title: Συγκριτική διερεύνηση προβλεψιμότητας καθιερωμένων κριτηρίων θραύσης πετρωμάτων γύρω από γεωτρήσεις
title: Comparative analysis of the predictability of established rock failure criteria around boreholes
Creators: name: Κοπασακης Στυλιανος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός  των τάσεων γύρω από κατακόρυφες γεωτρήσεις παραγωγής υδρογονανθράκων και ο υπολογισμός του κατάλληλου ειδικού βάρους του γεωτρητικού πολφού για την αποφυγή της θραύσης  του πετρώματος. Η τελευταία είναι πιθανόν να προκύψει λόγω διαταραχής του επιτόπου εντατικού πεδίου από την αφαίρεση του στερεού υλικού που βρισκόταν υπό πίεση. Για την εύρεση τού σωστού μοναδιαίου βάρους του πολφού χρησιμοποιήθηκαν τρία κριτήρια αστοχίας θραύσης πετρωμάτων:Mohr-Coulomb,Mogi-Coulomb,Modified-Lade και οι αναλυτικές λύσεις του Kirsch για τον υπολογισμό του εντατικού πεδίου γύρω από κυκλική γεώτρηση. Οι λύσεις αυτές προγραμματίστηκαν στο λογισμικό Matlab και προσδιορίστηκε το εύρος του ειδικού βάρους του πολφού για να μην παρουσιαστεί αστοχία εντός της γεώτρησης. Για την επαλήθευση της μεθοδολογίας έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων με δεδομένα από τέσσερις  πραγματικές γεωτρήσεις με σκοπό την εύρεση του καταλληλότερου κριτηρίου αστοχίας που δίνει τα πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα.
Πιο αναλυτικά στα κριτήρια που προαναφέρθηκαν εισάγονται  οι ενεργές κύριες τάσεις σ1΄, σ2΄ ,σ3΄ που προκύπτουν από τις δυσδιάστατες λύσεις του Kirsch με την αντί-επίπεδη ορθή τάση να δίδεται από την εξίσωση του (Fairhurst,1970). Στις εξισώσεις αυτές εισάγονται οι τάσεις που επικρατούν στην περιοχή της γεώτρησης και η πίεση των πόρων από τις καταγραφές των γεωτρήσεων για το υπό μελέτη βάθος. Στο τέλος της διπλωματικής εργασίας τονίζονται τα βασικότερα συμπεράσματα που προέκυψαν από την πειραματική διερεύνηση του συγκεκριμένου θέματος και περεταίρω προτάσεις για την πιο λεπτομερή ανάπτυξη του προβλήματος της σωστής πρόβλεψης μοναδιαίου βάρους λάσπης γεώτρησης  για αποτροπή αποσταθεροποίησης αυτής.

description: The purpose of this diploma thesis is the calculation of the stresses around a vertical borehole and the calculation of the necessary mud unit weight for the avoidance of the rock failure. For the estimation of the mud unit weight three types of failure criteria have been used:  the Mohr-Coulomb, the Modified-Lade and the Mogi-Coulomb. Additionally, the analytical Kirsch solutions have been considered for the calculation of the in situ stresses around the circular borehole. These solutions have been programmed in MATLAB in order to determine the range of the unit weight of the mud for the prevention of failure at the walls of the borehole.  For the validation of this methodology, the results of the algorithm were compared with four borehole case studies in order to identify the most appropriate failure criterion. More precisely, the Kirsch solution is used to calculate the stress field around the perimeter of the borehole. The boundary conditions were found in the data given in the case studies. Subsequently, the calculated stress field was converted into the effective principal stresses σ1΄, σ2΄ ,σ3΄.Finally, these principal stresses were used with the aforementioned failure criteria to estimate if the borehole will fail.  At the end of this diploma thesis the results of the algorithm were compared with the results of the literature in order to identify the failure criterion which give the most appropriate range of the mud weight unit for better prevention of failure at the borehole walls. Additionally suggestion for further studying of the problem are given.