بخشی از مقاله
خلاصه
سیال حفاری یکی از مهم ترین بخش های عملیات حفاری است که تقریبا 30% از هزینه ی کل عملیات حفاری را شامل می شود . هرزروی گل در واقع جریان غیر قابل کنترل همه یا بخشی از سیال حفاری به داخل سازند است که این پدیده دو نوع دارد: هرزروی طبیعی و القایی. مشکل هرز¬روی سیال حفاری از اولین زمان های شروع به حفاری چاه های نفت و گاز مشهود بوده است.
وقتی این مسئله شکل جدی به خود گرفت که حفاری چاه های عمیق تر یا تخلیه شده در دستور کار قرار داده شد. هرزروی سیال حفاری می تواند باعث افزایش زمان و هزینه عملیات ، گیر کردن لوله های حفاری، آسیب رساندن به سازند و جریان کنترل نشده نفت و گاز در چاه شود. . این هرز¬روی به علت اختلاف فشار سیال حفاری و سازند، وجود شکاف، خواص سازند و عوامل دیگر به وجود می¬آید.
برای جلوگیری از این مشکل از مواد کنترل¬کننده هرز¬روی گل حفاری - حاصل از آزمایش های گوناگون - که کمترین آسیب را به سازند می¬ رسانند، استفاده می¬ شود. تعیین مقدار هرزروی در مقابله با مشکلات ایجاد شده بسیار مفید است. پارامتر های متفاوتی از جمله وزن سیال حفاری ، فشار پمپ، عمق و... بر روی هرز روی تاثیر دارد. با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می توان مقدار هرزروی را پیش بینی کرد. شبکه عصبی یک سیستم موازی و مدل ریاضی الهام گرفته شده از شبکه عصبی انسان است که توانایی یادگیری داشته و می تواند روابط پیچیده میان پارامتر های مختلف را بیابد.
.1 مقدمه
سیستم گردش گل مهم ترین بخش عملیات حفاری می باشد و بدون آن این عملیات نمی تواند ادامه یابد. سیال حفاری قسمت اصلی سیستم گردش کل است که تقریبا 30% از هزینه ی کل عملیات را در بر می گیرد. هرزروی گل در واقع جریان غیر قابل کنترل همه یا بخشی از سیال حفاری به داخل سازند است که این پدیده دو نوع دارد: هرزروی طبیعی و القایی. هرزروی طبیعی ممکن است در سازند های دانه درشت و تراوا که دارای شکستگی هستند اتفاق بیفتد ولی هرزروی القایی ممکن است توسط یک سری عوامل خارجی که شکستگی مکانیکی و هیدرولیکی در سازند ایجاد می کنند، روی دهد.
مشکل هرزروی همواره در تاریخ حفاری مشاهده شده است. هرزروی گل زمانی رخ می دهد که تراوایی سازند به اندازه ی کافی زیاد باشد یا حفره ها و شکستگی های موجود در سازند چنان بزرگ باشد که به وسیله مواد جامد موجود در گل مسدود نشوند. هرزروی ممکن است از مقدار کم تا خیلی زیاد متغیر باشد. احتمال بروز این مشکل زمانی افزایش می یابد که عمق حفاری افزایش یابد و یا سازند های با فشار منفذی کم و یا تخلیه شده حفاری شوند.[1] هرزروی می تواند باعث ایجاد مشکلاتی از جمله افزایش زمان عملیات حفاری ، افزایش هزینه حفاری ،گیر کردن لوله ها و فوران چاه شود.[2]
برای مقابله با هرزروی و مشکلات مربوط به آن سالانه میلیون ها دلار هزینه می شود. ممکن است پارامتر های زیادی شدت هرزروی سیال حفاری را تحت تاثیر قرار دهند. از جمله آنها، عبارتند از: گرادیان فشار سازند، گرادیان فشار شکست سازند، خصوصیات سیال حفاری، لیتولوژی سازند در حال حفاری، وجود درزه ها و غار ها - منظور از غار ایجاد شدن فضاهای خالی در اثر انحلال سنگ توسط جریان سیالات زیرزمینی است - در سازند، پارامتر های حفاری مثل فشار و دبی پمپ و پارامتر های شناخته شده و شناخته نشده بسیار دیگری که پیش بینی مقدار هرزروی سیال هنگام حفاری چاه در یک سازند خاص را مشکل میکنند. [3]
هرزروی سیال حفاری ممکن است به علل متفاوتی از جمله وجود سازند هایی با تراوایی بالا، فیلتر شدن سیال حفاری، نفوذ سیال داخل ماتریس سنگ و یا ایجاد و گسترش شکاف در داخل سنگ ایجاد شود. مورد آخر از عمده ترین دلایل هرزروی کامل سیال حفاری به شمار میرود و بیش از %90 هزینه های صرف شده برای درمان هرزروی به این مورد اختصاص دارد. برای جلوگیری از این مشکل از مواد کنترلکننده هرزروی* گل حفاری - حاصل از آزمایش های گوناگون - که کمترین آسیب را به سازند میرسانند، استفاده میشود.
مشکل هرزروی سیال حفاری از اولین زمان های شروع به حفاری چاه های نفت و گاز مشهود بوده است. وقتی این مسئله شکل جدی به خود گرفت که حفاری چاه های عمیق تر یا تخلیه شده در دستور کار قرار داده شد. شرکت های نفتی سالانه میلیون ها دلار صرف برطرف کردن مشکل هرزروی میکنند. هدر روی سیال حفاری یا دوغاب سیمان در فضاهای خالی درون سازند حین عملیات حفاری را هرز روی میگویند . هرزروی در صنعت به صورت نشت - کمتر از - 10 bbl/hr،مختصر - - 100-10 bbl/hr، شدید - 500-100 bbl/hr - و کامل - بیشتر از - 500 bbl/hrطبقه بندی می شود.
باید توجه داشت که کاهش حجم گل از حجم کل در اثر کم شدن عصاره گل و پر کردن چاه جدید، کاملا متفاوت از هرزروی است. هرزروی در نوع، شدت و مکان وقوع درون چاه متفاوت است. دانستن نوع و مکان هرزروی در انتخاب صحیح مواد کنترل هرزروی کمک میکند. مکان هرزروی با استفاده از اطلاعات حفاری های قبلی ، تغییرات سازندی و تکنیک های مختلف نمودارگیری مشخص میشود.
از آنجا که اغلب مخازن ایران از نوع کربناته با شکستگی های فراوان هستند،کاربرد حفاری بالای تعادل در این مخازن باعث ایجاد مشکلات عدیده ای از جمله هرزروی گل می گردد. با توجه به اینکه هزینه اولیه تجهیزات حفاری زیر تعادل نسبت به حفاری بالای تعادل بیشتر است، تجزیه و تحلیل مناسب به منظور یافتن مقدار هرزروی ضروری به نظر میرسد.
هوش مصنوعی توسط فلاسفه و ریاضی دانانی نظیر بول که اقدام به ارائه قوانین و نظریه هایی در مورد منطق نمودند، مطرح شده بود. با اختراع رایانه های الکترونیکی در سال 1943، هوش مصنوعی ، دانشمندان آن زمان را به چالشی بزرگ فراخواند. در این شرایط، چنین به نظر می رسید که این فناوری قادر به شبیه سازی رفتار های هوشمندانه خواهد بود. نام هوش مصنوعی در سال 1965 میلادی به عنوان یک دانش جدید ، ابداع گردید. البته فعالیت در این زمینه از سال 1960 میلادی شروع شد.[4]
برای نگارش مقالات فارسی ضروری است از نرمافزار Word 2007 استفاده شود. از فونت - - B Nazanin 12ptو فاصله خطوط single در تهیه متن اصلی مقاله استفاده گردد. متن مقاله بصورت تک ستونی و با حاشیه 30 میلیمتر از راست و 25 میلیمتر از چپ و 30 میلیمتر از بالا و پایین تهیه گردد. عنوان هر بخش با فونت - B Nazanin، اندازه فونت 12و ضخیم - ، با شماره بخش و با فاصله دو خط خالی از بخش قبلی و یک خط خالی از متن نوشته شود. اولین خط همه پاراگرافها، بجز اولین پاراگراف بعد از متن، بصورت هماهنگ 12 میلیمتر فرورفتگی داشته باشد.
.2شبکه های عصبی مصنوعی
شبکه های عصبی، سیستم ها و روش های محاسباتی نوین هستند برای یادگیری ماشینی،4 نمایش دانش و در انتها اعمال دانش به دست آمده در جهت پیش بینی پاسخ های خروجی از سامانه های پیچیده. ایده اصلی این گونه شبکه ها - تا حدودی - از شیوه کارکرد سیستم عصبی زیستی برای پردازش داده ها و اطلاعات به منظور یادگیری و ایجاد دانش، الهام گرفته شده است.
عنصر کلیدی این ایده، ایجاد ساختار هایی جدید برای سامانه پردازش اطلاعات است. این سیستم از شمار زیادی عناصر پردازشی به هم پیوسته با نام نورون تشکیل شده که برای حل یک مسئله با هم هماهنگ عمل می کنند و توسط سیناپس ها - ارتباطات الکترو مغناطیسی - اطلاعات را منتقل می کنند. در این شبکه ها اگر یک سلول آسیب ببیند بقیه سلول ها می توانند نبود آن را جبران کرده و نیز در باز سازی آن سهیم باشند. این شبکه ها قادر به یادگیری هستند.[5] شبکه عصبی یک ابزار قابل اعتماد برای پیش بینی و براورد کردن است زیرا میتوانند به سزعت - 0,001 ثانیه - روابط پیچیده میان پارامتر ها را با خطایی کم بیابد و جواب معقولی را ارائه کند. شکل 1 نمای شماتیک یک شبکه عصبی را نمایش می دهد.[6]
