Влияние размера частиц, реологии жидкости и эксцентриситета труб на перенос шлама

Аннотация 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Экспериментальная установка 5
1.1 Схема контура 5
2. Математическое моделирование процессов 6
2.1 Прогнозирование высоты слоя шлама 6
2.2. Прогнозирование скорости сбрасывателя-триппера 8
2.3. Обобщенное уравнение математической модели 9
3. Воздействие разных факторов на перенос шлама 10
3.1 Влияние размера частиц 10
3.2 Влияние реологии жидкости 12
3.3 Влияние эксцентриситета трубы 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 18

Весь текст будет доступен после покупки

Транспортировка шлама оказывает большое влияние на экономику процесса бурения. Проблемы, которые могут быть вызваны плохой очисткой скважины, включают в себя заклинивание труб, снижение веса бурового долота, приводящее к снижению скорости подъема, переходное засорение скважины, приводящее к условиям потери циркуляции, чрезмерный износ бурильных труб, дополнительные затраты на специальные добавки для бурового раствора и потерянное время на маневры с очистителем.
Пескообразование - распространенная проблема, с которой сталкиваются многие нефтедобывающие компании, особенно в отрасли добычи тяжелой нефти. В течение многих лет было разработано несколько вариантов очистки, в которых использовался ряд различных технических подходов. Одним из наиболее распространенных вариантов является спуск колтюбинга и циркуляция песка с помощью жидкости или газифицированной жидкости. Важным моментом при разработке операций по очистке является правильный выбор скорости насоса и циркулирующей жидкости. Эти параметры должны быть оптимизированы для транспортировки песка на поверхность с наименьшими затратами. Высокая скорость циркуляции может привести к увеличению затрат и другим эксплуатационным проблемам.
За последние два десятилетия были приложены значительные усилия для исследования переноса шлама в наклонных скважинах с однофазным потоком. Было проведено большое количество экспериментов для изучения влияния различных параметров на формирование шламового пласта.
Было разработано несколько корреляций/моделей очистки скважин [4-6,13]. Larsen [4], Jalukar [5], и Bassal [6] провели в общей сложности 2076 испытаний с использованием 5-ти и 8-ти дюймовых контуров потока TUDRP. На основе результатов испытаний они разработали корреляции для прогнозирования критической скорости и высоты слоя бурового шлама. Эти корреляции позволяют анализировать перенос шлама в зависимости от условий эксплуатации (дебит, скорость проходки и скорость вращения), свойств бурового раствора (плотность, реология), конфигурации скважины (угол, размер ствола и размер труб) и размера шлама. Адари и др. [13] разработали эмпирические модели для корреляции высоты слоя шлама и времени очистки скважины со свойствами бурового раствора и дебитом для ствола скважины в горизонтальном положении.
В данной работе было проведено комплексное исследование транспортировки бурового шлама двухфазными жидкостями. Было исследовано влияние размера частиц, реологии жидкости и эксцентриситета труб на перенос шлама.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Экспериментальная установка
Для данного проекта использовалась петля потока, показанная на рис. 1. Она была разработана Jeff Li и Scott Walker в работе “Анализ чувствительности параметров очистки ствола в наклонно-направленных скважинах”.
1.1. Схема контура


Рис.1. Схема контура потока транспортировки шлама [1].
Петля потока состоит из прозрачной трубы из лексана длиной 20 футов с внутренним диаметром 5 дюймов для имитации открытой скважины и стальной трубы диаметром 2-3 дюйма для имитации гибкой трубы. Внутренняя труба может располагаться на низкой и высокой стороне трубы из лексана для исследования эффектов эксцентриситета. Петля устанавливается на жесткой направляющей и может быть наклонена под любым углом в диапазоне от 00 до 1100 от вертикали.
Высота слоя шлама, объем шлама, объем жидкости и газа в кольцевом пространстве испытательного участка могут быть измерены, на основе такой информации можно определить среднюю скорость на месте для каждой фазы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. The Effects of Particle Size, Fluid Rheology, and Pipe Eccentricity on CuttingsTransport S. Walker, J. Li - BJ Services, 2000
2. Sensitivity Analysis of Hole Cleaning Parameters in Directional Wells Jeff Li, SPE, and Scott Walker, SPE, BJ Services & Co, 1999
3. "Нестационарная термически-неравновесная модель для предсказания выноса шлама при бурении наклонно-направленных скважин" П. А. Лыхин, К. В. Торопецкий, В. Н. Ульянов, Э. В. Усов, В. И. Чухно, 2019
4. Larsen, T.I.: “A Study of the Critical Fluid Velocity in Cuttings Transport”, MS thesis, University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma, USA., 1990.
5. Jalukar, L.S.: " A Study of Hole Size Effect on Critical and Subcritical Drilling Fluid Velocities in Cuttings Transport for Inclined Wellbores", MS thesis, University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma, USA., 1993.

Весь текст будет доступен после покупки