بررسي اثر اختلاف دماي سازند و سيال حفاري بر مسير بهينه حفاري با استفاده از مدل ترمو پورو الاستيك

حفظ پایداری دیواره چاه در حین عملیات حفاری از اهمیت بسیار زیادی بر خوردار است. ناپایداری دیواره میتواند از ادامه عملیات حفاری جلوگیری كرده و یا باعث صرف وقت و هزینههای زیادی شود. تعیین مسیر بهینه حفاری بسیاری از مشكلات ناشی از ریزش دیواره و یا ایجاد شكاف در حین حفاری را كاهش میدهد. برای این منظور ابتدا باید پنجره گل در زوایای مختلف محاسبه شود. مسیری كه دارای وسیعترین پنجره گل باشد، بسیار مناسب است. در مسیرهایی كه حد پایین پنجره گل كمترین میزان است، باكم كردن وزن گل میتوان نرخ حفاری را افزایش داد. برای تعیین مسیر بهینه، محاسبه تنشها در دیواره چاه ضروری است. مدلهای مختلفی به منظور برآورد تنشهای دیواره پیشنهاد شده است. در این مقاله نتایج حاصل از معادلات كرچ و مدل ترمو پورو الاستیك با یكدیگر مقایسه میشوند. معادلات كرچ، تنها تنشهای برجای منطقه را عامل ایجاد تنش در دیواره میداند. مدل ترمو پورو الاستیك علاوه بر در نظر گرفتن تنشهای برجا، تنشهای القایی در اثر اختلاف دمای گل و سازند و همچنین اختلاف فشار گل و سیال منفذی را نیز محاسبه میكند. ابتدا به منظور به دست آوردن پارامترهای ثابت استفادهشده در دو روش بیان شده، مدل مكانیكی یكبعدی زمین برای مخزن نفتی مورد مطالعه ساخته شده است. سپس تنشهای دیواره با استفاده از معادلات كرچ و حل تحلیلی روابط ترمو پورو الاستیك محاسبه و نتایج در معیار شكست موگی كولومب قرار داده میشوند. بر اساس رژیم گسلش منطقه، هر دو مدل چاه افقی را برای ادامه حفاری در مخزن بهینه دانستهاند ولی در محاسبه آزیموت و پایینترین حد پنجره گل با یكدیگر اختلاف دارند.

Wellbore stability has a very important role in drilling operation. Wellbore instability may cause stop in operation and some extra time and cost. Determination of optimum trajectory reduces many of the problems caused due to collapse or fracturing during drilling. To aim this, mud window should be calculated for different directions. The best trajectory is one with the widest mud window. Mud window may be reduced in trajectories with the least collapse pressure and increase the ROP. Determine the stress around wellbore is critical to optimize the trajectory. Different models are proposed for this determination. In this article, results of Kirschʹs equations and thermos-poro-elastic models are compared. The only reason of stresses around wellbore stability is known due to in-situ stresses by Kirschʹs equations, whereas, thermo-poro-elastic model considers induced stresses due to differences between temperature and pressure and drilling fluid and formation as well as in-situ stresses. In the first step of this study, mechanical earth model of a reservoir is built to gain in-situ stresses and Geomechanical parameters. Then, calculated stresses using two models are applied into Mogi-Coulomb failure criteria. According to the faulting region, two model predict a horizontal well as optimized wellbore to continue drilling in the reservoir but they are different in prediction of lower limit of mud window and optimized azimuth.