اثرات ژئومکانیکی افت فشار مخزن، دمای سیال حفاری و فشار اسمزی بر روی شرایط پایداری دیواره چاه (مطالعه موردی)

Abstract

ناپایداری دیواره چاه همواره یکی از مهمترین مشکلات در حین حفاری بوده است. به طور معمول، تعیین وزن سیال حفاری جهت پایداری دیواره چاه در حین حفاری، در شرایط اولیه مخزن انجام می‌شود. در حالیکه بعد از تولید از مخزن، با گذشت زمان، فشار منفذی لایه تولیدی در صورت نبود منبع فشار کاهش می‌یابد و باعث تغییر در مقدار و جهت تنش‌های برجا می‌شود. در این شرایط به منظور حفظ پایداری دیواره در حفاری چاه‌های جدید لازم است که اثر افت فشار مخزن جهت تعیین شرایط پایداری و مسیر بهینه در نظر گرفته شود. همچنین دیگر عوامل اثر گذار در پایداری دیواره چاه دمای سیال حفاری و اثر اسمزی آن می‌باشد. در این تحقیق به منظور بررسی اثر افت فشار مخزن بر روی شرایط پایداری چاه و مسیر بهینه حفاری و همچنین بررسی اثر اسمزی و دمای سیال حفاری، یکی از مخازن جنوب غرب ایران که دچارMPa 11 افت فشار شده است، مورد مطالعه قرار گرفت. در شرایط اولیه این مخزن حداقل فشار درون چاهی مورد نیاز جهت عدم ریزش دیواره چاه در محدوده 4/28 - MPa 2/34 بوده است و پایدارترین مسیر حفاری، حفر چاهی با زاویه ˚45 و در جهت تنش افقی حداقل می‌باشد. پس از کاهش MPa 11 فشار مخزن، با تغییر تنش‌های القایی اطراف دیواره چاه، حداقل فشار لازم جهت پایداری در محدوده 7/21-MPa 4/26 و پایدارترین مسیر حفاری ˚10 کاهش، چاهی با زاویه ˚35 می‌باشد. همچنین با در نظر گرفتن اثر دمای سیال حفاری بر روی این مقادیر، حداقل فشار لازم در چاه با مقداری کاهش در محدوده 4/21-MPa 26 می‌باشد و همچنین با اعمال اثر شیمیایی سیال حفاری بر روی محتوای رسی سازند این مقدار با مقداری افزایش در محدوده 22-MPa 7/26 می‌باشد. نهایتاً با در نظر گرفتن همزمان اثر اسمزی و دمای سیال به دلیل اثر معکوسی که دارند حداقل فشار لازم جهت پایداری در محدوده 8/21-MPa 5/26 می‌باشد. بنابراین، اثر افت فشار مخزن تأثیر قابل توجهی بر روی پایداری دیواره چاه دارد و سایر موارد در مخزن مورد مطالعه تأثیر کمی دارند.