بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی
یکی از دلایل اصلی آسیب سازند تهاجم سیال حفاری به داخل سازند طی عملیات حفاری می‌باشد. از این جهت، مدل‌سازی و حل عددی این فرآیند در مهندسی نفت از اهمیت بالایی برخوردار است. این در حالی است که توجه کمتری به نقش رژیم جریان در چگونگی تهاجم صافاب سیال حفاری به داخل سازند شده است خصوصاً موقعی که کیک گل ترا...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Research Institute of Petroleum Industry
2020-02-01
|
| Series: | Pizhūhish-i Naft |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://pr.ripi.ir/article_1024_f01407a7d27398e0281c669d4b1fd22a.pdf |
| id |
doaj-88a5672681124cdea4cd4767a09ddbb1 |
|---|---|
| record_format |
Article |
| spelling |
doaj-88a5672681124cdea4cd4767a09ddbb12020-11-25T03:50:58ZfasResearch Institute of Petroleum IndustryPizhūhish-i Naft2345-29002383-45282020-02-012998-6243610.22078/pr.2019.3682.26831024بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسیمحمد مشیرپناهی0محمد‌حسین غضنفری1دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایراندانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانیکی از دلایل اصلی آسیب سازند تهاجم سیال حفاری به داخل سازند طی عملیات حفاری می‌باشد. از این جهت، مدل‌سازی و حل عددی این فرآیند در مهندسی نفت از اهمیت بالایی برخوردار است. این در حالی است که توجه کمتری به نقش رژیم جریان در چگونگی تهاجم صافاب سیال حفاری به داخل سازند شده است خصوصاً موقعی که کیک گل تراکم‌پذیر فرض شود. در این مطالعه، نفوذ استاتیک و دینامیک صافاب سیال حفاری پایه آبی در سیستم خطی در شرایط جریان دارسی و غیردارسی از طریق مدل‌سازی عددی بررسی شده است. در مدل‌سازی، کیک گل تراکم‌پذیر، نفوذ ذرات جامد سیال حفاری به درون سازند و همچنین، سایش ذرات کیک به‌دلیل تنش برشی ناشی از جریان سیال حفاری در نظر گرفته شده است. برای لحاظ کردن کیک گل تراکم‌پذیر در مدل‌سازی از معادله تحلیلی جدیدی استفاده شده است. توزیع اشباع صافاب سیال حفاری نفوذ کرده در نمونه سنگ با استفاده از حل هم‌زمان معادله نفوذ- جابه‌جایی با معادله ممنتوم در کنار موازنه جرم در سیستم به‌دست می‌آید. ضخامت کیک گل از حل معادله دیفرانسیل مرتبه اول با روش عددی رانگ- کوتا- فهلبرگ و توزیع اشباع صافاب در ناحیه تهاجم یافته از حل معادله دیفرانسیل جزئی با روش عددی زمان عقب‌گرد فضا میانی به‌دست آمد. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان می‌دهد که در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک باعث می‌شود عمق تهاجم صافاب گل در سنگ بیشتر شود و همچنین، ضخامت کیک از mm 015/0 به حدود mm 013/0 کاهش یابد. در فیلتراسیون استاتیک جریان دارسی صافاب به درون نمونه سنگ برای سناریو کیک گل تراکم‌پذیر در حالتی که نفوذ ذرات جامد به درون مغزه در نظر گرفته می‌شود، عمق نفوذ صافاب حدوداً cm 4/4 است. از طرف دیگر، عمق نفوذ صافاب در حالتی که نفوذ ذرات جامد در نظر گرفته نشود، به حدود cm 8/3 کاهش می‌یابد. عمق نفوذ صافاب برای جریان دارسی در فیلتراسیون دینامیک به‌میزان cm 27/1 بیشتر از فیلتراسیون استاتیک است. در جریان غیردارسی در مدت زمان min 30 فیلتراسیون دینامیک، کل طول نمونه سنگ مورد تهاجم صافاب گل قرار می‌گیرد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند به درک بهتر نفوذ سیال حفاری و رشد کیک در شرایط جریان غیردارسی که سایش کیک مؤثر از تنش برشی سیال حفاری وجود دارد، کمک کند.<br />https://pr.ripi.ir/article_1024_f01407a7d27398e0281c669d4b1fd22a.pdfحل عددیمعادله نفوذ- جابه‌جایینفوذ صافاب گلجریان غیردارسیتراکم‌پذیری کیک |
| collection |
DOAJ |
| language |
fas |
| format |
Article |
| sources |
DOAJ |
| author |
محمد مشیرپناهی محمد‌حسین غضنفری |
| spellingShingle |
محمد مشیرپناهی محمد‌حسین غضنفری بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی Pizhūhish-i Naft حل عددی معادله نفوذ- جابه‌جایی نفوذ صافاب گل جریان غیردارسی تراکم‌پذیری کیک |
| author_facet |
محمد مشیرپناهی محمد‌حسین غضنفری |
| author_sort |
محمد مشیرپناهی |
| title |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| title_short |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| title_full |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| title_fullStr |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| title_full_unstemmed |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| title_sort |
بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی |
| publisher |
Research Institute of Petroleum Industry |
| series |
Pizhūhish-i Naft |
| issn |
2345-2900 2383-4528 |
| publishDate |
2020-02-01 |
| description |
یکی از دلایل اصلی آسیب سازند تهاجم سیال حفاری به داخل سازند طی عملیات حفاری می‌باشد. از این جهت، مدل‌سازی و حل عددی این فرآیند در مهندسی نفت از اهمیت بالایی برخوردار است. این در حالی است که توجه کمتری به نقش رژیم جریان در چگونگی تهاجم صافاب سیال حفاری به داخل سازند شده است خصوصاً موقعی که کیک گل تراکم‌پذیر فرض شود. در این مطالعه، نفوذ استاتیک و دینامیک صافاب سیال حفاری پایه آبی در سیستم خطی در شرایط جریان دارسی و غیردارسی از طریق مدل‌سازی عددی بررسی شده است. در مدل‌سازی، کیک گل تراکم‌پذیر، نفوذ ذرات جامد سیال حفاری به درون سازند و همچنین، سایش ذرات کیک به‌دلیل تنش برشی ناشی از جریان سیال حفاری در نظر گرفته شده است. برای لحاظ کردن کیک گل تراکم‌پذیر در مدل‌سازی از معادله تحلیلی جدیدی استفاده شده است. توزیع اشباع صافاب سیال حفاری نفوذ کرده در نمونه سنگ با استفاده از حل هم‌زمان معادله نفوذ- جابه‌جایی با معادله ممنتوم در کنار موازنه جرم در سیستم به‌دست می‌آید. ضخامت کیک گل از حل معادله دیفرانسیل مرتبه اول با روش عددی رانگ- کوتا- فهلبرگ و توزیع اشباع صافاب در ناحیه تهاجم یافته از حل معادله دیفرانسیل جزئی با روش عددی زمان عقب‌گرد فضا میانی به‌دست آمد. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان می‌دهد که در نظر گرفتن تراکم‌پذیری کیک باعث می‌شود عمق تهاجم صافاب گل در سنگ بیشتر شود و همچنین، ضخامت کیک از mm 015/0 به حدود mm 013/0 کاهش یابد. در فیلتراسیون استاتیک جریان دارسی صافاب به درون نمونه سنگ برای سناریو کیک گل تراکم‌پذیر در حالتی که نفوذ ذرات جامد به درون مغزه در نظر گرفته می‌شود، عمق نفوذ صافاب حدوداً cm 4/4 است. از طرف دیگر، عمق نفوذ صافاب در حالتی که نفوذ ذرات جامد در نظر گرفته نشود، به حدود cm 8/3 کاهش می‌یابد. عمق نفوذ صافاب برای جریان دارسی در فیلتراسیون دینامیک به‌میزان cm 27/1 بیشتر از فیلتراسیون استاتیک است. در جریان غیردارسی در مدت زمان min 30 فیلتراسیون دینامیک، کل طول نمونه سنگ مورد تهاجم صافاب گل قرار می‌گیرد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند به درک بهتر نفوذ سیال حفاری و رشد کیک در شرایط جریان غیردارسی که سایش کیک مؤثر از تنش برشی سیال حفاری وجود دارد، کمک کند.<br /> |
| topic |
حل عددی معادله نفوذ- جابه‌جایی نفوذ صافاب گل جریان غیردارسی تراکم‌پذیری کیک |
| url |
https://pr.ripi.ir/article_1024_f01407a7d27398e0281c669d4b1fd22a.pdf |
| work_keys_str_mv |
AT mḥmdmsẖyrpnạhy brrsyʿddyfyltrạsywnạstạtyḵwdynạmyḵsyạlḥfạrybạdrnẓrgrftntrạḵmpdẖyryḵyḵglmqạyshsẖrạyṭjryạndạrsywgẖyrdạrsy AT mḥmdḥsyngẖḍnfry brrsyʿddyfyltrạsywnạstạtyḵwdynạmyḵsyạlḥfạrybạdrnẓrgrftntrạḵmpdẖyryḵyḵglmqạyshsẖrạyṭjryạndạrsywgẖyrdạrsy |
| _version_ |
1724489527403216896 |