مدل‌سازی هوشمند در فرآیند طراحی و عیب‌یابی عملیات حفاری
مقدمه
از آنجایی که مقدار مقاومت فشاری تک محوره توسط پارامترهای بسیاری از قبیل چگالی و تخلخل[1] تحت تأثیر است، به کمک آن می‌توان خواص مکانیکی سنگ را نشان داد. از این رو می‌توان آن را در محاسبات انتخاب مته، تخمین زمان بهینه برای بیرون کشیدن مته، تجزیه و تحلیل پایداری چاه (انتخاب محدوده مناسب برای وزن گل)، تولید شن و ماسه و تعیین میدان تنش درجا مؤثر، طراحی روش‌های ازدیاد برداشت و مطالعات نشست مخزن در نظر گرفت. که انتخاب درست این موارد باعث بهبود و بهینه‌سازی عملیات حفاری و تولید می‌گردد [
مته حفاری و نرخ نفوذ
در عمليات حفاري، نرخ نفوذ[1]، یکی از عوامل اصلى بهينه‌سازی است. نرخ نفوذ مته از رابطه‌اي بر اساس متراژ حفاري بر حسب زمان حاصل مي‌گردد؛ و به عواملی از قبیل نوع مته، خصوصیات سازند[2]، وزن روی مته[3]، سرعت چرخش رشته حفاری[4]، خصوصیات گل و غیره بستگی دارد. پایین بودن نرخ نفوذ حفاری باعث از دست دادن زمان دکل و افزایش هزینه‌های حفاری می‌شود. در بعضی موارد افزایش غیر اصولی نرخ نفوذ می‌تواند باعث شکسته شدن سنگ مخزن و در نهایت هرزروی گل حفاری و همچنین گیر رشته حفاری و در نهایت از دست دادن چاه گردد. پس می‌توان گفت بهینه‌سازی نرخ نفوذ کمک زیادی در پیشبرد و کاهش زمان عملیات حفاری می‌کند. پیش‌بینی سرعت حفاری از آن جهت که موجب انتخاب بهینه پارامترها و کاهش هزینه‌های حفاری می‌گردد، همیشه اهمیت قابل توجهی برای مهندسین حفاری داشته است.
– مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند
روش‌های محاسبه UCS
ویژگی‌های الاستیک سنگ به دو روش دینامیکی و استاتیکی قابل اندازه‌گیری هستند، در حالی که مقاومت فشاری تک محوره سنگ تنها به روش استاتیکی بدست می‌آید. در روش دینامیکی، با اندازه‌گیری سرعت عبور امواج تراکمی[1] و برشی[2] در شرایط برجا و یا آزمایشگاه، ویژگی‌های الاستیک دینامیکی سنگ به دست می‌آیند. در روش استاتیکی نمونه سنگ در حالت تک محوری یا سه محوری، تحت تنش قرار می‌گیرد تا در آن شکست رخ دهد [7].
تست آزمایشگاهی
تست مقاومت فشاری سنگ با وجود ظاهري ساده، اما انجام دقيق آن بسيار مشکل است. براي اندازه‌گيري مقاومت تک محوري، نمونه‌هاي استوانه‌اي از سنگ به صورت محوري تحت فشار قرار مي‌گيرد. نمونه‌ها مي‌توانند تحت این فشار، تغيير شکل، الاستیک داشته باشند و يا به صورت شکننده بشکنند. سنگ‌ها تنوع رفتاري از حالت شکل پذير تا شکننده از خود نشان مي‌دهند. در شکل 2-1 نمودار اين دو رفتار آورده شده است. گرچه آزمايش مقاومت فشاري تک محوره معمول‌ترين آزمايش در مورد سنگ است، اما انجام صحيح آن کار ساده‌اي نبوده و نتايج حاصل از اين آزمايش به علت تفاوت رويه گاه تا بيش از 200 درصد با هم اختلاف دارند [8].
– هرزروی سیال حفاری
– روش حل مسئله
هرزروي گل حفاري تابع عوامل بسيار زيادي می‌باشد كه ممكن است مدل كردن همه‌ی آن‌ها به صورت تحليلي بسيار مشكل باشد. به همین دلیل عموماً برای پیش‌بینی هرزروی سیال حفاری تلاشی نمی‌شود و اکثراً مهندسین تمام تلاش خود را بر رفع و یا کاهش هرزروی متمرکز کرده‌اند. در سال‌های اخیر سعي شده با استفاده از شبكه‌هاي عصبي مصنوعي، مقدار هرزروي در يك سازند را پیش‌بینی کنند. براي مقابله با هرزروي روش‌ها و مواد گوناگوني وجود دارند كه به صورت زير تقسیم مي‌شوند، البته همه آن‌ها در هر محلي جواب نمي‌دهند.
استفاده از مواد هرزگير[1]
به سه نوع فيبري، ورقه‌اي و دانه‌اي[2] تقسيم‌بندي مي‌شوند. مواد دانه‌اي براي شكستگي‌هاي بزرگ‌تر و مواد ورقه‌اي و فيبري براي شكستگي‌هاي کوچک‌تر به كار مي‌روند. بهترين حالت براي درزگيري هنگامي است كه اين مواد در دو يا سه اندازه مختلف بوده و در داخل شكستگی‌ها و حفره‌ها قرار گيرند
بازدیدها: 18