14080

14080

شبيه‌سازي CFD حمل‌كنده‌هاي حفاري در چاه‌هاي شيبدار و افقي

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرآيندهاي شيميايي

دي‌ماه 1393

دي‌ماه 1393

دكتر سيد حسن هاشم‌آبادي

مهندسي شيمي

چكيده از مهمترين مسائل مربوط به هر نوع حفاري، حمل كنده‌هاي حفر شده به بيرون و تميز نگاه داشتن حفره چاه است كه اين وظيفه بر عهده سيال حفاري است. در حفاري‌هاي غير عمودي به دليل هم‌راستا نبودن نيروي درگ وارد بر ذرات و نيروي جاذبه، حمل كنده‌ها از پيچيدگي بالاتري برخوردار است. در اين تحقيق با استفاده از ابزار CFD شبيه‌سازي حمل كنده در چاه‌هاي غير عمودي در نرم‌افزار فلوئنت نسخه 5/14 صورت گرفته است. ابعاد آنالوس حفاري با توجه به يكي از چاه‌هاي ميدان نفتي اهواز انتخاب گرديد و شبيه‌سازي به صورت پايا انجام گرفت و نتايج در قسمت توسعه يافته مورد بررسي قرار گرفتند. براي شبيه‌سازي جريان دوفازي از مدل مخلوط استفاده شده و رفتار رئولوژيكي سيالات حفاري با استفاده از مدل‌هاي هرشل-بالكلي و كراس استفاده شده است. با توجه به مشاهدات نتيجه گيري شده كه زاويه بيشتر انحراف چاه نسبت به حالت عمود از عوامل كاهنده ميزان حمل كنده و تجمع بيشتر كنده‌ها در اطراف چاه است. بيشترين كاهش حمل كنده در زاويه 60 درجه و به مقدار بيش از 18 درصد مشاهده شده است. همچنين حساسيت چاه‌هاي افقي و شيبدار نسبت به عوامل كاهنده حمل كنده همچون سنگيني سازند، افزايش قطر كنده‌ها و ... از چاه‌هاي عمودي بيشتر است و با افزايش عوامل كاهنده حمل كنده شاهد كاهش بيشتري در چاه‌هاي غير عمودي هستيم؛ اما تقويت پارامترهاي رئولوژيكي سيال حفاري تاثير مثبت بالاتري بر چاه‌هاي غير عمودي دارد و به نسبت بيشتري باعث افزايش حمل كنده‌ها مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي: شبيه‌سازي CFD، حفاري، حمل كنده، چاه‌هاي افقي و شيبدار.