هیدرات‌های گازی به عنوان یکی از منابع عظیم امیدوارکننده گاز طبیعی در جهان به شمار میروند. سازندهای حاوی هیدرات گازی همچنین میتوانند خطری عمده هنگام حفاری چاه‌های نفت و گاز متعارف به شمار بروند

1. مدلسازی ریاضی ناپایداری
دیواره چاه هنگام حفاری
سازند حاوی هیدرات گازی
نام نویسندگان: علی محمودی، سعید گل محمدی،
علی نخعی، بهزاد حسین زاده ساداتی، علی مصطفایی
1

2. مقدمه
تعریف هیدرات گازی 
محل های مستعد تشکیل هیدرات گازی 
عوامل موثر بر تجزیه هیدرات گازی 
مشکلات ناشی از تجزیه هیدارت 
2

3. مشکلات احتمالی ناش ی از تجزیه هیدرات
-1 تجزیه هیدارت ← گازی شدن سیال حفاری ← کااه چگاالی
گل ← تغییر خواص رئولوژی ← کاه فشار هیدرواساتاتی ←
افزای تجزیه هیدرات ← بزرگتر شدن چاه و فروپاشی سازند
هیدرات
-2 تجزیه هیدرات ← تغییر خواص مکاانیکی و پتروفیزیکای
رسوبات ← افزای تراوایی ← کاه استحکام سازند
3

4. روش های پیشگیری از خطرات حفاری در رسوبات حاوی هیدرات
-1 سرد کردن سیال حفاری
-2 افزای وزن گل
-3 افزودن بازدارنده های شیمیایی و کینتیکای باه گال
حفاری
-4 تسریع حفاری با راندن کیساین بلافاصاله بعاد از
مواجه شدن با هیدرات ها و استفاده از سیمان با مقاومت
بالا و دمای هیدراسیون کم
4

5. فرضیات مدل
* هنگام تجزیاه هیادرات در
مرز، آب و گاز با هام آزاد
می شوند.
* تراوایی آب صفر اسات پا
این فاز غیر متحرک است.
* وقتاای آب آزاد ماای شااود،
تخلخاال و تراوایاای گاااز در
ناحیه اول را کاه می دهد.
* بااا افاازای فشااار بااه
آراماااااای، دو ناحیااااااه
فیلتراسیون گااز باا خاواص
متفاوت ایجاد می شود که باا
ی مرز متحارک از هام جادا
5

6. توزیع فشار در لایه:
2푚푛휇푛
푘푛
휕푃푛
휕t
=
휕2푃푛
2
휕푥2
دمای لایه گاز اشباع شده:
푎푛
휕2T푛
휕t
=
휕푇푛
휕푡
−
휌푐푘푛
훼휇
휕푃푛
휕푥
휕푇푛
휕푥
مدل ریاض ی
− 훿
휕푃푛
휕푥
− 휂
푚푛휌퐶
훼푛
휕푃푛
휕푡
شرایط مرزی:
푇2 ∞, 푡 = 푇2 푥, 0 = 푇푒 , 푇1 푙 푡 , 푡 = 푇2 푙, 푡
تعیین فشار تجزیه هیدرات:
log 푃퐷 = 푎 푇퐷 − 푇0 + 푏(푇퐷 − 푇0)2 + 푐
6

7. نتایج شبیه سازی
قابل www.IODP-usio.org اطلاعات مورد استفاده در شبیه سازی به صورت آنلاین در
دسترسی است.
7
شمال شرقی اقیانو آرام(. ( Cascadia Margin : موقعیت
2203 mbrf :) عمق آب )همانطوری که از لا گها دیده می شود
350 mbsf :Total penetration

8. جمع بندی
دمای اولیه مخزن به طرز قابال تاوجهی حرکات جبهاه 
تجزیه هیدرات را تحت تاثیر قرار م یدهد.
با کاه فشار مخزن، جبهه تجزیه هیادرات باا سارعت 
بسیار بیشتری حرکت می کند .
افزای دمای متوسط ناشی از فرآیناد حفااری تااثیر 
قابل توجهی روی تجزیه هیدرات ندارد.
پارامترهای اصلی که موجاب تجزیاه هیادرات می شاوند 
عبارتند از دمای گل حفاری در مته و فشار ته چاهی.
8

9. در آینده
در نظر گرفتن جریانات دو فازی و سه فازی در سازند 
در نظر گرفتن انتقال حرارت رسانشی در سازند 
در نظر گارفتن اثارات مرباوط باه تغییارات ژئومکاانیکی 
سازندهای سست حاوی هیدرات در اثر تجزیه هیدرات
در نظر گرفتن انحلال پذیری گاز تولید شده در گل حفاری 
9

10. سپا از توجه شما
10