تعيين وزن بهينه گل براي حفاري چاه قائم در حضور شكستگي‌ها: مطالعه موردي چاه SIE-04 در ميدان نفتي سيري

فشار گل پايداري ارزيابي پايداري چاه در مرحله اول به‌منظور تعيين پنجره ايمن وزن گل حفاري است. تعيين حد پايين فشار گل حفاري به‌منظور جلوگيري از وقوع شكست برشي در ديواره چاه و حد بالاي فشار گل به‌منظور جلوگيري از وقوع شكست كششي ( شكست هيدروليكي)، بر اساس گراديان شكست برشي (SFG) و گراديان شكستگي (FG) انجام مي‌شود. در اين مقاله به‌منظور بررسي اثر حضور شكستگي‌ها در مكانيسم‌هاي شكست چاه و تعيين پنجره ايمن گل حفاري، روابط تحليلي و مدل‌سازي عددي به روش المان‌مجزا ارائه‌شده است. براي اين منظور از معيار موهر كولمب – جيگر به‌منظور بررسي شكست برشي با در نظر گرفتن اثر حضور ناپيوستگي‌ها در مجاورت ديواره چاه استفاده‌شده است. نتايج حاصل از اين بررسي نشان داد كه در بازه‌هاي مشخصي از (β) كه معرف نحوه جهت‌گيري ناپيوستگي در مقايسه با امتداد تنش افقي بيشينه است، حضور شكستگي‌ها اثري بر مقاومت نهايي توده سنگ نخواهد داشت. همچنين برخلاف اين تصور كه شكست برشي در امتداد تنش افقي كمينه رخ مي‌دهد (در اين مقاله منظور براي حالتي است كه θ=0)، در حالتي كه اثر حضور ناپيوستگي‌ها در نظر گرفته شود، بيشترين فشار گل موردنياز به‌منظور جلوگيري از شكست و لغزش در امتداد چاه در زاويه (β=45+ϕ_w/2=52.25) و(θ=84.25) است. همچنين در بازه‌ي (17.5≤θ≤46.5) شكستگي‌ها اثر در مقاومت نهايي شكست نخواهند داشت. فشار گل عملياتي براي چاه موردنظر بر اساس گزارش‌هاي حفاري شركت نفت فلات قاره ( Mpa) است. بر اساس روابط تحليلي اين فشار ( Mpa) تعيين‌شده است. نتايج حاصل از مدل‌سازي عددي به روش المان‌مجزا نشان داد كه گسترش زون شكست پلاستيك، بيشترين جابجايي ديواره، لغزش در امتداد شكستگي‌ها و شكست‌هاي كششي در دو فشار تعيين‌شده تقريباً مشابه است. در حالتي كه نسبت تنش افقي بيشينه به كمينه برابر با (σ_H/σ_h =1.65) در نظر گرفته شود، لغزش در امتداد شكستگي‌ها و گسترش شكستگي‌ها (زون شكست پلاستيك) در مجاورت چاه بيشتر است.