شکست یا شکست چیست؟

شکستگی های چاه نوعی خرابی سنگ در اطراف دیواره چاه است و هنگامی اتفاق می افتد که ناهمسانگردی استرس از حد قدرت برشی سنگ فراتر می رود. حداکثر ناهمسانگردی در و برای آن یافت می شود

شکل 6. 9: فشار چاه برای شروع شکستگی های چاه. اگر شکستگی های برشی ایجاد شود.

از این رو ، تعویض و در یک معادله خرابی برشی (معادله) اجازه می دهد تا فشار گل و لای ایجاد کند که باعث خرابی برشی کوچک (یا شکست) در و:

فشار گل باعث نارسایی سنگ و شکستگی بیشتر در محله و (شکل 6. 10) می شود. بنابراین ، کمترین فشار گل قبل از شروع شکستگی ها است.

شکل 6. 10: نمونه ای از Breakout Wellbore [Zoback 2013 - شکل 6. 15]. تمایل به شکستگی های برشی را به عنوان انتشار به سنگ مشاهده کنید. مطالبی که در چاه قرار می گیرد به عنوان قلمه های حفاری بیرون می آید.

مشکل 6. 1: حداقل وزن گل (PPG) را در یک چاه عمودی محاسبه کنید تا از خرابی برشی (شکستن) در یک سایت در محل در 7000 فوت عمق که در آن 4،300 psi و 6،300 psi و با فشار منافذ هیدرواستاتیک است. خواص مکانیکی سنگ 3500 psi ، 0. 6 و = 800 psi است.

محلول فشار فشار منافذ هیدرواستاتیک در:

فشارهای افقی مؤثر عبارتند از:

زاویه اصطکاک و بنابراین ضریب اصطکاک است

بنابراین ، حداقل فشار گلی برای جلوگیری از خرابی برشی (بریدگی) است

این فشار را می توان با چگالی گردش معادل گردش به دست آورد

برای مجموعه مشخصی از متغیرهای مشکل (استرس میدانی دور ، فشار منافذ و فشار گل) ، می توانیم قدرت مورد نیاز سنگ را برای داشتن یک چاه پایدار محاسبه کنیم. بگذارید نمونه ای از شکل 6. 11 را در نظر بگیریم که نشان می دهد مورد نیاز برای مقاومت در برابر خرابی برشی با فرض زاویه اصطکاک است. به عنوان مثال ، اگر این سنگ MPA داشت ، ممکن است انتظار یک شکست گسترده در شکل 6. 11 داشته باشد.

شکل 6. 11: مثال مورد نیاز با تجزیه و تحلیل Mohr-Coulomb برای تأیید احتمال شکستن چاه.

از طرف دیگر ، می توانید مسئله قبلی را به صورت تحلیلی حل کنید. این روش شامل تنظیم خرابی برشی در نقطه ای از چاه با زاویه ای از OR است. از این رو ، در نقطه ای از دیوار چاه در:

شکل 6. 12: تعیین زاویه برک آوت با معیار شکست Mohr-Coulomb.

بگویید استرس هوپ به حداکثر ناهمسانگردی استرس اصلی مجاز توسط معیار خرابی برشی محو ر-کولوم () که در آن شکستن شروع می شود (صخره در حال شکست - شکل 6. 12) می رسد.

که پس از برخی از دستکاری های جبری منجر به:

زاویه برک آوت است

این روش فرض می کند که سنگ موجود در شکستن (احتمالاً قبلاً از بین رفته است) هنوز در برابر تنش های حلقه ای مقاومت می کند و بنابراین برای شکستن بزرگ () دقیق نیست.

همچنین می توانید با تنظیم مجدد Eq ، فشار چاه را برای زاویه شکست از پیش تعیین شده محاسبه کنید. 6. 12 به

مشکل 6. 2: زاویه شکست را در یک چاه عمودی برای وزن گلی 10 ppg در یک سایت در محل در 7000 فوت عمق محاسبه کنید که در آن 4،300 psi و 6،300 psi و با فشار منافذ هیدرواستاتیک. خواص مکانیکی سنگ 3500 psi ، 0. 6 و = 800 psi است.

راه حل متغیرهای مشکل یکسان از مشکل 6. 1 هستند. برای یک گل 10 ppg ، فشار گل حاصل از آن است

از این رو ، زاویه شکستن چاه مورد انتظار است

شکستگی و شکستگی ناشی از کششی (بخش 6. 4) را می توان با ابزارهای تصویربرداری گمانه شناسایی و اندازه گیری کرد (شکل 6. 13). شکستگی ها به عنوان باند گسترده ای از زمان سفر طولانی تر یا مقاومت الکتریکی بالاتر در تصاویر گمانه ظاهر می شوند. شکستگی های کششی به عنوان نوارهای باریک از زمان سفر طولانی تر یا مقاومت الکتریکی بالاتر ظاهر می شوند. تصاویر گمانه همچنین امکان شناسایی جهت استرس هایی را که باعث چنین شکستگی یا شکستگی ناشی از کششی شده است ، امکان پذیر است. به عنوان مثال ، آزیموت شکستن همزمان با جهت چاههای عمودی است.

شکل 6. 13: نمونه هایی از شکستگی های چاه و شکستگی های کششی در تصاویر گمانه. در مورد ابزارهای تصویربرداری Wellbore در اینجا بیشتر بدانید: http://petrowiki.org/borehole_imaging.

شکستگی ها همچنین می توانند از اندازه گیری کولیس تشخیص داده شوند. ابزارهای کولیس اجازه می دهند تا به طور مستقیم اندازه و شکل گمانه اندازه گیری شود (https://petrowiki.org/openhole_caliper_logs). بنابراین ، ورود به سیستم کولیس برای اندازه گیری شکستگی ها و شکستگی های طولانی (شستشو) بسیار مفید است. برای همان چگالی گلی ، گزارش کولیس نشان دهنده تغییرات خاصیت سنگ در کنار چاه است و با سایر اندازه گیری های ورود به سیستم چاه ارتباط دارد.

برک آوت نتیجه ناهمسانگردی استرس در هواپیما عمود بر چاه چاه است. از این رو ، دانستن اندازه و جهت گیری شکستگی ها امکان اندازه گیری و محاسبه جهت و بزرگی فشارهایی را ایجاد می کند که باعث چنین شکستگی هایی شده است. این روش برای اندازه گیری جهت گیری فشارهای افقی بسیار مفید است. علاوه بر این ، اگر ما خواص سنگ را بشناسیم و پس از آن می توان حداکثر استرس اصلی را در هواپیما عمود بر چاه محاسبه کرد. به عنوان مثال ، برای یک چاه عمودی حداکثر استرس افقی کل خواهد بود