تحلیل پایداری چاه با استفاده از منحنی اندرکنش زمین و معیار مور-کولمب

امروزه با افزایش نیاز بشر به تأمین انرژی و مشتقات نفتی، استخراج این ماده روزبه‌روز در حال افزایش است. بااین‌وجود مخازنی که ازنظر عملیات حفاری و پایداری چاه پیچیدگی و مشکلات اندکی داشتند، در حال اتمام هستند. مهندسان برای پاسخ به این نیاز باید به استخراج منابعی که دارای پیچیدگی و مشکلات بیشتری در حفاری و پایداری نسبت به قبل هستند بپردازند. لذا مبحث پایداری چاه، وزن بهینه و پنجره ایمن سیال حفاری بیش‌ازپیش مورد اهمیت قرار می­گیرد. در این پژوهش با تعمیم و اصلاح منحنی اندرکنش زمین که یکی از مهم­ترین روش­ها در تحلیل پایداری فضاهای زیرزمینی است، به تحلیل پایداری چاه و انتخاب وزن بهینه سیال حفاری با استفاده از روش حل تحلیلی و عددی پرداخته­ می­شود. در ابتدا منحنی اندرکنش زمین برای پنج حفره دایر­ه­ای شکل در میدان تنش­های هیدرواستاتیک و ناهمسانگرد رسم شده و تأثیر پارامترهایی همچون فشار منفذی، نسبت­های مختلف تنش­های افقی به قائم و شعاع حفره روی منحنی اندرکنش زمین برسی می­شود. مشخص شد تغییرات این پارامترها با میزان همگرایی دیواره حفره رابطه مستقیم داشته و با افزایش آن­ها میزان همگرایی دیواره حفره افزایش می­یابد. سپس با استفاده از روابط تحلیلی مور-کلمب و روش منحنی اندرکنش زمین در مدل‌سازی عددی تفاضل محدود، حدود پنجره ایمن سیال حفاری محاسبه گردید. طبق نتایج به‌دست‌آمده در روش عددی با استفاده از منحنی اندرکنش زمین حد پایین و بالای فشار سیال حفاری به ترتیب کمتر و بیشتر از حد پایین و بالای فشار سیال حفاری با استفاده از روش تحلیلی مور-کلمب بوده و روش عددی مبتنی بر منحنی اندرکنش زمین پنجره ایمن بزرگ‌تری نسبت به روش تحلیلی مور-کلمب ارائه می­دهد.