ارائه‌ی یک مدل تحلیلی پوروالاستیک جهت ارزیابی عملکرد ذرات LCM در مقاوم‌سازی دیواره‌ی چاه

Abstract

یکی از مهمترین مشکلات در حین عملیات، هرزروی سیال حفاری می‌باشد که منجر به اتلاف هزینه‌ و زمان مفید عملیات می‌گردد. تجربیات میدانی و مطالعات پژوهشی نشان می‌دهد که «مقاوم‌سازی دیواره‌‌ی چاه (WBS)» رویکردی مؤثر برای کنترل و یا درمان این چالش است. درواقع انسداد ترک‌های موجود در دیواره‌ی چاه با استفاده از ذرات کنترل‌کننده‌ی هرزروی (LCM)، توزیع تنش و فشار سیال را بر دیواره‌ی چاه و سطوح ترک‌، تغییر داده و احتمال هرزروی را کاهش می‌دهد. در این مقاله تلاش شده است تا با بکارگیری مفاهیم مکانیک شکست، یک مدل تحلیلی پوروالاستیک ارائه شود و عوامل مؤثر بر تنش‌های حول دیواره‌ی چاه و نوک ترک، ارزیابی گردد. نتایج بدست آمده از آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مختلف نشان می‌دهد که پارامترهای ژئومکانیکی (ناهمسانگردی تنش‌های برجا)، پارامترهای هندسی (محل تشکیل پلاگ LCM، طول شکاف) و پارامترهای پوروالاستیک سازند (فشار مخزن و ضریب بیوت)، اثر قابل ملاحظه‌ای بر میزان موفقیت WBS دارند. بر طبق این نتایج، مقاوم‌سازی دیواره‌ی چاه، در شرایط تنش همسانگرد، سازند کم‌فشارتر و طول شکاف کمتر، مؤثرتر می‌باشد؛ چراکه تمرکز تنش در نوک ترک، کمتر بوده و احتمال رشد آن کاهش می‌یابد. همچنین، هرچه محل تشکیل پلاگ LCM به دهانه‌ی شکاف، نزدیک‌تر باشد مقاوم‌سازی بهتر انجام می‌شود.