دانشگاه شهید باهنر کرمان

دانشکده فنی و مهندسی

گروه نفت و گاز

پایان نامه تحصیلی برای دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته مهندسی نفت گرایش مهندسی حفاری و بهره برداری

مطالعات آزمایشگاهی شکست سنگ های آهکی توسط لیزر فیبری

استادان راهنما:

دکتر حسین جلالی فر

دکتر عطا اله کوهیان

چکیده:

حفاری چاه های نفت و گاز با استفاده از تکنولوژی لیزری یکی از روش های متعارف در نسل جدید حفاری ها می باشد . با توجه به این که حرارت بالای لیزر باعث ذوب و تبخیر سنگ می گردد، از این رو استفاده از چنین روشی به عنوان دستگاه حفاری سنگ های سخت و محیط های نا همگون نام برده می شود . به علت این که این روش وابسه به مولفه های بسیاری است لذا هر تغییر و جایگزینی در سیستم نیازمند اثبات قوی در این زمینه می باشد . در این تحقیق به بررسی و قابلیت های بکارگیری لیزر فیبری و لیزر کربن دی اکسید در عملیات شکست سنگ آهکی  به صورت آزمایشگاهی وعددی پرداخته شده است. به طوری که در ابتدا با ایجاد یک تحلیل ساده عددی معادله انتقال حرارت در جسم را حل کرده و سپس بر اثر شرایط حرارتی موثر عملیات آزمایشگاهی لیزری را انجام می دهیم. از سوی دیگر به تحلیل شکست ها در محیط های متعارف مخزنی و شبیه سازی این شرایط با محیط مخزنی پرداخته شده است.  در نهایت قابلیت های این دستگاه ها جهت بکارگیری در عملیات شکست سنگ آهکی ارائه شده است. نتیجه حاصل شده از این پایان نامه ایجاد شکست های بسیار موثر بر روی نمونه سنگ های آهکی و کاهش مقاومت آن ها می باشد. این شکست در سنگ ها می تواند به عملیات حفاری سرعت بیشتری بدهد.

کلید واژه: حفاری لیزری، لیزر فیبری، لیزر کربن دی اکسید، تنش حرارتی، مخازن دمایی و فشاری

فهرست مطالب

فهرست جدول­ها   ح

فهرست شکل­ها و نمودارها ط 

1- مقدمه 

1-1- مقدمه. 2

2- مبانی نظری تحقیق     

-1-2 مقدمه. 7

2-2- مفاهیم کلی مکانیک سنگی.. 7

 2-2-1- مفهوم تنش…. 7

2-2-2-مفهوم کرنش…. 7

 2-2-3-مدول الاستیسیته. 8

2-2-4- تنش – کرنش، مهندسی و حقیقی.. 8

 2-2-5-مقاومت فشاری.. 8

2-2-6- پارامترهای موثربر روی دیاگرام تنش – کرنش…. 8

2-3-  مقدمه ای بر علم لیزر. 8

2-3-1-  ماهیت نور. 9

 2-3-2- گسیل خود به خودی گسیل القایی و جذب… 9

2-3-3-  انواع لیزرهای پرکاربرد حرارتی در صنعت حفاری.. 11

2-4-  انرژی ویژه   14

2-4-1-  عوامل موثر بر انرژی ویژه. 14

3- ارزیابی پیشینه تحقیق..

3-1- مقدمه. 16

3-2- حفاری لیزری.. 16

3-3- مروری بر کارهای پیشین.. 17

4- روش و مراحل تحقیق

4-1- تست مقاومت فشاری تک محوری.. 27

4-2- تست برزیلی.. 27

4-3- تحلیل اپتیکی سیال نفتی.. 28

4-4- مسئله کاهش مقاومت سنگ…. 29

4-5- مسئله تحلیل عمق نفوذ لیزر در نمونه ها 45

4-6- تحلیل شرایط محیطی.. 47

5- جمع بندی..

5-1- نتیجه­گیری.. 51

5-2- پیشنهادات… 53

 مراجع        54

پیوست        61

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.