ارزیابی چالش های بهره برداری از مخازن گازی غیرمتعارف از دیدگاه ژئومکانیکی

باتوجه به گسترش صنعت نفت و گاز، نیاز روزافزون کشورهای صنعتی به سوخت های فسیلی و وابستگی اقتصادی برخی کشورها به این صنعت، بهره برداری از منابع هیدروکربنی روزبه روز در حال افزایش است. استخراج های بی رویه و ترس از کاهش این منابع، سمت وسوی صنعت را به استفاده از منابع جایگزین یعنی مخازن غیرمتعارف گازی هدایت می کند اما بهره برداری از این مخازن با چالش هایی ازنظر حفاری و تولید به واسطه تراوایی پایین روبه رو است. ژیومکانیک دانشی مشترک میان رشته های مهندسی مخزن و زمین شناسی است که تولید و تزریق پیوسته ی نفت و گاز، آن را به بخش مهمی از مطالعات مهندسی مخزن تبدیل می کند. ارزیابی ویژگی های ژیومکانیکی به منظور شناسایی چالش ها در مخازن غیرمتعارف هیدروکربنی و طراحی بهینه عملیات شکاف هیدرولیکی برای افزایش ضریب بازیابی از این مخازن، به عنوان مهم ترین انگیزه در راستای مطالعات در زمینه دانش ژیومکانیک است که در این مطالعه به آن پرداخته شده است. ازآنجاکه ژیومکانیک کلید عملیات شکاف هیدرولیکی برای دستیابی به تولید بهینه از مخازن گازی غیرمتعارف شمرده می شود، بررسی جنبه های ژیومکانیکی یکی از مهم ترین گام ها برای هموار ساختن راه بهره برداری از این مخازن تلقی می شود. پژوهش حاضر به بررسی جامع و نظام مند جنبه های ژیومکانیکی این مخازن مانند مخازن گاز شیل، ماسه ای متراکم گازی، هیدرات گازی و تزریقی دی اکسید کربن پرداخته و چالش های حفاری و شکاف هیدرولیکی آن ها ازجمله مچاله شدن لوله جداری و آستری را از دیدگاه ژیومکانیکی موردبحث و بررسی قرار داده و همچنین مطالعات موردی در بررسی ژیومکانیکی میدان های گازی مارسلوس، لانگ مکسی، روزنیت، مورتری و مونتنی در کشورهای آمریکا، چین، استرالیا و کانادا موردتوجه قرارگرفته است که نتایج آن در تخمین پارامترهای استاتیک و دینامیک و نیز طراحی شکاف هیدرولیکی مخازن گازی شیلی حایز اهمیت است. نتایج مطالعات نشان می دهد که در این مخازن؛ برخلاف مخازن متعارف، دمای سیال حفاری نقش مهم تری را نسبت به چگالی آن در پایداری دیواره چاه ایفا می کند و منجر به تغییر در ویژگی های فیزیکی و کاهش استحکام آن می شود. همچنین می توان با استفاده از پیش بینی نسبت پواسون و تنش های اعمالی، ناحیه هایی با خطر مچالگی لوله جداری را شناسایی نمود و از سوی دیگر در طراحی فرآیند سیمان کاری، هر چه میزان گستره فضای خالی در غلاف سیمان کمتر باشد لوله آستری یکپارچگی خود را بهتر حفظ می کند. از سوی دیگر بررسی ها بیانگر این نکته هستند که نسبت پواسون و مدول یانگ تاثیر بسزایی بر شاخص شکنندگی شیل ها و به دنبال آن شاخص شکاف پذیری در راستای انتخاب مناسب ترین سازند برای عملیات شکاف هیدرولیکی دارند. مطابق بررسی های صورت گرفته سازندی با شاخص شکاف پذیری برابر با 1 مناسب ترین سازند برای این عملیات محسوب می شود.