مطالعه آزمايشگاهي اثر ذرات LCM بر گراديان شكست سازند جهت بهبود مقاوم سازي ديوارهي چاه

An Experimental Study of LCM Effect on Formation Fracture Gradient to Improve Wellbore Strengthening

سيال حفاري نقش بسيار مهمي در طول عمليات حفر يك چاه بازي مي كند و مي تواند عامل وقوع بسياري از مشكلات و يا درمان به موقع چالش ها باشد. ازجمله اين چالش ها مي توان به هرز روي سيال اشاره كرد كه هزينه و زمان عملياتي را به شدت بالا مي برد. راه حل كليدي جهت حل اين مشكل، بهبود فشار قابل تحمل سازند و مقاوم سازي ديواره ي چاه به كمك سيال حفاري است. هدف اين مطالعه، طراحي و ساخت دستگاه «ارزيابي مقاوم سازي ديواره ي چاه» جهت شبيه سازي فرآيند شكست سازند و بررسي اثر ذرات كنترل كننده ي هرز روي (LCM) بر بهبود خواص پوششي گل و گراديان شكست سنگ مي باشد. لذا در اين مقاله از مغزه هاي استوانه اي بتني به عنوان نمونه سنگ استفاده شده و گل پايه آبي بنتونايتي حاوي 2 نوع مختلف LCM به عنوان سيال حفاري در نظر گرفته شده است. نتايج آزمايش هاي انجام شده نشان مي دهد كه افزودن LCMهاي مختلف به سيال حفاري، مي تواند منجر به افزايش فشار شكست سنگ (FBP) و فشار بازشدگي مجدد شكاف (FRP) در نمونه هاي بتني شود و به ترتيب تا 33 و 72 درصد به بهبود آن ها كمك كند. درنتيجه مي توان قبل از ورود به سازندهايي كه امكان هرز روي در آن ها بالاست، به طور پيوسته از ذرات LCM در سيال حفاري جهت بالا بردن فشار شكست سازند، استفاده كرد.

Drilling fluid plays an important role during the drilling operation of a well and can lead to a lot of problems or cure different challenges. Loss circulation is one of these challenges, which can increase non-productive time and operation costs, dramatically. The key solution for solving this problem is to increase the pressure-bearing capacity of the formation and to strengthen the wellbore with the help of drilling fluid. The purpose of this study is to design the "Wellbore Strengthening Evaluation" apparatus to simulate the formation fracturing process and investigate the LCM effects on the improvement of mud properties and rock fracture gradient. Therefore, in this paper, the cylindrical concrete cores are used as rock samples and Water-based bentonite drilling mud containing two different types of LCM are considered as drilling fluid. The results of experiments show that the addition of different LCMs to the drilling fluid leads to an increase in the formation breakdown pressure (FBP) and fracture reopening pressure (FRP) to 33 and 72%, respectively. Therefore, before drilling a formation with the possibility of loss circulation, it is an effective practice to add LCM particles in the drilling fluid to increase the fracture pressure of the formation.