شبیه سازی و مدل سازی حمل کنده ها در حفاری چاه با فوم

حفاری زیر تعادلی و حفاری با فشار کنترل شده با فوم به علت مزایای زیاد آن مورد توجه شرکت های نفتی جهان قرار گرفته است. از مزایای این روش، تولید نفت و گاز از سازند در حین حفاری، سرعت بالای حفاری، طولانی تر شدن عمر مته، انتقال بهتر کنده ها و کاهش آسیب به سازند است. در این پژوهش حمل کنده ها در حفاری با فوم مورد بررسی قرار گرفته است که در آن فوم به صورت یک سیال تک فاز، همگن، تراکم پذیر و غیرنیوتنی قانون توانی در نظر گرفته شده و فرضیات و معادلات حاکم بر مدل دو سیالی گذرا در دستگاه اویلر-اویلر برای جریان سیال-ذره (فوم و کنده ها) بیان شده است. برای گسسته سازی معادلات از روش بالادست استفاده شده است و نتایج حاصل از حل عددی در قالب تغییرات فشار، سرعت، غلظت کنده ها، کیفیت و چگالی فوم در طول چاه بیان شده اند. تاثیر سرعت حفاری، میزان تزریق گاز و مایع، شکل و اندازه ی کنده ها، پس فشار، ورود سیالات سازندی و تولید نفت و گاز بر غلظت کنده ها و فشار ته چاه بررسی شده است. فشار ته چاه با افزایش پس فشار، اندازه ی کنده ها، سرعت حفاری و افزایش دبی تزریق گاز و مایع، افزایش یافته و با کاهش آن ها کاهش می یابد. غلظت کنده ها در طول چاه با افزایش دبی تزریق گاز و مایع کاهش یافته و با افزایش اندازه ی کنده ها، سرعت حفاری و پس فشار، افزایش می یابد. برای صحت سنجی، نتایج حاصل از حل عددی با داده های میدانی حاصل از حفاری چاه FR-۱ واقع در ایالت سانتاکاترینای برزیل مقایسه شده که حدود ۱۶.۵ درصد خطا داشته است.

کلیدواژه ها:

Two phase ، Compressible ، Non-Newtonian ، Drilling ، دوفاز ، تراکم پذیر ، غیرنیوتنی ، حفاری