ارایه یک مدل توام ژئومکانیکی- هیدرودینامیکی برای پیش‌بینی ماسه‌دهی

Abstract

در صنعت نفت به تولید ذرات یا تکه‌های به هم چسبیده ماسه همراه با سیالات مخزن، ماسه‌دهی گفته می‌شود. در ماسه‌دهی از چاه‌های نفت معمولا دو مکانیسم اصلی دخیل می‌باشد. مکانیسم اول ناپایداری مکانیکی و خرد شدن سنگ در مجاورت گمانه چاه بوده و مکانیسم بعدی، ناپایداری هیدرودینامیکی ناشی از اعمال نیروی تراوش بر مصالح خرد شده است. در این مقاله با در نظر گرفتن هر دو مکانیسم مزبور، یک مدل عددی برای پیش‌بینی شروع و میزان ماسه‌دهی پیشنهاد شده است. پیاده‌سازی مدل در یک برنامه اجزای محدود با توام‌سازی صریح معادلات جریان سیال و تغییرشکل اسکلت جامد تشریح شده است. مدل پیشنهادی با حذف المان‌های ارضاء کننده معیار ماسه‌دهی و همچنین تکه سنگ‌های نسبتا بکر جدا شده از مخزن، قادر به نمایش تغییرات هندسی حفره در اثر ماسه‌دهی می‌باشد. این مدل با استفاده از نتایج چاپ شده یک آزمایش ماسه‌دهی بر روی مغزه مشبک‌کاری شده از یک سنگ مخزن، کالیبره شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مدل در قالب شروع و میزان ماسه‌دهی، انطباق مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که بیانگر قابلیت استفاده از آن در تحلیل ماسه‌دهی چاه‌های نفت است.