کاربرد امواج لرزه ای و مدول های الاستیک چینه های مکانیکی در تعیین نرخ حفاری

در مطالعات چینه نگاری مکانیکی، واحدهای چینه ای تحت تاثیر خواص ژئومکانیکی خود دارای عکس العمل های متفاوتی در برابر نرخ حفاری هستند. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی تاثیر سرعت امواج طولی و برشی و همچنین مدول های مهم الاستیسیته یانگ و برشی بر نرخ یا سرعت حفاری در محیط های سنگی و شناخت واحدهای چینه نگاری مکانیکی انجام شده است. به این منظور داد ه های حاصل از 21000 خروجی مقادیر سرعت های امواج طولی و برشی و مدول های یانگ و برشی از مناطق جنوبی ایران که شامل واحدهای سنگ شناسی چینه ای با تاکید بر خواص مکانیکی فوق هستند بررسی شد. سپس روابط مربوط به هریک از پارامترهای مذکور با نرخ حفاری بدست آمد. نتایج این مطالعه نشان می دهد با ضریب همبستگی بالایی رابطه منطقی بین سرعت امواج لرزه ای طولی و برشی با نرخ حفاری در واحدهای چینه نگاری مکانیکی می باشد به نحوی که با افزایش سرعت موج vp و موج برشی vs سرعت نرخ نفوذ کاهش پیدا می کند که بیانگر تاثیر افزایش مقاومت و چگالی واحدهای سنگی بر نرخ حفاری است. از سوی دیگر با افزایش مدول یانگ و مدول برشی، مقدار سرعت نرخ نفوذ کاهش پیدا می کند که این مورد نیز تاثیر خواص الاستیسیته بر نرخ حفاری را نشان می دهد. همچنین از تلفیق روابط بدست آمده یک معادله چند متغیره از خواص لرزه ای و مدول های الاستیک بدست آمده است که به راحتی امکان محاسبه نرخ حفاری در هر یک از واحدهای چینه ای مکانیکی مورد نظر را فراهم می سازد.

Applications of seismic waves and elastic modulus of mechanical stratigraphy units in drilling rate

In mechanical stratigraphy studies, stratigraphic units have different reactions to drilling rates due to their geomechanical properties. The aim of this study was to evaluate the effect of longitudinal and shear waves velocity as well as important modulus of Young and shear elasticity on drilling rate or velocity in rock environments and to identify mechanical stratigraphy units. For this purpose, the data obtained from 21000 outputs of longitudinal and shear waves velocity values and Young and shear modulus from the southern regions of Iran, which include stratigraphy units with emphasis on the above mechanical properties were analyzed. Then the relationships related to each of the mentioned parameters with the drilling rate were obtained. The results of this study show that with a high correlation coefficient, the logical relationship between the velocity of longitudinal and shear seismic waves with the drilling rate in mechanical stratigraphy units is such that with increasing VP and Vs waves velocity, the penetration rate decreases. Indicates the effect of increasing the strength and density of lithology units on the drilling rate. On the other hand, with increasing yang modulus and shear modulus, the rate of penetration rate decreases, which also shows the effect of elastic properties on the drilling rate. Also, by combining the obtained relations, a multivariate equation of seismic properties and elastic modulus has been obtained, which makes it possible to easily calculate the drilling rate in each of the desired mechanical stratigraphy units.