بخشی از مقاله
چکیده :
در بسیاری از نقاط دنیا، میادین نفتی با مشکل مچالگی جداری روبرو هستند. این مساله به دلیل بیشتر شدن تنش های افقی بیرونی از مقاومت جداری رخ می دهند. برای مقابله با این پدیده باید به مقاوم سازی جداری پرداخت که انجام این امر در سراسر چاه هزینه بالایی در پی دارد لذا می بایست در هر میدان سازندها و به صورت مشخص تر لایه هایی که دارای خطر بروز این مشکل هستند شناسایی شوند تا مقاوم سازی فقط برای این بازه انجام گیرد و برای جداری گذاری چاه های بعدی نیز برنامه ویژه ای در این نواحی اتخاذ شود.
در این مقاله با استفاده از داده های حفاری و نمودارگیری به ساخت مدل ژئومکانیکی و پس از آن مقایسه تنش افقی بیشینه با مقاومت جداری در یکی از چاه های میدان مارون پرداخته شد. نتیجه این کار تعیین اعماق 3050 متری تا 3620 متری به عنوان اعماق پرخطر از حیث مچالگی جداری بود. به عبارت دیگر بخش های 6 تا 1 از سازند گچساران در میدان مارون مستعد مچالگی جداری شناخته شدند و می بایست جداری ها در این بازه مقاوم سازی شوند.
مقدمه :
جداری ها به منظور حفاظت از چاه در زمان حفاری و تولید نفت نصب می گردند. این جداری ها در طول عمر چاه با تنش های مختلفی مواجه می شوند که ممکن است آن ها را دچار آسیب کند. به طور مثال پدیده ترکیدگی معمولا در اعماق بالایی چاه به دلیل بیشتر شدن فشار درونی لوله از فشار بیرونی رخ می دهد و پدیده مچالگی معمولا در اعماق پایینی چاه به دلیل بالاتر بودن فشار بیرونی از داخلی اتفاق می افتد
مچالگی جداری یکی از حوادث بسیار رایج گزارش شده در چاه های نفت و گاز می باشد. این مشکل در نواحی بسیاری در سراسر دنیا از جمله چاه های دریای شمال، خلیج مکزیک، کالیفرنیا، آمریکای جنوبی و آسیا گزارش شده است
به منظور کاهش خطر مچالگی در نظر گرفتن جداری های مقاوم تر و ضخیم تر در طراحی جداری پیشنهاد می گردد اما این امر مستلزم صرف هزینه زیاد برای هر چاه می باشد. بنابراین برای بهینه سازی طراحی جداری نیاز است اعماقی که به احتمال بالاتری دچار مچالگی می شوند مشخص گردند تا از این طریق هزینه صرف شده برای مقاوم سازی چاه در برابر مچالگی کاهش یابد.
میدان نفتی مارون:
میدان نفتی مارون دومین میدان نفتی بزرگ کشور است که در سمت شرق میدان اهواز قرار گرفته است. این میدان در سال 1346 کشف گردید و از سال 1349 تا کنون در حال تولید است. همان طور که در شکل 1 مشخص است، پدیده مچالگی جداری تقریبا از سال 1354 گریبان گیر این میدان نفتی بوده است. مطالعات انجام شده بر روی این میدان نشان داده است که یک مکانیزم واحد علت بروز این مشکل در این میدان نبوده است بلکه عوامل مختلفی از جمله حرکت لایه های نمکی و نحوه زمین ساخت این میدان می توانند در این مساله تاثیرگذار بوده باشند
شکل .1 تعداد چاه های دچار مچالگی شده میدان مارون در سال های مختلف
روش تحقیق:
برای تعیین نواحی پر خطر از نظر مچالگی نیاز به محاسبه و مقایسه تنش افقی بیشینه وارد شده از سوی لایه های زمین به جداری و مقاومت جداری در برابر مچالگی می باشد. لذا ایجاد یک مدل ژئومکانیکی برای زمین پیشنهاد می گردد.
مدل ژئومکانیکی زمین:
مدل ژئومکانیکی ارائه ای عددی از وضعیت تنش و خصوصیات مکانیکی بخشی از یک میدان یا حوزه است. بسیاری از پروژه های نفتی به دلیل بروز مشکلات ژئومکانیکی ناشی از فشار غیرنرمال در لایه های زمین، ناپایداری دیواره چاه، فعال شدن گسل ها، فشرده شدن مخزن و فرونشست زمین دچار چالش گردیده اند. کاهش خطرات ناشی از چنین مشکلاتی نیازمند شناخت دقیق میدان و ساختمان چاه است. ساخت مدل ژئومکانیکی می تواند در صرف وقت و هزینه برای توسعه میادین، ما را یاری کند
با پیروی از مراحل زیر به ساخت مدل ژئومکانیکی می پردازیم:
1. گردآوری داده ها
2. محاسبه خصوصیات مکانیکی الاستیک
3. محاسبه تنش های عمودی و افقی
4. تعیین مقاومت تک محوره جداری
5. آنالیز مقاومت جداری
