طراحی وزن گل حفاری با توجه به ژئومکانیک سازند به منظور پایداری دیواره چاه

هنگام حفر یک چاه اصل بر این است از روش حفاری عمودی برای رسیدن به مخزن استفاده گردد،ولی در بعضی موارد به دلایل فنی یا اقتصادی به جای این روش، از روش حفاری جهت دار استفاده می شود. در اصطلاح علم حفاری، به دانش حفر یک چاه در امتداد یک مسیر مایل از پی ش تعیین شده برای رسیدن به هدف مشخص حفاری جهت دار گفته می شود. زمان پیدایش بحث پایداری دیواره چاههای نفتی در هنگام حفاری را می توان تقریبا به موازات شروع استفاده از تکنولوژی حفاری زاویه دار و افقی دانست . ناپایداری چاه و دیوا ر ه آن عبارت است از کلیه مشکلاتی (اعم از فیزیکی و شیمیایی ) که به نوعی سازندهای پوشاننده دیواره را از تعادل خارج می سازند . نتیجه این عدم تعادل پدیده هایی مانند ریزش جزئی و کلی دیواره، تورم سازند و گیرکردن رشته حفاری، ایجاد درزه، ترک و شکستگی در دیواره چاه، پوسته پوسته شدن دیواره و... میباشد. مکانیسم های مختلفی در ایجاد شکست و گسیختگی در سازندها بهنگام حفاری نقش دارند. یکی از مکانیسم های شکست، شکست کششی است . این نوع شکست زمانی روی می دهد که تنش درون دیواره های چاه بصورت کشش عمل نماید و نهایتا از حد تحمل کشش سنگ فراتر رود . این عمل موجب ایجاد شکست در سنگ بصورت صفحه ای عمود بر تنش کوچکتر وارده از زمین می گردد . از سوی دیگر، سازند ممکن است تحت فشارش نیز دچار شکستگی گردد . شکستگی های فشارشی اصولا بوسیله دو عامل وزن مخصوص بسیار بالا، و یا بسیار پایین گل حفاری پدید می آی ند. لذا وزن مخصوص گل در کنترل پایداری دیواره چاه بسیار موثر است . بدین صورت میتوان گفت که اولاً ، وزن مخصوص گل باید به قدری کافی باشد که نسبت به میزان تنش موجود در خلل و فرج سازند برتری داشته باشد . دوم آنکه گل باید به اندازه کافی سنگین باشد تا خطر شکستگی های فشارشی در اثر وزن مخصوص پایین پدید نیاید . سوم آنکه وزن گل نباید به حدی زیاد باشد که سازند در اثر فشارهای وارده تخریب هدف از نگارش این مقاله بررسی پایداری فیزیکی دیواره چاه، از طریق برآورد وزن مخصوص بهینه گل حفاری با نگاهی به روش ها و روابط مرسوم فعلی، و اضافه نمودن پارامترهای مکانیکی سازندها به این روش ها و ابداع و پیشنهاد روابطی جدید می باشد.

کلیدواژه ها:

پایداری یزیکی دیواره ، وزن مخصوص گل ، مکانیسم شکست ، مقاومت سازند ، شیل