Simple correlation to evaluate mohrcoulomb failure criterion using uniaxial compressive strength علاقة مبسطة لتقويم متغيرات خاصية موهركولومب لانهيار الصخر باستخدام اختبار مقاومة الانضغاط غير المحصور

Abstract

من الضروري إيجاد علاقة موهركولومب لانهيار الصخر وكذلك قياس الخواص الميكانيكية لصخور المكمن البترولي وذلك لعمل خطط متقنة لحفر الآبار وتقويم مكامن النفط والغاز وتطويرها هذا لأن فهم العلاقة بين صخور المكمن والاجهادات الموضعية ستمكنا من حل العديد من المشاكل وبالتالي تجنب المصاريف اللازمة لإصلاح الأعطال المترتبة عليها وعلى سبيل المثال، لمعرفة علاقة موهركولومب لانهيار الصخر تمكنا من التخطيط لجوانب مهمة في تطوير المكمن البترولي مثل عدم ثباتية قاع الحفرة، تصميم عملية حقن المكمن بالماء، تصميم معدلات الإنتاج والتوقع بهبوط الطبقات وكميات الرمل المنتجة مع النفط إن علاقة موهركولومب لانهيار الصخر هي دالة في درجة التماسك الظاهري بين الحبيبات المكونة للخصر (tn) وزاوية الاحتكاك الداخلي بين تلك الحبيبات (Q) ويتطلب تقويم هاتين الخاصتين اختيار العديد من عينات الصخر باستخدام أجهزة ذوات تكلفة عالية وزمن اختبار طويل تم في هذه الدراسة تطوير علاقة رياضية بين درجة التماسك الظاهري بين الحبيبات المكونة للخصر (To) ومقاومة الانضغاط غير المحصور للصخر (Qc) واعتمد استنباط تلك العلاقة على نتائج اختبارات معملية لأكثر من 200 نوع من الخصور أجريت بواسطة العديد من الباحثين والمنشورة في المقتنيات العلمية المختلفة ووجد أن قيمة معامل العلاقة يساوي 082 وتم التأكيد من دقة تلك العلاقة باستخدام قياسات معملية لصخور مختلفة منشورة في المقتيان العلمية وغير تلك القياسات التي تم استخدامها في تطوير العلاقة ووجد أن قيمة متوسط الانحراف المعياري تساوي 10 % وعلى ذلك، أصبح بالإمكان حساب متغيرات خاصية موهركولومب لانهيار الصخر وكذلك نسبة بويزون باستخدام العلاقة المطورة في هذه الدراسة بعد معرفة قيمة مقاومة الانضغاط غير المحصور للصخر والتي يمكن قياسها معمليا بسهولة تامة وبتكلفة قليلةمن الضروري إيجاد علاقة موهركولومب لانهيار الصخر وكذلك قياس الخواص الميكانيكية لصخور المكمن البترولي وذلك لعمل خطط متقنة لحفر الآبار وتقويم مكامن النفط والغاز وتطويرها هذا لأن فهم العلاقة بين صخور المكمن والاجهادات الموضعية ستمكنا من حل العديد من المشاكل وبالتالي تجنب المصاريف اللازمة لإصلاح الأعطال المترتبة عليها وعلى سبيل المثال، لمعرفة علاقة موهركولومب لانهيار الصخر تمكنا من التخطيط لجوانب مهمة في تطوير المكمن البترولي مثل عدم ثباتية قاع الحفرة، تصميم عملية حقن المكمن بالماء، تصميم معدلات الإنتاج والتوقع بهبوط الطبقات وكميات الرمل المنتجة مع النفط إن علاقة موهركولومب لانهيار الصخر هي دالة في درجة التماسك الظاهري بين الحبيبات المكونة للخصر (tn) وزاوية الاحتكاك الداخلي بين تلك الحبيبات (Q) ويتطلب تقويم هاتين الخاصتين اختيار العديد من عينات الصخر باستخدام أجهزة ذوات تكلفة عالية وزمن اختبار طويل تم في هذه الدراسة تطوير علاقة رياضية بين درجة التماسك الظاهري بين الحبيبات المكونة للخصر (To) ومقاومة الانضغاط غير المحصور للصخر (Qc) واعتمد استنباط تلك العلاقة على نتائج اختبارات معملية لأكثر من 200 نوع من الخصور أجريت بواسطة العديد من الباحثين والمنشورة في المقتنيات العلمية المختلفة ووجد أن قيمة معامل العلاقة يساوي 082 وتم التأكيد من دقة تلك العلاقة باستخدام قياسات معملية لصخور مختلفة منشورة في المقتيان العلمية وغير تلك القياسات التي تم استخدامها في تطوير العلاقة ووجد أن قيمة متوسط الانحراف المعياري تساوي 10 % وعلى ذلك، أصبح بالإمكان حساب متغيرات خاصية موهركولومب لانهيار الصخر وكذلك نسبة بويزون باستخدام العلاقة المطورة في هذه الدراسة بعد معرفة قيمة مقاومة الانضغاط غير المحصور للصخر والتي يمكن قياسها معمليا بسهولة تامة وبتكلفة قليلة

The evaluation of MohrCoulomb failure criterion as well as other mechanical properties for reservoir rocks is essential for well planning development and characterization of oil and gas reservoirs This is because the understanding of the rockstress relationship can solve many reservoir problems and avoid cost of remedial work For example a MohrCoulomb failure criterion may be used for borehole instability analysis water injection design production optimization techniques compaction and sand production prediction etc A MohrCoulomb failure criterion is a function of the apparent cohesion (1 0) and the angle of internal friction The evaluation of these two parameters requires testing of many rock samples using an expensive and timeconsuming triaxial testing setup In this study a correlation between the apparent cohesion and the lIniaxial compressive strength was developed It is based on laboratory data of more than 200 rock samples of different types obtained from the literature The correlation coefficient of the developed correlation equals to 082 Verification of the developed correlation using data from other references has shown an average error of estimation equal to 10 % Therefore the MohrCoulomb failure criterion's parameters as well as Poisson's ratio can be estimated using the developed correlation based on fast and cheap measurements of the uniaxial compressive strength