تاثیر پارامترهای عملکردی بر مشخصات جریان درون فضای حلقوی در حین عملیات حفاری زیرتعادلی

در این تحقیق جریان سه فازی گاز- مایع- جامد درون فضای حلقوی یک چاه تحت عملیات حفاری زیرتعادلی به صورت عددی شبیه‏سازی شده است. معادلات حاکم، شامل معادلات بقاء جرم و مومنتوم برای هر یک از فازها، معادله حالت فاز گاز و قید هندسی بصورت یک بعدی و در حالت پایا با استفاده از الگوریتم پیشنهادی حل شده‏اند. کد توسعه داده شده، با استفاده از داده‏های تجربی یک چاه واقعی، شبیه‏سازی عددی دوفازی گاز- مایع و تعدادی از مدل‏های مکانیسم‏نگر نرم‏افزار ولفلو اعتبارسنجی شده است. همچنین، نتایج با داده‏های تجربی یک مطالعه‏ی آزمایشگاهی مقایسه شده‏اند. کد عددی، در پیش‏بینی فشار ته چاه و مشخصات جریان در حین حفاری زیرتعادلی موفق بوده است. با توجه به اهمیت کنترل مشخصات جریان در حین عملیات حفاری، اثر تغییر نرخ مایع و گاز تزریقی از سرچاه و تغییر فشار چوک بر کسرهای حجمی فازهای مایع، جامد و گاز و همچنین توزیع سرعت فازهای مایع، جامد و گاز در طول دالیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می‏دهند که اثرات تغییر نرخ مایع و گاز تزریقی بر مشخصات جریان در طول دالیز در جهت جریان کاهش یافته‏اند اما، اثرات فششار چوک بر مشخصات جریان در طول دالیز و در جهت جریان افزایش یافته است. در نتیجه، جهت تغییر مشخصات جریان در ناحیه‏ی سرچاهی بهتر است از تغییر فشار چوک استفاده شود و برای تغییر مشخصات جریان در ناحیه‏ی نزدیک به انتهای چاه، تغییرات نرخ دبی فازهای مایع و گاز ترجیح داده می‏شوند.