انتخاب مته در پوش سنگ و سازند آسماری میدان مارون با استفاده از خواص ژئومکانیکی
چکیده
امروزه به نقش اساسی ژئومکانیک در حفاری پی برده شده و اطلاع از خصوصیات مکانیکی سازندها از اولویت های مهم این صنعت عظیم به شمار می آید. از جمله کاربردهای ژئومکانیک در صنعت نفت طراحی عملیات شکافت هیدرولیکی، تزریق گاز، انتخاب محدوده ایمن وزن گل و انتخاب مته می باشد. درعملیات حفاری افزایش سرعت حفاری و کاهش مشکلات و هزینه ها ی حفاری همواره مورد توجه مهندسین نفت بوده است و انتخاب مته صحیح یکی از راه های رسیدن به این هدف می باشد. اگر بتوان مته ای مناسب با خصوصیات سازند تحت حفاری انتخاب نمود، با اعمال پارامترهای بهینه می توان به حداکثر سرعت حفاری دست یافت. به عبارتی در فرآیند عملیاتی، مهندسین حفاری در پی انتخاب مته ای هستند که به طور میانگین بالاترین متراژ بر ساعت و بیشترین مدت زمان حفاری را داشته و قادر به حفر چاه به صورت تمام گیج باشد تا از صرف زمان و هزینه اضافی برای تراشیدن دیواره چاه یا انجام عملیات مانده یابی برای آزادسازی گیر رشته حفاری و تعویض مته فرسوده جلوگیری شود. انتخاب مته مناسب برای شرایط حفاری خاص نیازمند ارزیابی عوامل موثر متعددی است که بررسی تمام این عوامل انتخاب مته را بسیار پیچیده خواهد کرد. با پیشرفت تکنولوژی روش ها ی مختلفی برای انتخاب مته بهینه ارائه شده است که هر یک از این روش ها تنها عوامل محدودی را مورد ارزیابی قرار می دهند. این روش ها عبارتند از: 1.روش هزینه حفاری واحد طول، 2. روش انرژی ویژه، 3. روش ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی(ارزیابی قابلیت حفاری)، 4. روش شاخص حفاری، 5. روش طبقه بندی فرسودگی. از میان این روش ها سه روش اول از کارایی و مقبولیت بیشتری برخوردار هستند. البته ترکیب کردن این روش ها می تواند نتایج بهتری ارائه دهد که نیازمند صرف زمان است. روش هزینه حفاری به ازای واحد طول که روش مرسوم انتخاب مته درصنعت نفت ایران می باشد یک روش تجربی محسوب شده و همواره موفقیت آمیز نبوده است. روش انرژی ویژه نیز دارای نواقصی از جمله در نظر نگرفتن پارامترهای زمین شناسی و ژئومکانیکی می باشد که به تنهایی به عنوان یک روش جوابگو در صنعت مورد استفاده قرار نمی گیرد. از آنجا که مته همواره با سنگ درگیر است لذا شناخت رفتار سنگ گام مهمی در انتخاب صحیح مته می باشد . با توجه به اینکه سازند(خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ ها و عوامل زمین شناسی) در برنامه مته به عنوان پارامتر غیرقابل کنترل عمل می کند، بنابراین بررسی ویژگی ها ی سازند و در نظر گرفتن ملاک سازندی می تواند یکی از روش ها ی حائز اهمیت در انتخاب مته مناسب حفاری باشد. از این رو روش ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی را می توان به عنوان یک روش علمی به دلیل در نظر گرفتن عوامل موثر در شکست سنگ معرفی نمود. در روش پیشنهادی این پایان نامه، انتخاب مته بر اساس ویژگی ها ی سازند تحت حفاری و با استفاده از جدولiadc مته ها در میدان مارون صورت می گیرد. به طور جامع روش و اهداف این تحقیق به صورت زیر می باشد: ? تفسیر اطلاعات حاصل از نمودارهای صوتی دوگانه و چگالی جهت محاسبه پارامترهای ژئومکانیکی سازند شامل: نسبت پواسون، مدول های الاستیک سنگ، مقاومت فشاری و کششی، سختی اشمیت و تنش های افقی و قائم. ? انجام آزمایشات مقاومت تک محوره روی مغزه های گرفته شده و اندازه گیری و محاسبه پارامترهای ژئومکانیکی مغزه ها شامل پارامترهای ژئومکانیکی ذکر شده در بالا. ? ارائه مدل ژئومکانیکی با توجه به نمودارهای پتروفیزیکی و همچنین باتوجه به نتایج آزمایشات شامل نمایش عددی و گرافیکی پارامترهای ژئومکانیکی ذکر شده. ? طبقه بندی مقاومتی سنگ طبق جدول طبقه بندی مقاومتی isrm و تعیین قابلیت حفاری سازند. ? انتخاب مته مناسب برای هر سازند طبق جدول iadc با استفاده از مقاومت فشاری و سختی اشمیت سازند.