14186

1291 دكتري

دكتري

مكانيك سنگ

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

ح، ۹۵ص.: مصور، جدول، نمودار

حميد هاشم الحسيني، عليرضا باغبانان

مرتضي احمدي، خليل شهبازي، مسعود چراغي

1397/10/04

كتابنامه

معدن

مهندسي معدن

ID1291 دكتري

چكيده مشبككاري ايجاد يك سوراخ در لوله جداري سيمان پيرامون آن و سازند بهره ده به منظور ايجاد ارتباط بين مخزن نفت و چاه است تاكنون روشهاي مختلفي براي مشبككاري چاه نفت ارائه شده است كه در حال حاضر روش مشبككاري با گلولههاي خرج گود كاربرد بسياري داشته است عوامل متعددي بر كارآيي و عمق نفوذ گلوله مشبككاري تاثير گذار است اين عوامل در حالت كلي به دو دسته عوامل قابل كنترل و غير قابل كنترل تقسيم بندي ميشود در پژوهشهاي پيشين تغييرات خواص جرياني مورد بررسي قرار گرفته است و تاكنون مطالعهي جامع و كاملي در خصوص تغييرات خواص سنگ از ديدگاه مكانيك سنگ در اثر شليك گلوله در اطراف چاه نفت ارائه نشده است اين مطالعه با هدف بررسي تاثير تنشهاي برجا و دانسيته شليك گلوله ها بر روي عمق نفوذ الگوي شكست هدف تغييرات خواص صوتي هدف و ارائه يك الگوي مشبككاري مناسب انجام شد بنابراين در اين پژوهش ابتدا يك دستگاه مشبككاري با قابليت اعمال تنشهاي سه محوره بر بلوكهاي بزرگ مقياس طراحي و ساخته شد آزمونهاي آزمايشگاهي بر روي هدفهاي بلوكي و مغزههايي از جنس سنگ آهك و بتن 34 API RP در شرايط سطحي در حضور تنش سه محوره معمول و واقعي انجام گرفتند از روش آزمايش تاگوچي و تحليل آماري به ترتيب براي بهينه سازي تعداد آزمايشات و تحليل آماري نتايج استفاده شد نمونههاي مغزه در شرايط سطحي و نمونههاي بلوك در شرايط تنش سه محوره واقعي مشبككاري شدند الگوي شكست و تغيير خواص صوتي سنگ پس از مشبككاري تحليل شد نتايج نشان ميدهد كه افزايش تنشهاي برجا باعث كاهش عمق نفوذ تا حد 36 ميگردد اين در حالي است كه سهم تنشهاي عمود بر محور شليك گلوله در كاهش عمق نفوذ 43 تا 44 بوده و سهم تننش موازي با محور شليك 21 است با كاهش فاصله بين گلولهها از 4 به 6 گلوله در واحد فوت عمق نفوذ گلوله دوم افزايش مييابد نوع بارگذاري بر روي شكستگيهاي ايجاد شده در اطراف سوراخ مشبككاري تاثير گذار است بر اثر اعمال تنش سه محوره واقعي بسته به نسبت تنش افقي بيشينه به كمينه تركهاي كششي در امتداد و يا با زاويه حداكثر 33 درجه نسبت به تنش افقي بيشينه منتشر شده و در صورت اعمال تنش سه محوره معمول تركهاي كششي در اطراف سوراخ مشبككاري و در جهات مختلف با زاويه حدود 33 درجه نسبت به يكديگر منتشر ميگردند اندازه گيري زمان عبور پالس طولي اولتراسونيك نشان داد كه سرعت موج طولي VP از ابتدا تا انتهاي سوراخ مشبككاري و همچنين با افزايش فاصله عرضي نسبت به سوراخ مشبككاري افزايش مييابد براي حالت بارگذاري سه محوره واقعي و معمولي روند تغييرات VP در امتداد سوراخ مشبككاري با يكديگر متفاوت است در حالت بارگذاري سه محوره واقعي مقادير VP نسبت به فاصله از مركز سوراخ مشبككاري در صفحه عمود بر تنش افقي بيشينه بيشتر از صفحه عمود بر تنش افقي كمينه است كلمات كليدي مشبك كاري تنش برجاي زمين تنش سه محوره سرعت موج طولي خواص صوتي سنگ 1

Degree Ph D Title An Experimental Study of Oil Well Perforation under Earth s In situ StressAuthor Peyman NorouziSupervisor Dr Hamid Hashemolhosseini Dr Alireza Baghbanan Department Mining Engineering Rock MechanicsDate Language PersianAbstract Perforation is creating a hole in the casing and the cement sheath around it and hydrocarbon containinglayer to form a hydraulic connection between the oil reservoir and inside the well So far various methodshave been proposed to perforation of wells that the shaped charges have been widely used Differentfactors influence perforation performance and Depth of Penetration DoP These factors are generallydivided into two types of controllable and uncontrollable factors The variations of flow properties havebeen investigated in the previous researches As we know there is not a comprehensive research aroundthe effect of perforation on the rock properties in the wellbore situation The purpose of this study wasto investigate the effect of in situ stresses and shot density on DoP and created fracture patterns inconcrete and limestone samples with surface and polyaxial triaxial stress loading conditions To achievethis aim we designed and developed a polyaxial perforation test machine Laboratory tests wereperformed on concrete and limestone blocks and cores under surface and downhole conditions Taguchi sorthogonal scheme and statistical analysis were used to optimize the number of tests and analysis of theresults respectively Core samples and blocky targets were perforated in the surface and downhole inthe presence of true triaxial loading conditions respectively The failure pattern and the variations ofthe ultrasonic P wave velocity of the concrete and limestone targets were measured before and after theperforation job The results show that increased stresses reduce DoP by up to 60 Analysis of varianceof DoP showed that the contribution of stress in direction of perforation z is not so significant 12 compared with the other off plane stress components x y which are about 49 and 39 respectively By increasing the shot densities of 4 spf to 6 spf the measured DoP of the second chargewas greater than that of the first charge The failure pattern of the targets is more controlled by the loadingconditions Under surface conditions the pattern of perforation fractures in the concrete and limestonecores was radial and regular The tension cracks created in the perforated limestone and concrete undertriaxial stress conditions followed the same part as under surface conditions radial cracks while thefracture patterns in the true triaxial loading conditions were oriented in the direction of the maximumhorizontal stresses The measured p wave velocity showed that VP increases along the perforation holefrom the beginning of the hole toward the block boundaries It was found the loading conditions controlthe VP values along the shooting axis In anisotropic loading mode the velocity of P waves in directionof the maximum stress was greater than minimum horizontal stress In the isotropic loading condition VP values were same along the direction perpendicular to the firing axis

حميد هاشم الحسيني، عليرضا باغبانان

مرتضي احمدي، خليل شهبازي، مسعود چراغي