تحلیل میدان تنش و تاثیر آن بر پایداری دیواره چاه و انتخاب مسیر بهینه حفاری در سازند آسماری میدان نفتی اهواز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی نفت، دانشکده نفت، اهواز، دانشگاه صنعت نفت، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی نفت، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران

چکیده

مشکل ناپایداری دیواره‌ی چاه یکی از مشکلات رایج و مخاطره آمیز حین عملیات حفاری چاه‌های نفت و گاز می‌باشد که هر ساله ضرر مالی سنگینی را به شرکت‌های شاغل در این حوزه وارد می‌کند. امروزه، شرکت‌های مرتبط با صنعت حفاری از علم مکانیک سنگ به عنوان ابزاری برای کاهش خسارت‌های مربوط به ناپابداری دیواره‌ی چاه استفاده می‌کنند. در این مطالعه با بهره‌گیری از علم مکانیک سنگ و داده‌های مرتبط یکی از چاه‌های حفر شده در مخزن آسماری یکی از میادین جنوب غرب ایران به بررسی شرایط پایداری دیواره‌ی چاه، دلیل وقوع ناپایداری‌ها در این چاه و همچنین ارائه راهکاری برای حفر چاه‌های آینده پرداخته شد. در جهت رسیدن به این هداف، از داده‌های چهار عمق از این چاه که دارای مشکلات ناپابداری شدید بودند، برای انجام آنالیزهای حساسیت سنجی با استفاده از معیارهای موهر کلمب و کششی، استفاده شد. همچنین به علت پیچیده‌ بودن محاسبات حساسیت سنجی، در این مقاله از نرم افزار متلب برای انجام محاسبات مربوطه استفاده شد. نتایج حاصله نشان داد که حفاری عمودی و همچنین وزن گل پایین، علت اصلی ناپایداری‌های رخ داده در این چاه می‌باشند. با توجه به این آنالیزها، حفاری جهت دار در جهت حداقل تنش افقی و با شیب ۲۷ تا ۳۳ درجه و همچنین وزن گل بین ۲۴/۱۳ تا ۱۶/۱۴ پوند بر گالن به عنوان راهکاری برای حفاری چاه‌های آتی در این مخزن پیشنهاد گردید. همچنین در انتهای این مطالعه تمام گسیختگی‌های ممکن در شیب و آزیموت‌های مختلف ارزیابی شد و تعدادی از آنها گزارش گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


AlAjmi, A.M., Zimmerman, R.W., 2006. Stability analysis of vertical boreholes using the Mogi–Coulomb failure criterion. Environmental Earth Sciences 43, 1200-1211. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2006.04.001
AlAjmi, A.M., Zimmerman, R.W., 2009. A new well path optimization model for increased mechanical borehole stability. Journal of Petroleum Science and Engineering 69, 53-62. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2009.05.018
Almasi, A., Mohsenipour, A., 2020. Determining the Mud Window, Geomechanical Model (MEM), and Well Wall Stability Analysis, Using Analytical and Numerical Methods in One of the Wells in Iran’s Southwest Fields. Advanced Applied Geology 12(1), 1-11. https://doi.org/10.22055/AAG.2020.34229.2135
Amiri, M., Lashkaripour, G.R., Ghabezloo, S., Moghaddas, N.H., Tajareh, M. H., 2019. Mechanical earth modeling and fault reactivation analysis for CO 2-enhanced oil recovery in Gachsaran oil field, south-west of Iran. Bulletin of Engineering Geology and the Environment 78, 1-22. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8062-1
Bordenave, M., Burwood, R., 1990. Source rock distribution and maturation in the Zagros orogenic belt: provenance of the Asmari and Bangestan reservoir oil accumulations. Organic Geochemistry 16, 369-387. https://doi.org/10.1016/0146-6380(90)90055-5
Bordenave, M., Hegre, J., 2010. Current distribution of oil and gas fields in the Zagros Fold Belt of Iran and contiguous offshore as the result of the petroleum systems. Geological Society, London, Special Publications 330, 291-353.
Fjaer, E., Holt, R.M., Horsrud, P., 2008. Petroleum related rock mechanics, second edition in Elsevier, University of Stavanger., Norway, PP. 59-74.
Gholami, R., Moradzadeh, A., Rasouli, V., Hanachi, J., 2014. Practical application of failure criteria in determining safe mud weight windows in drilling operations. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 6(1), 13-25. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2013.11.002
Haidari, K., Amini, A., Aleali, M., Solgi, A., 2020. Distribution pattern of Ahwaz sandstone and Kalhur evaporite members of Asmari Formation in Dezful Embayment and Abadan plain, a basis for stratigraphic traps studies. Geopersia 10, 53-63. https://doi.org/10.22059/GEOPE.2019.275999.648463
Hassanzadeh, M., Abdideh, M., 2021. Investigation of reactivation of fault and wellbore stability analysis by the depletion of hydrocarbon reservoirs. Iranian Journal of Engineering Geology 14, 1-22. DOI?
Jafari, J., Mahboubi, A., Moussavi-Harami, R., Al-Aasm, I., 2020. The effects of diagenesis on the petrophysical and geochemical attributes of the Asmari Formation, Marun oil field, southwest Iran. Petroleum Science 17, 292-316. https://doi.org/10.1007/s12182-019-00421-0
Khaksar Manshad, A.K., Jalalifar, H., Aslannejad, M., 2015. Analysis of vertical, horizontal and deviated wellbores stability by analytical and numerical methods. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology 4, 359-369. https://doi.org/10.1007/s13202-014-0100-7
Kidambi, T., Kumar, G.S., 2016. Mechanical Earth Modeling for a vertical well drilled in a naturally fractured tight carbonate gas reservoir in the Persian Gulf. Journal of Petroleum Science and Engineering 141, 38–51. https ://doi. org/10.1016/j.petro l.2016.01.003
Ma, T., Chen, P., Yang, C., Zhao, J., 2015. Wellbore stability analysis and well path optimization based on the breakout width model and Mogi–Coulomb criterion. Journal of Petroleum Science and Engineering 135, 678-701. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2015.10.029
Maleki, S., 2014. Comparison of different failure criteria in prediction of safe mud weigh window in drilling practice. Earth-Science Reviews 136, 36-58. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2014.05.010
Mirzaghorbanali, A., Afshar, M., 2011. A mud weight window investigation based on the Mogi-Coulomb failure criterion and elasto-plastic constitutive model. Petroleum Science and Technology 29(2), 121-131. https://doi.org/10.1080/10916460903330205
Moos, D., 2003. Comprehensive wellbore stability analysis utilizing quantitative risk assessment. Journal of Petroleum Science and Engineering 38(3-4), 97-109. https://doi.org/10.1016/S0920-4105(03)00024-X
Movahedinia, A.M., Asgari, M.K., Yarahmadi, M., 2013. Estimation of the optimal drilling mud pressure using different failure criteria in deviation wells, Case study: well 2sk 5 of Salman oil field. Journal of Petroleum Research 23, 104-112. https://doi.org/ 10.22078/PR.2013.168
Nguyen, D., Miska, S., Yu, M., Saasen, A., 2010. Modeling thermal effects on wellbore stability, in Proceedings Trinidad and Tobago Energy Resources Conference. OnePetro. https://doi.org/ 10.2523/133428-MS
Shi, X., Cai, W., Meng, Y., Li, G., Li, J., 2015. Wellbore stability analysis based on a new strength criterion.  Journal of Gas Science and Engineering 27,1005-1015. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.09.050
Taleghani, M.N., Habibnia, B., Motazedi, M.R., Khaledi, M.K., 2015. Geomechanical and well stability analysis in Darkhoin oil field with the purpose of hydraulic fracturing operation.  Iranian Journal of Mining Engineering 10, 35-44. https://doi.org/10.3390/en15217901
Tranggono, H., 2019. Wellbore Collapse Failure Criteria and Drilling Optimization. M.S thesis. University of Stavenger, Stavenger.
Younessi, A., Rasouli, V., 2010. A fracture sliding potential index for wellbore stability analysis. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 47(6), 927-939. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2010.05.014
Yousefi, F., Molaii, F., Kadkhodaii, A., Talebi, M.H., 2018. Calculation of geomechanical parameters and wellbore stability using petrophysical in one of the oilfield, southern Persian Gulf. Advanced Applied Geology 9, 10-16. https://doi.org/ 10.22055/AAG.2019.25731.1848
Zare-Reisabadi, M., Kaffash, A., Shadizadeh, S., 2012. Determination of optimal well trajectory during drilling and production based on borehole stability. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 56, 77-87. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2012.07.018
Zeynali, M.E., 2012. Mechanical and physico-chemical aspects of wellbore stability during drilling operations. Journal of Petroleum Science and Engineering 82, 120-124. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2012.01.006
Zhang, K., Zhang, L.L., Zhao, X.S., Wu, J., 2010. Graphene/polyaniline nanofiber composites as supercapacitor electrodes. Chemistry of Materials 22(4), 1392-1401. https://doi.org/10.1021/cm902876u
Zoback, M.D., Reservoir geomechanics. 2010: Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, 206-331. https://doi.org/10.1017/CBO9780511586477