مقاله تعیین دبی بحرانی تولید برای جلوگیری از رخداد فروریزش منافذ

بخشی از مقاله

چکیده - Abstract -

با تولید از مخازن هیدروکربوری و کاهش فشار منفذی تنش موثر وارده بر مخزن افزایش یافته و سبب تراکم سنگ مخزن میشود. این مرحله از تغییرشکل و تراکم در مخزن مربوط به تغییرشکل الاستیک میباشد. در صورت افزایش بیش از حد تنش موثر سنگ مخزن وارد مرحله تغییرشکل غیرالاستیک شده و به دنبال آن تخلخل، تراوایی و ضریب بازیافت مخزن به شدت کاهش مییابد. رخداد این پدیده فروریزش منافذ نامیده میشود. مرز بین تغییرشکل الاستیک و غیر الاستیک در مخزن فشار بحرانی نامیده میشود.

به این معنی که هرچه این ف شار بحرانی بی شتر با شد مقدار تولید از آن نیز بی شتر و رخدا فروریزش در آن به تعویق میافتد. در مقابل در مخازن با ف شار بحرانی پایین در دبیهای تولید پایین شاهد رخدا فروریزش در آنها خواهیم بود. در این تحقیق براساس مدل تحلیلی ارائه شده مقدار فشار بحرانی در زمانهای آستانه فروریزش مختلف و همچنیین دبی تولید بحرانی متناظر با آن در یکی از میادین خلیج مکزیک بررسی شده است.

.1 مقدمه و مبانی نظری - Introduction -

.1-1 مدل کمکلی - - Cam-clay

نسخه ابتدایی مدل کم کلی، اولین مدل رفتاری است که در دههی 60 میلادی برای شبیهسازی رفتار زهکشی شده رس عادی تحکیم یافته و تحت شرایط سه محوری تو سعه داده شده ا ست.[1] ضعف این مدل بهد ست آوردن پا سخ انحرافی در حالت تنش همسان است که با اصلاح قانون اتساع در نسخه اصلاح شده این مدل که به اختصار MCC1 نامیده می شود ارائه شد که با تغییر معادله سطح تسلیم در فضای − از فرم لگاریتمی به فرم بیضوی همراه بود. قانون جریان در هر دو نسخه مدل از نوع واب سته در نظر گرفته شده ا ست.

باوجود ا ستفاده گ سترده از مدل MCC ، این مدل نیز دارای معایبی میبا شد. بطور مثال مدل مذکور قادر به پیشبینی پدیده روانگرایی استاتیکی در ماسه سست اشباع نمیباشد. ضعف دیگر این مدل بیش اندازه برآورد کردن مقاومت برشی رسهای پیشتحکیم یافته است که این نقایص به شکل بیضوی سطح تسلیم مربوط می شوند. به عبارت دیگر سطح ت سلیم در صفحه انحرافی دارای مقطه دایره بوده و تفاوت در پا سخ م سیرهای تنش ف شاری و کششی که در معادلات ساختاری هر مادهای وارد میشود نادیده گرفته شده است.[1]

.2-1 تراکم همراه با برش

فشار منفذی در مخزن بخشی از تنش وارده به سنگ را تحمل میکند و فضای منافذ را باز نگه میدارد، کاهش فشار منفذی در اثر تولید از مخزن سبب افزایش تنش موثر شده و سنگ را متراکم میکند. در سازندهایی که از سیمان شدگی پایینی برخوردار ه ستند و ضخامت زیادی دارند افزایش تنش موثر در اثر تولید میتواند سقف منافذ را به کف بر ساند و سبب کاهش شدید در تخلخل و به دنبال آن تراوایی مخزن شود. این نوع تغییر شکل را فروریزش منافذ مینامند. به عبارت دیگر افزایش تنش موثر در اثر کاهش ف شار منفذی سبب تغییر شکل الا ستیک سنگ شده و هنگامی که این افزایش تنش از حدی بیشتر شود شکل و قالب سازند را شکسته و سنگ دچار تغییرشکل غیرالاستیک میشود. برای نشان دادن رفتار الاستیک و غیرالاستیک سنگ ازمفهوم اندکپ - - endcaps استفاده میشود.

این اندکپها در آزماشگاه به دست میآیند و در فضای − تعریف می شوند. که میانگین تنش و انحراف تنش میبا شد. اندکپها مکان هند سی نقاطی با تخلخل برابراند و مرز بین تغییرشکل الاستیک و غیرالاستیک را نشان میدهند. شکل اندکپها به خصوصیات سنگ و معیارشکست انتخاب شده ب ستگی دارد. به عبارت دیگر هرچه سنگ سخت تر با شد اندازه اندکپها افزایش مییابد.[2] در شکل 1مرز بین تغییر شکل الاستیک و غیرالاستیک نشان داده شده است.

.2 روش و مراحل تحقیق - Materials and Methods -

در اثر تولید از مخزن و در نتیجه کاهش فشار منفذی و افزایش تنش موثر سنگ مخزن دستخوش تغییراتی میشود که یکی از این تغییرات تراکم و درنتیجه کاهش تخلخل میباشد. این تراکم تازمانی که سنگ به صورت الاستیک رفتار کند عادی بوده و به دنبال آن تخلخل و تراوایی مخزن مورد نظر به صورت عادی تغییر میکند. از نقطهای به بعد سنگ وارد مرحله تغییر شکل غیرالاستیک میشود به این معنی که تخلخلی که پیش از این به صورت عادی کاهش مییافت به شدت کاهش یافته و ضریب بازیافت مخزن به شدت افت میکند، فشاری که مرز بین این دو تغییر شکل را بیان میکند فشار بحرانی میباشد. مدل تحلیلی ارائه شده در این تحقیق در قالب الگوریتم در شکل2 آورده شده است. زمانی که اندازهگیری فشار منفذی در زمانهای مختلف بعد از تولید در دسترس باشد الگوریتم شکل 2 جهت تعیین فشار بحرانی برای تعویق در فروریزش و همچنین تغییرات دبی بحرانی استفاده میشود. به این منظور این بخش از تحقیق تحت بخشهای زیر به بررسی مراحل این الگوریتم پرداخته است.