تحليل الالتواء الحلزوني، تعليق أنابيب الحفر، وفشل عمود الحفر في الآبار الأفقية: دراسة حالة من حقل نفطي، ليبيا

Abstract

يُسبب الالتواء الحلزوني في الحفر الأفقي مخاطر جسيمة، منها: ارتفاع عزم الدوران، وقوة السحب الكبيرة، وضعف نقل الحمولة المحورية، بالإضافة إلى احتمالية تعليق عمود الحفر أو كسره. تشير الأبحاث إلى أن الاحتكاك على طول جدار حفرة البئر هو العامل المُتحكم في نشوء الالتواء وتطوّره. ويُذكر أن دوران أنابيب الحفر يُخفّض قيمة عتبة الالتواء الحلزوني بحوالي النصف. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم العوامل الرئيسية التي تتحكم في الالتواء الحلزوني، وظروف التعليق (أو الاحتجاز)، والفشل الانضغاطي. تقع البئر محل الدراسة (A60H-NC169A) في حوض غدامس بليبيا. تم تطبيق النماذج الكلاسيكية (داوسون وباسلاي، ولوبينسكي) إلى جانب محاكاة طريقة العناصر المحددة. تشمل المتغيرات التي تم فحصها: حجم الأنبوب، والفجوة الحلقية، وزاوية ميل البئر، وعزم الدوران، ومعامل الاحتكاك. تشير النتائج إلى أن الانضغاط المحوري يزداد بازدياد كل من معامل الاحتكاك وزاوية الميل. كما أن عزم الدوران لا يُخفض حمل الالتواء الحرج إلا بنسبة تتراوح بين 1% و3% فقط. ويتحقق التعليق (الاحتجاز) عندما يُصبح الاحتكاك الحلزوني مساوياً لقيمة الانضغاط المُسلّط. وتجدر الإشارة إلى أن الوصلات الملولبة تتحمّل الانضغاط بشكل أفضل من جسم الأنبوب نفسه. تُقدّم هذه النتائج إرشادات عملية لتحسين أداء مجموعة أدوات أسفل البئر، وتقليل الوقت غير المُنتِج، وتحسين كفاءة الحفر في الآبار.