توسعه مدل تحليلي برهم كنش سنگ و سرمته با در نظر گرفتن تنش‌هاي برجا و موردكاوي براي يكي از ميادين نفتي ايران

امروزه استفاده از سرمته‌هاي دندانه الماسي مصنوعي (PDC) در صنعت نفت به‌ويژه در حفاري‌هاي عميق گسترش‌يافته است. از همين رو، با توجه به قيمت بالاي اين نوع سرمته‌ها، شناخت و تحليل مدل برهم‌كنش اين نوع سرمته با سنگ حائز اهميت فراوان است. تاكنون مدل‌هاي رياضي زيادي براي تبيين برهم‌كنش سنگ و سرمته ارائه‌شده است كه يكي از مهم‌ترين اين مدل‌ها، مدل تحليلي نيشيماتسو مي‌باشد. تمامي مدل‌هاي موجود، برهم‌كنش سنگ و سرمته را در شرايط محيطي مدل‌سازي كرده‌اند؛ حال‌آنكه در حفاري واقعي، سنگ تحت تنش‌هاي برجاي زمين نيز قرار دارد. ازاين‌رو ميزان نيروي اعمالي توسط سرمته براي كندن سنگ بسيار متفاوت از شرايط محيطي خواهد بود. تلاش‌هاي بعدي براي توسعه مدل نيشيماتسو در شرايط حفاري، فرض كرده‌اند كه سنگ در همان زاويه‌اي دچار شكست مي‌شود كه در شرايط محيطي مي‌شكند؛ اين در حالي است كه با تغيير عمق و در نتيجه تغيير تنش‌هاي برجاي وارده به سنگ، زاويه شكست متفاوت خواهد بود. در اين مقاله، با حذف اين فرض ساده شونده، مدل تحليلي نيشيماتسو براي شكست سنگ، مبتني بر شرايط واقعي حفاري توسعه داده‌شده و براي داده‌هاي يكي از ميادين ايران، مورد كاوي شده است. نتايج نشان مي‌دهد حذف اين فرض ساده شونده منجر به كاهش خطاي 15-20% در محاسبه زاويه شكست و نيروي لازم براي شكست مي‌شود.