جرت في قسم هندسة النفط مناقشة رسالة الماجستير الموسومة:
تحليل جيوميكانيكي للتنبأ بأنتاج الرمل في حقل الفكة النفطي جنوب العراق
في قاعة المناقشات في قسم هندسة النفط وذلك يوم الاحد الموافق 16/10/2022 لطالب الماجستير جاسم محمد جليل السيد ناجي وتألفت لجنة المناقشة من الذوات المدرجة أسمائهم:
أ.د. اياد عبد الحليم عبد الرزاق من جامعة بغداد- كلية الهندسة- قسم هندسة النفط- رئيسا
ا.م.د. غزوان نوري سعد من جامعة الكوفة- كلية الهندسة- قسم الهندسة الكيمياوية- عضوا
م.د. فرقد علي هادي من جامعة بغداد- كلية الهندسة- قسم هندسة النفط-عضوا
ا.د غسان حميد عبد المجيد من جامعة بغداد- رشاسة الجامعة- عضوا و مشرفا
د. علي خيون خلف من وزارة النفط- دائرة المكامن وتطوير الحقول- عضوا ومشرفا
وبعد مناقشة الطالب والاستماع لدفاعه وتقييم مستوى الرسالة، منح الطالب درجة الماجستير بهندسة النفط.
ادناه ملخص الرسالة باللغة العربية:
انتاج الرمل يمثل مشكلة عالمية موجودة في كل الحقول التي تنتج من مكامن رملية. الادارة المتكاملة لهذه المشكلة تحتاج التى خطوات متسلسلة لاختيار افضل الحلول المناسبة. الدراسة الحالية تعني بالتنبأ والسيطرة على مشكلة الرمل في حقل الفكة النفطي الموجود في محافظة ميسان جنوب العراق. طبقة الاسمري هي المستهدفة من هذه الدراسة والمقسمة الى عدة مكامن ثانوية بالاستناد الى الاختلافات في نوع الصخور وخواصها ونوع المائع فيها. الابار التي تم استخدامها في هذه الدراسة هي خمسة منها ثلاثة آبار عمودية مع بئر اتجاهي واحد موجودة في القبة الشمالية للحقل وبئرعمودي واحد موجود في القبة الجنوبية للحقل. تم اختيار هذا الحقل لان مشكلة انتاج الرمل موجوده فيه ويتم معالجتها بواسطة الطرق التقليدية.
زمن موجة القص الصوتية تم حسابه لثلاث آبار بواسطة استخدام البيانات المتوفرة لبئرين آخرين. ثلاث معادلات تجريبية عالمية لكارول وفريوند وبروجرتم استخدامها لهذا الغرض بينما تم تطوير معادلة تجريبية رابعة. لاغراض المقارنة, تم استخدام الشبكة العصبية الأصطناعية لحساب زمن موجة القص الصوتية بالاخذ بنظر الاعتبار تأثير ميلان البئر وعدم تجانسية المكمن. المقارنات أوضحت ان طريقة الشبكة العصبية الأصطناعية هي الافضل من بين الطرق بامتلاكها اعلى معامل ترابط واقل عوامل احصائية.
الموديل الارضي ذو البعد الواحد تم تكوينه للخمس ابار الموجودة. الاجهاد العمودي تم حسابه بالطريقة التقريبية. الضغط المسامي تم حسابه بطريقتيي ايتون وبور الاصلية وبعد معايرة النتائج مع القياسات تبين ان الاخيرة هي الافضل. معامل يونك تم حسابه بثلاث معادلات تجريبية واختيرت معادلة جون فولر كأفضل معادلة بعد معايرة النتائج مع القياسات. صلادة الصخور ايضا تم حسابها بأربع معادلات تم اختيار معادلة بري لأجهاد القص كافضل معادلة بعد المعايرة مع القياسات. الاجهادت الافقية تم حسابها بموديل البورو-ايلاستك والنتائج أوضحت ان اغلب الطبقات ضمن تصنيف اندرسون الطبيعي عدا بعض الاماكن القليلة.
الاعماق القابلة لأنتاج الرمل تم التنبأ بها اولا بأستخدام ثمان طرق بفرض ان جميع الخمسة آبار تنتج بواسطة الاكمال المفتوح. جميع هذه الطرق اشارت تقريبا لنفس الأعماق المعرضة لانتاج الرمل. بعد ذلك تم التنبأ بالاعماق المعرضة لانتاج الرمل بواسطة التمثيل الحقيقي للآبار بوجود البطانة حيث أوضحت النتائج ان وجود البطانة قلل من احتمالية حدوث انتاج الرمل في بعض الأعماق بالمقارنة مع الطرق الثمان التي تم استخدامها. بئرين من الابار الخمس مثقبة في مناطق رملية لذلك تم تحليل هذه الاعماق وتم الحصول على الظروف الحرجة للانتاج بدون رمل وبعد ذلك تم وضع الظروف التشغيلية لهذه الابار على تحليل الاعماق وتبين انها ضمن الظروف السليمة للانتاج بدون رمل. الثلاثة آبار الاخرى غير مثقبة في مناطق رملية لذلك تم اقتراح اعماق للتثقيب وتم تحليلها وتحليل حساسيتها لعدة عوامل مؤثرة للحصول على أفضل الظروف بدون انتاج رمل في حال التثقيب في المناطقة الرملية. تحليل الحساسية اوضح انه في حال التثقيب في الاعماق الرملية يجب تقليل قطر التثقيب عن المستخدم 0.44 بوصة الى اقل وكذلك يجب التثقيب باتجاة الاجهاد الافقي الاعظم. النتائج المستحصلة اوضحت عدم ضرورة استخدام الشبكات والحصى المعبئ للسيطرة على انتاج الرمل المستخدمة حاليا بل يمكن ذلك من خلال التحكم بضغط جريان اسفل البئر من خلال التحكم بضغط المضخة الغاطسة حيث ان جميع الآبار المستخدمة تنتج بالمضخات الغاطسة. اهم الاستنتاجات انه من المستحيل الاأنتاج في حقل الفكة بالأكمال المفتوح بدون انتاج رمل اضافة الى عدم ضرورة استخدام الحلول التقليدية وصرف المبالغ الطائلة.
اهداف الدراسة:
هنالك ثلاثة اهداف رئيسية من هذه الدراسة للتعامل مع مشكلة انتاج الرمل في حقل الفكة النفطي طبقة الاسمري:
- التنبأ بانتاج الرمل باستخدام ثمانية طرق بافتراض الاكمال المفتوح.
- التنبأ بانتاج الرمل بتمثيل الابار كاكمال مبطن بطريقة حساب اقل فرق ضغط بين الضغط المكمني وضغط جريان البئر لطبقة الاسمري وعمل تحليل مفرد لاعماق التثقيب للخمسة ابار المستخدمة في الدراسة.
- عمل تحليل الحساسية لعدة متغيرات لمناطقة التثقيب والتوصية بالحلول المناسبة للسيطرة علة مشكلة انتاج الرمل.
الاستنتاجات:
- بالاستناد لطرق التنبا بانتاج الرمل الثمانية بافتراض الاكمال المفتوح, فان هذه الطرق يمكن ان تستخدم في تحديد المناطق القابلة للفشل بغض النظر عن هذه الاعماق رمل او سجيل لذلك يمكن الاستفادة من هذه الطرق بتحديد مناطق الضغط العالي التي يجب اعتبارها خلال الحفر اضافة لذلك هذه الطرق متعبتمدة بشكل اساسي على مجسات الكثافة والمجسات الصوتية لذلك حساب سرعة موجة القص الصوتية بعدة طرق منها طرق الشبكة الاصطناعية جدا ضروري لدقة النتائج.
- بالاستناد لطرق التنبا بانتاج الرمل بالاكمال المبطن تبين انه الابار المستقبلية يجب ان تكون مبطنة للحد من المشكلة اضافة الى تحليل الحساسية لاعماق التثقيب مهم جدا في اتخاذ القرار في زمن استخدام معدات السيطرة على الرمل الشائعة من عدمه اضافة الى تحديد الظروف المناسبة للانتاج بدون رمل وقد وضخ ايضا انه بتقدم الانتاج تتغير الظروف الحرجو لذلك يعتبر جارت لكل عمق تثقيب يمكن الاعماد عليه لتحديد الظروف المثلى للانتاج بدون رمل
- عمل تحليل الحساسية لعدة متغيرات اكد اهمية النتائج التي تم الحصول عليها اضافة الى امكانية بعض طرق المعالجة الكيميائة في الحفاظ على تماسكية الصخور.
التوصيات:
بناءا على الاستنتاجات اعلان نوصي بالاتي:
- عمل عدة فحوصات حقلية ومختبرية لطبقة الاسمري في حقل الفكة النفطي نظرا لقلتها في هذا الحقل وطبقة الدراسة.
- المعادلة التجريبية والشبكة العصبية الاصطناعية التي تم استخدامها في حساب زمن موجة القص الصوتية يجب ان تطبق على اكبر قدر ممكن من الابار لزيادة تاكيد فعاليتها.
- الابار التي ستحفر مستقبلا نوصي ان تكون مبطنة ويتم التحكم بظروف الانتاج فيها من ضغط ومعدل جريان للسيطرة على مشكلة الرمل دون الحاجة الى استخدام الحلول الشائعة.
- يجب عمل دراسة لنمذجة امثلية انتاج البئر الواحد لتحديد زمن انتاج الرمل.
- من الممكن تطبيق الطرق التي تم التطرق لها في فص الدراسات السابقة من طرق عددية ومختبرية وتحليلية وذكاء اصطناعي وغيرها في حل مشكلة الرمل.
- بناءا على الموديل الارضي ذو البعد الواحد الذي تم انجازة من الممكن عمل دراسات حول ثبوتية الطبقة والبئر.
- نوصي بدراسة تاثير انتاج االماء على انتاج الرمل.
- واخيرا نوصي بدراسة الظروف التي تودي الى الفشل الكيميائي المسبب لانتاج الرمل.
