عنوان پایان‌نامه
مدل سازی عددی افت فشار و بررسی انتقال ذرات کنده شده در گل های حفاری
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - حفاری و بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 231;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 231;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78732;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78732;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1811.;کتابخانه پردیس یک فنی شم
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- روح اله حسنخانی
- استاد راهنما
- علی نخعی
- چکیده
- پایین بودن میزان کارایی انتقال کنده‌ها و تخمین صحیح فشار ته چاهی دو چالش بزرگ در فرآیند حفاری است. به دلیل وابستگی هر دو مسئله به یکدیگر و پیچیدگی سطح بالا، هر کدام از این دو مسئله نمی‌تواند به‌صورت جداگانه بررسی شوند و نیاز به یک مدل یکپارچه محسوس است. در این پایان نامه یک فرآیند حفاری واقعی با در نظر گرفتن طبیعت گذرای آن مدل سازی و شبیه سازی شده است. نتیجه توسعه یک برنامه شبیه ساز سیالاتی حفاری است که قادر است پارامترهای هیدرولیکی مختلف را برای یک چاه دلخواه جهت دار در هر زمان و هر نقطه داخل رشته حفاری یا حلقوی پیش بینی کند. مدل و شبیه ساز ارائه شده در این پایان نامه برای چاه‌هایی با حداقل انحراف از عمود ?? درجه قابل به کار گیری است. مدل هیدرولیکی توسعه داده شده در این مطالعه برای انتقال کنده‌ها و افت فشار در حلقوی، مدل مکانیستیک دو لایه است که پارامترهای آن از مراجع مختلف گردآوری شده و با روش عددی کاملاً ضمنی حل شده است. برای مدل سازی افت فشار در سایر اجزاء در طول مسیر جریان مانند مته و رشته حفاری نیز از روابط ارائه شده در مطالعات پیشین استفاده شده است. در این مطالعه معادلات ارائه شده مطالعات قبلی، برای در نظر گرفتن رئولوژی سیال هرشل-باکلی ارتقاء داده شده است. نتایج حاصل از شبیه ساز یعنی دانسیته معادل ته چاهی و کنده‌های بازیابی شده در سطح با داده‌های اندازه گیری شده میدانی و یک مطالعه دیگر مقایسه شده و تطابق قابل قبولی آشکار شده است. از نتایج این مطالعه نتیجه گیری می‌شود که شبیه سازی بر پایه مدل مکانیستیک فضای حلقوی، فشار ته چاهی را با دقت بالایی، البته گر چه همواره کمتر از مقدار واقعی تخمین می‌زند و انتقال کنده‌ها با به کار گیری این شبیه ساز با دقت قابل قبولی پیش بینی می‌کند. از بررسی‌های حساسیت سنجی به نظر می‌رسد که کاهش فاکتورهای رئولوژیک n/k و?_0 باعث بهبود تمیز سازی حفره و کاهش ارتفاع بستر می‌شود. واژه‌های کلیدی: حفاری، چاه، انتقال کنده‌ها، جریان چندفازی، گل، نفت و گاز
- Abstract
- Accurate prediction of downhole pressure and poor cuttings transport have been two major challenges of drilling industry. Because both problems are complicated and they are related to each other closely, a single integrated model should be developed and exploited to study drilling operation. In this study, hydraulic of drilling operation with considering its transient characteristic is modeled and simulated. The model and simulator that developed in this thesis can be used for wells with declination angles of at least 30 degrees. A hydraulics simulator is developed to calculate different flow parameters in any desired time and location inside annulus and drillstring. A mechanistic two-layer model is developed as hydraulic model to investigate the cutting transport and pressure drop. Its parameters are extracted from the literature and the model is solved fully implicitly. Pressure drop equations from previous studies are used for drill string components. Model equations are modified to accept Herschel-Bulkely rheologic parameters. Results of simulator i.e. bottomhole ECD and surface recovered cuttings volumes are compared with measured field values and another study, a satisfactory agreement is revealed. The conclusion is that As conclusions, although the simulated downhole pressures are lower than measured ones but the diference is small and cutting transport predictions are accurate enough. From sensitivity study it seems decrease of n/k and?_0 fluid rheologic parameters enhances hole cleaning and reduces cuttings bed height. Keywords: Mud, Drilling, Directional well, Multiphase, Cutting Transport
