چکیده: در این پایان نامه مسأله ی مهاجرت گاز درون دوغاب سیمان حفاری چاههای نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. این مشکل از خطرناک ترین و پیچیده ترین چالشهای پیش روی صنعت حفاری چاه های نفت و گاز بر شمرده می شود، چالشی که باعث خسارات مالی و حتی جانی می شود. در این پژوهش سعی شده ریشه های پدیده مهاجرت گاز شناسایی شده و همچنین پارامترهای مؤثر در مقابله با این مشکل ذکر شود. عوامل گوناگونی در مهاجرت گاز تأثیرگذارند و روشهای متعددی برای مقابله با این پدیده موجود است ولی تمرکز این پژوهش روی بخش طراحی دوغاب متناسب با شرایط عملیات می باشد. پدیده مهاجرت گاز از این حیث پیچیده است که نیازمند بررسی های جامع و دقیق و همچنین جمع آوری داده های متفاوت در فازهای مختلف مربوطه است. تدوین برنامه ای به منظور بهینه سازی دوغاب سیمان حفاری با هدف مقاوم نمودن آن در برابر مهاجرت گاز که حاصل مطالعات جهانی چند دهه گذشته روی این موضوع است از نتایج فاز مطالعاتی این پایان نامه می باشد. این برنامه برای بهینه سازی فرمولاسیون های دوغاب کاربرد دارد و برنامه ای با مراحل و توالی مشخص می باشد که می تواند کارکرد سیمان را در مسأله مقاومت در برابر نفوذ گاز به طور چشمگیری ارتقاء دهد. در این برنامه پارامترهای تأثیرگذار دوغاب در زمینه مهاجرت گاز باید مطابق با مشخصات تعیین شده باشند و در نهایت دوغاب منتخب در گام نهایی مورد شبیه سازی شرایط چاه در مقیاس آزمایشگاهی قرار می گیرد. دستگاه آنالیزور مهاجرت گاز قابلیت شبیه سازی شرایط سیمانکاری و چاه را در مقیاس آزمایشگاهی داشته و توانایی اندازه گیری پارامترهای خروجی مهمی مثل نرخ مهاجرت گاز را دارد که در این مطالعه از این دستگاه به منظور اعتبارسنجی برنامه پیشنهادی استفاده می شود. این نوع برنامه بهینه سازی دوغاب سیمان حفاری در جهت مقاوم سازی آن در برابر نفوذ گاز و البته شبیه سازی شرایط نهایی در آزمایشگاه و قبل از عملیات علاوه بر بی سابقه بودن، می تواند تا حد زیادی از هزینه های حفاری در طولانی مدت بکاهد و از لحاظ اقتصادی به صرفه است. در این پایان نامه همچنین عملکرد دوغابهای رایج چاه ها در برابر مهاجرت گاز مورد مطالعه قرار گرفته و نقش افزایه ها، به ویژه افزایه های مخصوص ضد مهاجرت گاز مورد بررسی قرار می گیرند و مقایسه می شوند. همچنین با استفاده از افزایه های موجود و برنامه بهینه سازی، نرخ نفوذ گاز کمتر از 0.2 میلی لیتر بر دقیقه برای دوغاب طراحی شده برای ناحیه معینی از چاه حاصل شد.