كليدواژه :
مدل‌سازي عددي , پايداري چاه نفت , لوله جداري , رفتار خزشي نمك , نرم افزار FLAC3D
چكيده فارسي :
امروزه استفاده از روش‌هاي عددي در برآوردهاي مهندسي با وجود تمام محدوديت‌ها و پيچيدگي‌هاي اين روش به دليل ارائه پاسخ‌هاي كلي و سريع از شرايط مسئله مورد توجه قرار گرفته است. همچنين نياز به پيش‌بيني رفتار بلند مدت يك سازه با در نظر گرفتن شرايط مختلف حاكم بر مسئله، استفاده از روش‌هاي عددي را ضرورت بخشيده است. رفتار خزشي نمك به عنوان يك رفتار وابسته به زمان همواره باعث بروز مشكلاتي همچون برش و مچالگي لوله‌هاي جداري چاه‌هاي نفتي شده است. با توجه به نقش سازندهاي نمكي ميادين نفتي در ايجاد تله‌هاي نفتي، بررسي رفتار بلند مدت اين سازندها و ميزان تأثير جريان يافتگي ناشي از رفتار خزشي آن بر پايداري چاه از اهميت بالايي برخوردار است. علاوه بر زمان، عوامل ژئومكانيكي متعدد در رفتار خزشي سازندهاي نمكي تأثيرگذارند. در اين پژوهش، با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D مدل‌سازي عددي تأثير پارامترهاي ضخامت لايه نمك، شرايط توزيع تنش برجا و خصوصيات مقاومتي سنگ نمك پيرامون يك چاه نفتي واقع در ميدان نفتي كوپال بر روي مچالگي و برش لوله جداري انجام شده است بر اساس نتايج آزمون آزمايشگاهي خزش تك محوري انجام شده بر روي يك نمونه نمك برداشت شده از اين ميدان مدل رفتاري خزش برگر براي مدل‌سازي سازند نمكي استفاده شده است. بر اساس نتايج، در ميان پارامترهاي ژئومكانيكي مطالعه شده، شرايط توزيع تنش برجا سهم عمده‌اي در شدت رفتار خزشي سازند نمكي داشته است. تأثير ضخامت لايه نمك در ميزان آسيب وارد بر لوله ناچيز است. همچنين مطالعه رفتار نمك با مدول الاستيك مختلف اين پارامتر را به عنوان عاملي مهم در بروز گسيختگي لوله‌هاي جداري معرفي كرده است. همچنين بخش‌هايي از لوله جداري كه در مجاورت فصل مشترك لايه نمكي با لايه‌هاي ديگر قرار دارد به عنوان يك محدوده مستعد بروز آسيب تعيين شده است.
چكيده لاتين :
It is neccecery to use numerical methods in prediction the long-term behavior of structures with considering different conditions, because of presentation general and quick response of problems. Creep behavior of salt, as a time-dependent behavior, has always caused problems such as shear failure and convergence of oil wells casings. Thus, it is important to study of long-term behavior of these formations and the effect of creep behavior on well stability. In addition to time, salt layer thickness, stress distribution conditions and mechanical characteristic of salt rock are geomechanical factors which affecting on creep behavior of salt formations. Thus, in this paper, 3D numerical simulation using FLAC3D software is being performed to evaluate the effect of salt formation’s geomechanical properties (e.g. salt layer thickness, stress distribution and mechanical parameters of salt rock) on casing collapse of oil wells by considering data from one oil well in Kupal oilfield. For this purpose, at the first, Uniaxial creep test have been simulated similar to real conditions. Then by comparing between experimental and numerical results, constitutive model has been validated. Burgers creep model has been chosen as constitutive model for salt formation based on this validation. To be very close to real condition and also avoiding from simplifications as much as possible, Drilling rate, Drilling mud pressure, cement injection and casing installation have been considered in modeling. Then, three dimensional model has been solved for several period of time. Based on the results, stress distribution conditions have a major role in the creep behavior of salt formation among geomechanical properties. The effect of salt layer thickness on the amount of damage imposed to the casing is negligible. Also, studying the behavior of salt with different elastic modulus has shown that this parameter is an important factor to cause casing collapse of oil wells.
