تحلیل گسیختگی لوله جداری ناشی از رفتار خزشی سنگ نمک در مغارهای نمکی

همگام با پیشرفت صنعت و رشد جمعیت نیاز بشر به ذخیره سازی هیدروکربن ها و بهره برداری از منابع انرژی همچون نفت و گاز رو به افزایش است. به منظور ذخیره سازی زیرزمینی هیدروکربن ها گزینه های زیادی وجود دارد که یکی از این گزینه ها ذخیره سازی در مغارهای نمکی است. برای ایجاد و بهره برداری از این مغارها، حفر، سیمان کاری و جداره گذاری چاه الزامی است. از طرفی سنگ نمک به دلیل نفوذپذیری و تخلخل بسیار کم یکی از عوامل انباشت هیدروکربن ها و تشکیل مخزن در مناطق مختلف جهان است. برای دستیابی به این مخازن نیز حفر چاه در سنگ نمک الزامی است. حفاری در سنگ نمک همواره با مشکلات زیادی همراه است که از این مشکلات می توان کاهش قطر چاه در اثر خزش و در نتیجه گیرکردن رشته حفاری و جداری در چاه، عدم امکان سیمان کاری مناسب و به وجود آمدن شرایط بارگذاری غیریکنواخت بر لوله جداری و گسیختگی لوله جداری را نام برد. وقوع این پدیده باعث تحمیل خسارات فراوانی بر متولیان این بخش در داخل و خارج از کشور گشته است. بر اساس مطالعات صورت گرفته، میدان نفتی مارون یکی از میادینی است که به علت مچالگی لوله جداری زیان های زیادی را متحمل گشته است. این میدان در جنوب شرقی شهرستان اهواز قرار دارد. در این میدان 48 چاه از مجموع 267 چاه حفاری شده گسیخته شدند. این بدین مفهوم است که %5/17 از چاههای این میدان دچار آسیب شده اند. شرایط ویژه و پیچیدگی های خاص سازند پر فشار گچساران در میدان مارون و مشکلات منحصر به فرد آن در زمان حفاری و بهره برداری باعث شده که مشکلات این سازند مورد توجه قرار گیرد. سازند گچساران به طور عمده از رسوبات تبخیری انیدریت و نمک با تخلخل نزدیک به صفر تشکیل شده که به خوبی قادر به نگهداری نفت و گاز فرار است. مطالعات آماری صورت گرفته علت احتمالی گسیختگی لوله جداری در این منطقه را حرکت لایه های شکل پذیر نمک ذکر کرده اند. مطالعات صورت گرفته در زمینه گسیختگی لوله جداری در مقاطع نمکی تاکنون به صورت آماری بوده و مقالات کمی در زمینه مدل سازی عددی این مشکل و طراحی لوله جداری در این شرایط به ثبت رسیده است. با توجه به اهمیت موضوع، تحلیل گسیختگی لوله جداری در مقاطع نمکی یک گام مهم و ضروری در برطرف کردن آن به شمار می رود. در این پایان نامه با استفاده از روش های عددی و نرم افزار flac به مدل سازی اثر سیال حفاری در کنترل همگرایی دیواره چاه در مقاطع نمکی پرداخته شده است. در ادامه مقاطع جداره شده، مورد بررسی و مدل سازی قرار گرفت. در صنعت از راهکارهای مختلفی برای کنترل گسیختگی لوله جداری و به تعویق انداختن آن استفاده می شود. در مدل سازی های صورت گرفته سعی شده است که با اعمال راهکارهای عملی در مدل ها، با پدیده گسیختگی لوله جداری در سنگ نمک مقابله شود. دسته ای از این راهکارها پدیده گسیختگی را برای حالت مورد بررسی به تعویق انداختند.