تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالبة ورود عبد العباس حسن في قسم هندسة النفط عن رسالتها الموسومة :
(النمذجة الجيوميكانيكية وتحقيق استقرار جدار البئر في الآبار العمودية / حقل صبة النفطي)
في يوم الاثنين الموافق 2023\4\17 وقد تشكلت اللجنة من الأساتذة الأفاضل:
- أ.د. مزهر مهدي ابراهيم – جامعة تكريت/ كلية هندسة العمليات النفطية –قسم هندسة النفط والغاز -رئيسآ
- أ.م.د. سميرة محمد حمد الله– جامعة بغداد/ كلية الهندسة –قسم هندسة النفط -عضوآ
- أ.م.د. حسن عبد الهادي عبد الحسين– جامعة بغداد/ كلية الهندسة –قسم هندسة النفط -عضوآ
- أ.د. محمد صالح الجواد– جامعة بغداد/ كلية الهندسة –قسم هندسة النفط – مشرفآ
تناول البحث :
خلال عمليات الحفر في حقل صبة النفطي, يعتبر استقرار جدار البئر من القضايا الأساسية. تحدث العديد من الصعوبات بسبب عدم استقرار جوف البئر منها : التنظيف الغير كفؤ, التكوينات الرخوة, استعصاء انابيب الحفر, فقدان دورة سائل الحفر, التكهف, فشل الآصرة الاسمنتية, الرفسة او الانفجار. يؤدي حدوث هكذا مشاكل الى زيادة الوقت الغير منتج وزيادة نفقات حفر الآبار , وبالتالي فأن الهدف الاساسي للمشغل هو تصميم برنامج حفر مناسب ليخفف من احتمالية حدوث مشاكل اثناء حفر الآبار المستقبلية.
تهدف الدراسة الى بناء نموذج جيوميكانيكي احادي البعد, وفهم توزيع ضغط المسام, وخصائص الصخور الميكانيكية وتوزيع الاجهادات حول جدار البئر من اجل الاختيار الامثل لأوزان طين الحفر والتي تتوافق مع المخطط, تم بناء نموذج جيوميكانيكي احادي البعد للتنبؤ بفشل استقرار جدار البئر وتصميم الوزن الطيني الامثل لتحسين كفاءة الحفر للآبار المستقبلية, ويتضمن النموذج حساب الضغط المسامي وحالة الاجهادات والمعاملات الميكانيكية الصخرية (معامل يونك وقوة الانضغاط الغير محصوره ونسبة بوايسون وزاوية الاحتكاك الداخلي). ينتج عن ضغط التطبق, واي قوة تكتونية , وعمليات الانتاج والحقن, ضغوط على المكمن. لتحقيق هذا الهدف استخدمت الدراسة بيانات الآبار بما فيها الاختبارات الاساسية لل (core) وبيانات ال(logs), وتقارير الحفر, وتقارير طين الحفر لتقدير ومعايرة ضغط مسام التكوين, والخواص الميكانيكية للصخور, والضغوط في الموقع.
تم تطبيق مبدأ الجيوميكانيك على حقل صبة وتم استخدام بيانات خمس آبار محفورة حديثا, حيث تم اجراء المعايرة اللازمة عند حساب كل متغير وبعدها تم اجراء التحليل الاحصائي لتحديد المعادلة الملائمة بما ينطبق مع الفحوصات والشواهد الفعلية, بعدها تم استخدام 17 معيار
(Modified Lade, Mogi-Coulomb, Drucker-Prager, Griffith, Extended Mogi, Mohr 3D, Hoek-Brown, Tresca, Mohr-Coulomb, Hoek-Brown 3D, Von Mises, Modified Wiebols-Cook, Circumscribed Druker-Prager, Inscribed Druker-Prager, Modified Griffith, Murrell, Stassi d’Alia) لإيجاد معيار الفشل الافضل وتحديد النافذة الطينية الآمنة.
اظهرت النتائج ان طريقة Eaton Slowness لحساب ضغط المسام هي الاقرب للحقيقة حيث اعطت تطابق جيد مع فحوصات الضغط الحقيقية وبنسبة خطأ تساوي (65.64 psi), وتم استخدام معادلة John Fuller لحساب معامل يونك حيث اثبتت التحليلات الإحصائية بعد المطابقة مع النتائج المختبرية ان هذه المعادلة هي الاكثر واقعية, بينما اعطت معادلة Plump Bradford قيم للخوص الستاتيكيه اعلى من الخواص الداينمك وهذا غير صحيح.
اما بالنسبة لقوة الانضغاط الغير محصور فقد تم استخدام سبعة معادلات لحسابها وبعد المقارنة مع فحوصات المختبر اثبت التحليل الاحصائي ان طريقة يونك هي المثلى وبنسبة خطأ (53.23 psi).
اما بالنسبة لمعيار الفشل فكان معيار لادا ذو مستوى عالي من المطابقة مع احداث الحفر وبيانات سجل الكاليبر وبنسبة خطأ (271.4 psi) ومن ناحية اخرى فقد اثبتت المقارنات ان معيار مور هو الاكثر فشلا في تحديد استقراريه جدار البئر. كذلك اظهرت التحليلات ان الطبقات الطينية هي الاكثر عرضة للفشل.
بناءا على نتائج هذه الدراسة ومقارنتها مع نافذة الطين المستخدمة في عمليات الحفر في الحقل, من الضروري تغيير برنامج الحفر واعتماد نتائج هذه الدراسة في حفر الآبار المستقبلية (تكوين التنومة من 11.3 الى 12 باوند لكل كالون, الخصيب من 10.4 الى 12.8 باوند لكل كالون, الرميلة من 10.6 الى 13.3 باوند لكل كالون, تكوين الاحمدي من 10.8 الى 12.5 باوند لكل كالون, نهر عمر من 10.6 الى
12.5 باوند لكل كالون, تكوين الزبير من 11.1 الى 12.5 باوند لكل كالون) لتقليل مشاكل عدم الاستقرار الى ادنى حد ممكن, وبالتالي تقل الفترة الغير منتجة والتي بالنهاية تؤدي الى نقصان كلفة الحفر.
التوصيات:
- تنفيذ نتائج الدراسة في الآبار المزمع حفرها في حقل صبة باعتماد الزيادة التدريجية لوزن الطين المخصص.
- الموديل الجيوميكانيكي الذي تم انشاؤه مناسب للحالات الميدانية الاخرى باستخدام منهجية مماثلة يمكن تعديلها لتلائم الظروف الميدانية.
- بناء موديل ثلاثي الابعاد بناء على نتائج هذه الدراسة والذي سوف يقدم سيقدم تكاملا كبيرا بين الموديل الجيولوجي والموديل الجيوميكانيكي لتوفير تقييم اكثر شمولا .
