مناقشة اطروحة دكتوراة في قسم هندسة النفط

تمت مناقشة اطروحة الدكتوراة للباحث (رائد حميد علاوي) والموسومة

Geomechanical Modelling of Garraf Oilfield

النمذجة الجيوميكانيكية لحقل الغراف النفطي

في تمام الساعه التاسعة من صباح يوم الخميس الموافق (17/3/2022) في قاعة الدراسات العليا في قسم هندسة النفط من قبل السادة المدرجه اسمائهم ادناه:-

خلاصة اطروحة الطالب كما يلي:

تعتبر مشاكل عدم استقرار حفر الآبار التحدي الأكبر عند الحفر في تكوينات الشيل. لذلك ، فإنه يؤدي إلى وقت غير منتج وزيادة نفقات حفر الآبار. عدم استقرار جدران البئر يسسبب العديد من مشاكل الحفر وتشمل عصيان الأنابيب ، التكهف ، فقدان دورة سائل الحفر ، تضيق جدران البئر ، مما يتطلب مزيدًا من الوقت للمعالجة وبالتالي تكاليف إضافية.

تهدف الدراسة إلى بناء موديلات أرضية ميكانيكية أحادية وثلاثية ورباعية الأبعاد. تم بناء موديل ارضي ميكانيكي متكامل احادي البعد للتنبؤ بفشل جدران البئر وتصميم وزن الطين الأمثل لتحسين كفاءة الحفر للآبار المستقبلية. تم استخدام موديل ثلاثي الابعاد لتوزيع الخواص الميكانيكية للصخور في المنطقة المستهدفة بأكملها. علاوة على ذلك ، تم تطبيق موديل رباعي البعد للتركيز على إعادة توزيع الاجهاد الأفقي الأقصى والأدنى في المكامن الناضبة بسبب انخفاض ضغط المسام ، وبالتالي التأثير على نافذة وزن الطين. علاوة على ذلك ، فإن وجود موديلات متخصصة أو معادلات تجريبية للتنبؤ بسرعة موجة القص ضرورية لعمليات الحفر للنجاح اقتصاديًا في حقل الغراف النفطي.

بناءً على جميع البيانات المتاحة في حقل النفط ، تم بناء موديلات جيوميكانيكية قوية احادية وثلاثية ورباعية الابعاد. بالنسبة للموديل الاحادي، تم استخدام ثلاثة معايير فشل ، بما في ذلك موهر كولومب ولادا المعدل وموكي كولومب، للتنبؤ بوزن طين الحفر الآمن. تم إنشاء الموديل الاحادي باستخدام بيانات مجسات مجموعة من الآبار ، بما في ذلك موجة الضغط الصوتية ، وموجة القص ، وأشعة كاما ، والكثافة الظاهرية ، والمسامية الصوتية. تمت معايرة النموذج باستخدام بيانات الصور للبئر ، واختبار ديناميكيات التكوين المعياري ، واختبار التسرب ، واختبار سلامة التكوين، وأحداث الحفر. علاوة على ذلك ، تمت معايرة الخواص الميكانيكية باستخدام اختبارات الضغط ثلاثية المحاور وأحادي المحور. أخيرًا ، تم إجراء مقارنة بين عدم استقرار تجويف البئر المتوقع وفشل تجويف البئر الفعلي لفحص دقة النموذج. تم استخدام نتائج الموديل احادي الاتجاه  لبناء الموديل ثلاثي الاتجاه لتوزيع الخواص الميكانيكية للصخور في الابعاد الثلاثة. تم تطبيق نموذج موهر كولومب في النموذج رباعي الأبعاد لحساب توزيع الاجهاد في الخزان الناضب.

أظهرت النتائج أن معيار لادا المعدل هو الأكثر ملاءمة للتكوينات المستهدفة. كان لهذا المعيار تطابق جيد مع الملاحظات الميدانية. في المقابل ، كان معيار موهر كولومب غير ملائم لأنه لا يتطابق مع فشل القص من الكالبر لوك. أيضًا ، أظهر التحليل المحدد لعدم استقرار حفرة البئر أن السبب الرئيسي لهذه المشاكل هو استخدام وزن طين غير مناسب (10.4 باوند على الجالون) أثناء حفر تكوين التنومة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحد الأدنى من وزن الطين المطلوب للحفر خلال تكوين التنومة هو دالة قوية مع ميل حفرة البئر. وبالتالي ، بالنسبة لتكوين التنومة ، يشير الموديل إلى أنه يجب تجنب ميلان البئر اكثر من 50 درجة. يوفر الاتجاه الشمال الشرقي-الجنوب الغربي مخاطر أقل من حيث انهيار التجويف في تكوين تنومة. علاوة على ذلك ، يشير النموذج إلى أن وزن الطين المكافئ من 11-14 باوند على الجالون للآبار العمودية المطلوبًا لتحقيق الاستقرار في التكوينات.

كانت تكوينات ارطاوي والزبير في نفس التجويف. لذلك ، يجب أن يكون وزن الطين المناسب للحفر الآمن في تلك التكوينات 11.5-13.5 باوند على الجالون. أيضًا ، يجب أن تكون زاوية الميل أقل من 25 درجة ، والاتجاه من 115 إلى 120 درجة شمال شرق وجنوب غرب ، أقل خطورة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب زيادة وزن الطين حسب الحاجة اعتمادًا على مسار البئر المخطط له.

علاوة على ذلك ، ووفقًا لآبار الدراسة ، فقد تم تصنيف المنطقة المستهدفة إلى أربع مجموعات رئيسية في مكمن المشرف بناءً على النضوب: منطقة مرتفعة ، متوسطة ، طفيفة ، غير ناضبة. كما أظهرت النتائج أن الوحدات قد تم تصنيفها إلى ثلاث فئات رئيسية بناءً على حالة النضوب (من الأعلى إلى الادنى نضوب) L1.1 و L1.2 و M1. كان متوسط الانخفاض في الحد الأدنى لحجم الاجهاد الأفقي 335 رطل لكل بوصة مربعة لـ L1.1 و 194 رطل لكل بوصة مربعة لـ L1.2 و 128 رطل لكل بوصة مربعة لـ M1. وبالتالي ، انخفض الحد الأدنى لضغط الكسر إلى قيمة كبيرة في L1.1 ، والتي تعتبر نقطة الضعف بالمكمن. نتيجة لتغيير الاجهاد الأفقي ، أصبحت نافذة وزن الطين ضيقة.