بررسی تأثیر پارامتر های حفاری بر نرخ نفوذ مته در روش حفاری با هوا در یکی از میادین نفتی ایران

هدف هر عملیات حفاری، حفاری کردن در زمان کوتاه و یا هزینه کمتر همراه با ایمنی در عملیات است. مفهوم زمان برای هر عملیات حفاری را می توان با نرخ نفوذ مته (rop) بیان کرد. پارامترهای زیادی بر روی سرعت حفاری تأثیر دارند که در صورت یافتن ارتباط بین این پارامتر ها و سرعت حفاری می توان به مدلی جهت بهینه سازی عملیات حفاری دست پیدا کرد. در حوضه زاگرس جنوبی سازندها تا عمق 3000 متری دارای شکستگی و تخلخل فراوان هستند و به علت هرزروی فراوان گل، حفاری با هوا و کف انجام می گیرد. در این مطالعه هدف اصلی بر این است تا رابطه بین پارامترهای مکانیکی (وزن روی مته، سرعت دوران مته)، پارامترهای هیدرولیکی (دبی هوای تزریقی و سیال تزریقی به همراه مواد کف زا) و پارامتر های محیطی (سختی سازند و عمق) در حفاری با کف برای پیش بینی و رسیدن به بیشترین سرعت حفاری بدست آید. جهت رسیدن به هدف از داده های 2 حلقه چاه (شماره 6 و 10) میدان شانول واقع در حوضه زاگرس جنوبی استفاده شده است. نرخ بهینه هوای تزریقی برای حفاری با کف و هوا جهت کاهش مشکلات با استفاده از نرم افزار هیدرولیک حفاری با هوا محاسبه شد که در این راستا میزان بهینه حجم تزریقی هوا برای حفاری با کف بین 1000 تا cfm 2000 بدست آمد. در ادامه از توانمندیهای شبکه عصبی برای ایجاد مدلی جهت پیش بینی سرعت حفاری با داشتن پارامترهای مختلف استفاده شد و مشاهده گردید که مدل ارائه شده دارای دقت و برازش قابل قبول بر داده ها است. سپس از این مدل در طراحی آزمایشات جهت پیش بینی سرعت حفاری برای حالت های گوناگون طراحی شده در نرم افزار minitab و ایجاد رابطه ساده تر بین پارامتر های تاثیر گذار با نرخ نفوذ مته استفاده شد. در نهایت تأثیر پارامترهای حفاری با کف بر روی سرعت حفاری در حفره های 26، 5/17 و 25/12 اینچی در دو چاه مورد مطالعه بررسی و مشخص شد که سرعت چرخش مته و عمق بیشترین وکمترین تاثیر را بر سرعت حفاری دارند. همچنین بهترین ترکیب پارامتر های قابل کنترل برای بهینه سازی سرعت حفاری تعیین گردید و با توجه به ترکیب حالات مختلف مشاهده شد که با افزایش عمق چنانچه از وزن روی مته و سرعت چرخش مته کمتری استفاده گردد با افزایش پارامتر های هیدرولیکی می توان به بیشترین سرعت حفاری دست یافت.