنش در عمق می باشد.در این مقاله پس از قرائت داده هاي پتروفیزیکی از جمله لاگ صوتی به محاسبه مدول هاي الاستیک سنگ مخزن در حالت دینامیکی پرداخته و بعد از تبدیل آنها از حالت دینامیکی به حالت استاتیکی به محاسبه مقاومت تک محوري سنگ مخزن مناسب با آن پرداخته شده است، سپس با توجه به فشار منفذي و وزن گل، فشار گل محاسبه تا بزرگی - مقدار - تنش هاي برجا که شامل تنش عمودي و تنش افقی ماکزیمم و مینیمم حاصل آید.
بعد از تعیین شدن نوع تنش ، با قرار دادن مقدار بزرگی تنش ها و تحلیل آن بوسیله ي تئوري آندرسون صحت آن یا عدم صحت آن مشخص می گردد.به دلیل اینکه بزرگی تنش ها بوسیله مقاومت اصطکاکی بین ناپیوستگی ها کنترل می شود استفاده از این روش براي اندازه گیري بزرگی تنش ها استفاده می شود.بدست آوردن اختلاف تنش ها و بزرگی آنها به صورت تئوریک روش هاي گوناگونی دارد،در حالیکه به صورت عملیاتی چندان ساده نیست.در مهندسی نفت پایه تمام محاسبات مکانیک سنگی همین تنش هاي ذکر شده می باشد که پایه اي جهت تصمیم گیري در عملیات هاي وابسته به ژئو مکانیک است مانند پیش بینی تولید ماسه،آنالیز پایداري دیواره چاه، شکست هیدرولیکی ، فرونشست مخزن و ... می باشد.
واژه هاي کلیدي: ژئومکانیک ،تنش هاي برجا، تئوري آندرسون ، رژیم هاي تنش، گسلش ،ضریب اصطکاك داخلی
-1 مقدمه
ژئومکانیکاساساً، دانشی است که به بررسی وتحلیل رفتار زمین در برابر تنش ها می پردازد . این تنش ها ممکن است تنش هاي طبیعی درون زمین یا تنش هاي القاء شده توسط انسان در عملیات مختلف ، از جمله حفاري باشد . بنابراین همانگونه که از نام این علم پیداست ، کلید مشکلات فیزیکی ومکانیکی حاصل از اندرکنش مصالح در اعماق مختلف زمین و تنش هاي موجود ، درحیطه مطالعات این علم می گنجد ؛ ولی پیداست که بررسی ناهنجاري هاي شیمیایی و مشکلات پدیدآمده از آن - بویژه درصنعت حفاري - در بازه علوم دیگري به غیر از ژئومکانیک قرار داردبذم.
براي درك بهتر مفهوم میدان تنش در مهندسی نفت،محققی به نام آندرسون یک تئوري ارائه داده است که به نام تئوري گسلش آندرسون معروف است.به دلیل اینکه بزرگی تنش ها بوسیله مقاومت اصطکاکی بین ناپیوستگی ها کنترل می شود استفاده از این روش براي اندازه گیري بزرگی تنش ها استفاده می شود. در ابتدا به بررسی تخمین ضرایب الاستیک با استفاده از داده هاي پتروفیزیکی پرداخته و سپس مسئله تنش ها و صحت مقادیر آن از نقطه نظر تئوري آندرسون تحلیل می شود.
-2 تخمین ضرایب الاستیک با استفاده از داده هاي پتروفیزیکی براي محاسبه تنش هاي افقی حداقل و حداکثر از روابط پروالاستیک - بدلیل نبود آزمایشات برجا - ، نیاز به شناخت ضرائب الاستیک تنها جν و E ض داریم . در زیر روابطی که براي محاسبه ضرائب الاستیک جν و Eض از روي داده هاي پتروفیزیکی، لازم است بیان شده است. بلم مقادیر استاتیک نسبت پواسون و مدول یانگ ، بر اساس روابط همبستگی وانگ که از طریق تست هاي آزمایشگاهی برروي مغزه ها بدست آمده است، بصورت زیر می باشد: که در این روابط جکص ض آهستگی موج برشی بر حسب جعفَطککض، جطص ضآهستگی موج تراکمی - فشاري - بر حسب جعفَطککض، ج بر حسب جصعطَط؟ض ، جν2ضنسبت پواسون دینامیکی وج2غضمدول یانگ دینامیکی بر حسب جهبنضاست . در سال 2009 دکتر شهبازي و مهندس نبئی رابطه رگرسیونی زیر را براي سازند آسماري ارائه دادند. که در این فرمول جکص ضوجطص ضبرحسب جصسَکμض می باشد.
یکی از پارامترهاي مهم در ارزیابی ناپایداري چاه توسط معیارهاي شکست ، مقاومت فشار تک محوره جحهسض می باشد که توسط رابطه زیرکه در میادین جنوب غرب ایران استفاده شده ، بدست می آید :- 3 وزن گل به کار برده شده و تعیین فشار منفذي - - pp و فشار گل - - pw وزن گل به کار برده شده در این میادین بین - 1,03-0,5 - گرم بر سی سی است که ما مقدار 1,03 گرم بر سی سی را در ایم پروژه در نظر گرفته شده است. و رابطه فشار منفذي از طریق رابطه زیر بدست می آید:
-4 تعیین تنش - - Sv از طریق لاگ دانسیته بطور ریاضی ، تنش روباره بوسیله انتگرال گیري دانسیته سنگ از سطح تا عمق مورد نظر بصورت زیر بدست می آید : در صورتی که حفاري در دریا صورت گیرد معادله بالا بصورت زیر خواهد شد : که دانسیته سنگ که تابعی از عمق می باشد ، ؟ ثابت شتاب گرانشی ، دانسیته متوسط روباره ، ρw دانسیته آب و zw عمق آب می باشد. از آنجا که حفاري در میدان مورد نظر در خشکی انجام شده پس رابطه مورد نظر ما در این تحقیق رابطه - 9 - می باشد . دانسیته متوسط در چاه مورد مطالعه برابر با خزحل در نظر گرفته شده است بصم.
-5 تعیین مقدار تنش افقیحداکثرحداقل - غطعلاح - و x - هعدح - روش هاي مختلفی براي تعیین تنش افقی حداقل وجود دارد از جمله : روش شکست هیدرولیکی ، آزمایش نشت ، جطق ضکه می توان مقدار تنش افقی حداقل رامستقیماً از این آزمایشات بدست آورد . در میان این روش ها ، دو روشی که بیشتر براي تعیین تنش افقی حداقل استفاده می شود عبارتند از : روش شکست هیدرولیکی و آزمایش نشتبخم .
