mohammadjavad ameri
-
Investigating the stability of the wellbore wall and controlling pore pressure and mud weight during drilling operation is one of the most important challenges that can be solved with the help of geomechanics. The existence of accurate and appropriate guidance for predicting the weight of drilling fluid and formation pore pressure is very important and can save millions of dollars annually for the industry and governments. There are different methods for calculating the mud window based on empirical relationships. In this research, a mechanical earth model (MEM) for one of the offshore reservoirs in southern Iran has been constructed and the maximum and minimum allowable drilling mud weight is presented. First, by the use of available petrophysical log data and tests, based on empirical correlations, geomechanical properties of rock were calculated an initial guess for earth model has been prepared. Then, using additional information from daily drilling reports, final well reports, final geology reports and end of well reports (DDR, FWR, FGR, EOWR) calculated results were modified and corrected. As a result, by implementing a rock failure criterion, the optimal mud weight window has been calculated. In this research, based on the available data, the usual method of building the earth model has been modified and a mechanical earth model has tailored made for three formations. By comparing the final corrected model and the initial guess of MEM, the importance of modifying the initial guess model can be acknowledged. The prepared MEM may be used for optimizing and selecting the appropriate mud weight at the selected depth in which can reduce future drilling problems and associated risks or extend the upper limit of mud window using wellbore strengthening methods.
Keywords: Wellbore Stability, Optimal Mud Weight Window, Pore Pressure, Rock Failure Criteria, Mechanical Earth Model, Drilling Problems -
مجله پژوهش نفت، پیاپی 131 (مهر و آبان 1402)، صص 137 -153
بهینه سازی شرطی یکی از بهترین روش ها برای افزایش تولید از مخازن هیدروکربنی است. مدل سازی یکپارچه تولید می تواند تولید را از مخازن بهینه و مدیریت کند. در این پژوهش یک روش جدید برای بهینه سازی سیستم های یکپارچه تولید ارایه شده است. اجزا مدل یکپارچه مدل های مخزن، چاه، چوک سطحی، خط لوله و جداساز هستند. تاثیر رژیم های جریان ورودی جداساز و شرایط عملکرد جداساز سطحی بر کارایی عملکرد جداساز و سیستم های تولید نفت در این مدل قابل اغماض نیست. این مدل شامل کنترل کننده فشار جداساز است و تابع هدف حداکثر کردن نفت در تانک ذخیره است. محدودیت بهینه سازی عدم تشکیل جریان لخته ای در ورودی جداساز است. مدل بهینه سازی دارای عملکرد عالی برای بهینه سازی سیستم های یکپارچه در مخازن پایدار، گذرا و شبه پایدار است. مدل بهینه سازی می تواند در حالت هایی که چوک از بحرانی به زیربحرانی تغییر می کند یا برعکس، عالی عمل کند. مقدار نفت تجمعی در تانک ذخیره برای مدل یکپارچه با کنترل جریان لخته ای برابر با BBL 820، و برای مدل یکپارچه بدون کنترل جریان لخته ای برابر با BBL 3/934 و برای نرم افزار اولگا برابر با BBL 5/741 است. استفاده از مدل یکپارچه بهینه با کنترل جریان لخته ای علاوه بر افزایش تولید نفت در تانک ذخیره باعث جلوگیری از تشکیل جریان لخته ای نیز می گردد.
کلید واژگان: بهینه سازی، شرطی، یکپارچه، کنترل، لخته ایPetroleum Research, Volume:33 Issue: 131, 2023, PP 137 -153Conditional optimization is one of the best methods to increase production from hydrocarbon reservoirs. Integrated production modeling can optimize and manage production from reservoirs. In this research, a new method for optimizing integrated production systems is presented. The components of the integrated model are the reservoir, well, surface choke, pipeline, and separator models. The effect of separator inlet flow regimes and surface separator operation conditions on the efficiency of separator operation and oil production systems in this model cannot be neglected. This model includes the separator pressure controller and the objective function is to maximize the oil in the storage tank. The limitation of optimization is the non-formation of clotted flow at the inlet of the separator. The optimization model has excellent performance for optimizing integrated systems in stable, transient, and quasi-stable reservoirs. The optimization model can perform well in situations where the choke changes from critical to subcritical or vice versa. The amount of accumulated oil in the storage tank for the integrated model with clotted flow control is equal to BBL820, and for the integrated model without clotted flow control is equal to BBL 934.3 and for Olga software is equal to BBL 741.5. Using the optimal integrated model with clotted flow control, in addition to increasing oil production in the storage tank, also prevents the formation of slug flow.
Keywords: optimizing, constraint, integrated, Control, slug -
بیشتر تحقیقات انجام شده در راستای بررسی تاثیر پله بر هیدرودینامیک شناور پله دار، در ارتفاع ثابت پله در عرض انجام گرفته است. این خلا محققان را بر آن داشت که به بررسی تاثیر ارتفاع متغیر پله در عرض بر عملکرد هیدرودینامیکی شناور تندرو بپردازند. بدین منظور سه مدل فریزما، شامل یک مدل بدون پله و دو مدل پله دار دیگر که ارتفاع پله متغیری در عرض دارند انتخاب شده است. مبنای انتخاب تغییر مثلثی و تغییر یکنواخت ارتفاع پله در عرض می باشد. مقایسه نتایج شناور بدون پله با سایر شناورهای دارای پله، منجر به حصول اطلاعات سودمندی از ویژگی های هیدرودینامیکی ارتفاع متغیر پله در عرض نسبت به ارتفاع ثابت شناور شده است. در این تحقیق بین دو مدل با پله عرضی و نیز شناور ساده (بدون پله) از نظر ویژگی های هیدرودینامیکی نظیر مقدار زاویه تریم، نسبت درگ به لیفت، مقدار سطح خیس و نیروی مقاومت کل مقایسه صورت گرفته و بهینه ترین مدل مشخص شده است. نتایج بیانگر آن است که پله با ارتفاع ثابت باعث کاهش 30 حدود درصدی نیروی مقاومت در مدل گردیده و نسبت به پله با ارتفاع متغیر میزان کاهش درگ بیشتری دارد؛ اما در پله با ارتفاع متغیر در عرض میزان تریم شناور مقدار کمتری نسبت به پله با ارتفاع ثابت دارد. در طراحی ها می بایست به هر دو موردتوجه داشت.
کلید واژگان: پله عرضی، ارتفاع پله عرضی، شناور پروازی، شبیه سازی عددی، تکنیک شبکه بندی متحرکMost of the researches on the effect of the step on the hydrodynamics of the stepped vessels have considered uniform step height across the width. This gap prompted the researchers to investigate the effect of the variable height of the step in the width on the hydrodynamic performance of the planing vessels. For this purpose, three Frisma models have been selected, including one model without steps and two models with steps that have variable step height in width. The basis for choosing the triangular change is the uniform change of the height of the step in the width. Comparing the results of the float without steps with other vessels with steps has led to obtaining useful information about the hydrodynamic characteristics of the variable height of the step in width compared to the fixed height of the vessels. In this research, two models with transverse steps and a simple vessel (without steps) were compared in terms of hydrodynamic characteristics such as trim angle value, drag-to-lift ratio, wet surface value and total resistance force, and the most optimal model was determined. Is. The results show that the step with fixed height reduces the resistance force about 30 percent and has a greater drag reduction than the step with variable height. But in the step with variable height, the trim is less than the step with the same height. In the designs, attention should be paid to both.
Keywords: Transverse Step, Transverse step&rsquo, s height, Planing vessel, Numerical Simulation, Moving network technique -
جداسازهای سطحی نقش بسیار مهمی در میادین تولید کننده نفت و گاز ایفا می کنند. به همین دلیل، طراحی بهینه آنها برای کاربردهای میدانی بسیار اهمیت دارد. طراحی نیمه تجربی، روشی ابتدایی برای تعیین ابعاد جداسازها است. به دلیل فرضیات ساده کننده که در روش های طراحی نیمه تجربی استفاده می شود، تنها برای برآورد تقریبی از ابعاد جداسازها استفاده می شوند. واحد آزمایشگاهی جداساز دو فازی متشکل از یک جداساز افقی دو فازی در مقیاس آزمایشگاهی، پمپ ها، کمپرسورها و یک مخلوط کننده استاتیک برای ایجاد جریان دو فازی و یک فیلتر مایع برای گیر انداختن قطرات مایع از جریان گاز خروجی است. با استفاده از وزن کردن قطره های مایع گیر انداخته شده راندمان جداسازی و با استفاده از تصویربرداری، حداکثر قطر قطرات مایع در جریان گاز خروجی تعیین شد. در این پژوهش، ابعاد بهینه جداساز با استفاده از یک روش ترکیبی جدید ارایه شده است. در روش ترکیبی جدید ارایه شده ابتدا شبیه سازی CFD جداساز دوفازی در مقیاس آزمایشگاهی انجام گردید. سپس شبیه سازی های انجام شده با استفاده از داده های آزمایشگاهی اعتبار سنجی شدند. همچنین دامنه بهینه برای نسبت لاغری جداساز تعیین شد. در نهایت با استفاده از روابط نوین ارایه شده به صورت تحلیل ابعادی، ابعاد جداساز تعیین و سپس عملکرد جداساز دوفازی طراحی شده با استفاده از مدل شبیه سازی CFD اعتبار سنجی شد. نتایج اعتبار سنجی نشان دادند که روش جدید ارایه شده قابلیت بالایی در طراحی جداسازهای گاز-مایع دارد. مقدار خطای نسبی بین نتایج مدل CFD توسعه داده شده و داده های آزمایشگاهی کمتر از 7% بود. به منظور استفاده میدانی از روش نوین ارایه شده، ابعاد جداساز دوفازی سطحی برای یکی از چاه های تولیدی واقع در میدان گازی پارس جنوبی تعیین شد. یکی از مهم ترین دست آوردهای این پژوهش فراهم نمودن بستر لازم برای طراحی بهینه و ساخت جداسازهای سطحی برای استفاده های میدانی است.
کلید واژگان: رویکرد، جدید، طراحی، جداساز، افقیSurface separators play a very important role in oil and gas-producing fields. For this reason, their optimal design is very important for field applications. Semi-experimental design is a basic method to determine the dimensions of separators. Due to the simplifying assumptions used in semi-empirical design methods, they are only used for approximate estimation of the dimensions of the separators. The two-phase separator laboratory unit consists of a horizontal two-phase separator on a laboratory scale, pumps, compressors, and a static mixer to create a two-phase flow and a liquid filter to trap liquid droplets from the outlet gas flow. The separation efficiency is determined by weighing the trapped liquid droplets and by imaging the maximum diameter of the liquid droplets in the exhaust gas flow. In this research, the optimal dimensions of the separator are presented using a new combined method. In the proposed new combined method, CFD simulation of the two-phase separator was first carried out on a laboratory scale. Then the simulations were validated using laboratory data. Also, the optimal range for the slenderness ratio of the separator was determined. Finally, by using the new relationships presented in the form of dimensional analysis, the dimensions of the separator were determined, and then the performance of the designed two-phase separator was validated using the CFD simulation model. Validation results showed that the presented new method has a high capability in the design of gas-liquid separators. The relative error value between the results of the developed CFD model and the laboratory data was less than 7%. In order to use the presented new method in the field, the dimensions of the surface two-phase separator were determined for one of the production wells located in the South Pars gas field. One of the most important achievements of this research is providing the necessary platform for the optimal design and construction of surface separators for field use.
Keywords: approach, Design, Separator, gas, liquid -
با بررسی پژوهش های انجام شده در زمینه شناورهای تندرو، تحقیقات محدودی در راستای بررسی رفتار و سایر پارامترهای هیدوردینامیکی شناورهای پله دار انجام گرفته است. با توجه به این نکته که این نوع از شناورها نسبت به شناورهای تندروی مشابه می توانند عملکرد هیدرودینامیکی مناسبتری داشته باشند، تحقیق و مطالعه در این راستا جزو نیازها و اولویت طراحان می باشد. براساس این هدف در این پژوهش به بررسی تاثیر المان هیدرودینامیکی پله ی عرضی بر درگ شناور تندروی تک بدنه پرداخته شده است. از آنجا که در این تحقیق به دنبال ارایه نتایج کلی بوده لذا تحقیقات تجربی انجام شده در این پژوهش بر روی مدل فریدزما در آزمایشگاه دریایی شهدای خلیج فارس، در سه زاویه جانبی مختلف در سرعت ها و پارامترهای مختلف هندسی پله (شامل ارتفاع ها و مکان های مختلف پله)، انجام گرفته و در خروجی بخش تجربی تحقیق؛ مکان و ارتفاع بهینه پله در زوایای جانبی مختلف بررسی شده است. از دیگر دستاوردهای خروجی این تحقیق می توان به روند ساخت مدل جدیدی از شناور که هم زمان می تواند ترکیبی از چند مدل باشد اشاره کرد.
کلید واژگان: شناور تندرو، پله ی عرضی، ارتفاع پله، مکان پله، روابط تحلیلیBy investigating the research in the field of planing vessels, limited research has been conducted to investigate the behavior and other hydromantic parameters. Given that such vessels can have better hydrodynamic performance than similar vessels, research and study is one of the needs and priorities of designers. With this purpose, this study examines the effects of the transverse steps hydrodynamic element on the single hull planing vessel. Since researchers in this study are looking for general and not specific results, empirical research conducted on the Friedzema model, at three different deaerise angles as well as in different speeds and geometric parameters (different heights and locations steps) and at the exit of the experimental part of the research, the location and heights of the steps are expressed at different angles. Other output results of the present study are the process of building a new model of vessel that can simultaneously combine several models.
Keywords: Planing vessels, Transverse Step, Steps Height, Steps location, Analytical Formula -
با بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه شناورهای تندروی پله دار، تقریبا هیچ تحقیقی که به بررسی سطوح مثلثی خیس که در اثر پرش آب از روی پله در این گونه شناورها ایجاد شده و می تواند تاثیر مستقیمی در طراحی پله داشته باشد انجام نشده است. محاسبه مساحت این مثلث های خیس شده می تواند به طراح در راستای رفع ناپایداری طولی دینامیکی (پورپویزینگ) که یکی از مسایل بسیار مهم در طراحی شناورهای تندرو پله دار است کمک کند. در این راستا آزمایشات تجربی بر روی مدل فریدزما، در سه زاویه ددرایز مختلف و همچنین در سرعت ها و پارامترهای مختلف هندسی پله (ارتفاع ها و مکان های مختلف پله) انجام گرفته است. هدف از انجام این پژوهش دستیابی به فرمول های تحلیلی و محاسباتی جهت محاسبه ی این سطوح خیس بر اساس پارامترهای هندسی بدنه، پارامترهای هندسی پله و سایر پارامترهای هیدرودینامیکی که در خلال تست ها اندازه گیری می شوند، ازجمله طول خیس شده ی کیل و چاین، تریم دینامیکی، میزان پرش آب از روی پله می باشد. این روابط می تواند نقش بسیار مهمی در طراحی پله در شناورهای پله دار داشته باشد.
کلید واژگان: شناور تندرو، پله عرضی، سطوح مثلثی، روابط تحلیلی، تست مدلBy investigation of the research conducted in the field of stepping planing Craft, almost no research has been done that studies the wet surfaces that are created by water jumping from the step and can have a direct impact on the design of the step. Calculating the area of these wetted Surfaces can help the designer in solving the dynamic longitudinal instability (porpoising), which is one of the most important issues in the design of stepped high-speed Crafts. In this regard, experimental tests have been carried out on the Fridesma model at three different elevation angles as well as at different speeds and geometrical parameters of the step (heights and different places of the step). The purpose of this research is to obtain an analytical and computational formula to calculate these wet surfaces based on the geometric parameters of the body, the geometric parameters of the step and other hydrodynamic parameters that are measured during the tests, including the wetted length of the keel and Chine, dynamic trim, is the amount of water jumping from the Steps. These relations can play a very important role in the design of step in stepped vessels.
Keywords: Planing craft, Transverse Step, Triangular surfaces, Analytical Relationship, Model test -
یکی از مهمترین راه های اثبات شده در کاهش مصرف سوخت ماهواره برها؛ استفاده از سیستم های جدایش چند مرحله ای است. این سیستم های جدایش بر اساس مکانیزم عملکرد به دو دسته انفجاری و غیر انفجاری تقسیم می شوند. امروزه سیستم های جدایش غیر انفجاری به دلیل ویژگی هایی از جمله سهولت نگهداری، کاهش خطرات مربوط به انفجار و کاهش شوک وارده به قسمت پیلود(Payload) مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از انواع سیستم های جدایش غیر انفجاری، سیستم جدایش غیر انفجاری مبتنی بر رهاساز سی بی او دی (Clamp Band Opening Device) است. در این پژوهش تغییرات ابعاد (هندسه و ضخامت) چرخ طیار که یکی از پارامترهای موثر در عملکرد رهاساز سی بی او دی می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی از نرم افزار ادمز (ADAMS) استفاده شده و نتایج با استفاده از آزمایشات تجربی بر روی نمونه ساخته شده با استفاده از پرینتر سه بعدی صحت سنجی شده است. پارامترهای زمان جدایش، شتاب خطی پیچ پادساعتگرد در راستای محور جدایش و شتاب زاویه ای چرخ طیار حول محور جدایش به عنوان پارامترهای خروجی انتخاب شده است. مشخص شد که افزایش قطر و ضخامت چرخ طیار با مدت زمان جدایش رابطه مستقیم و با شتاب زاویه ای چرخ طیار حول محور جدایش و شتاب خطی پیچ پادساعتگرد در راستای جدایش رابطه معکوس دارد. همچنین با افزایش گشتاور جرمی و جرم چرخ طیار، دامنه نوسانات شتاب کاهش می یابد.
کلید واژگان: سیستم جدایش، غیر انفجاری، سی بی او دی، زمان جدایش، شوک، ماهواره برOne of the most proven ways to reduce satellite launch vehicles fuel consumption is to use multistage separation systems. These separation systems based on mechanism of operation divided into two category, explosive and non-explosive. Nowadays, non-explosive separation systems have been considered due to their features such as ease of maintenance, reduction of explosion hazards and reduction of shock to payload. One type of non-explosive separation systems is separation systems based on CBOD (Clamp Band Opening Device) releaser. In this study, changing the dimensions (geometry and thickness) of the flywheel which is one of the effective parameters in the CBOD release performance, have been investigated. Adams software (ADAMS) was used for simulation and the Results have been validated using experimental test on sample made by 3D printer. The parameters of separation time, linear acceleration of Counter-clockwise screw along separation axis and angular acceleration of flywheel around separation axis has been selected as output parameters. It was found that the increase in diameter and thickness of the flywheel is directly related to the separation time and inversely related to the angular acceleration of the flywheel around the separation axis and the linear acceleration of the Counter-clockwise screw along separation axis. Also, with increasing moment of inertia and mass of the flywheel, the amplitude of acceleration fluctuations has decreased.
Keywords: Separation system, non-explosive, CBOD, Separation time, Shock, Satellite launch vehicle -
سیال تولیدی از چاه های نفت و گاز معمولا به صورت دوفازی بوده که با توجه به لزوم حداکثرسازی بازدهی جداسازهای دوفازی، دستیابی به طراحی دقیق ابعاد این جداسازها ضروری است. اما یکی از مشکلات اساسی کشور نبود یک روش طراحی دقیق ابعاد جداسازهای دوفازی صنعتی است. بنابراین یکی از مسایل مهم حال حاضر در صنعت نفت، دستیابی به روشی مطمین برای طراحی ابعاد جداسازهایی است که بهترین راندمان عملیاتی را در فرآیند جداسازی سیال تولیدی داشته باشند. در این پژوهش ابتدا مروری بر روش های طراحی کلاسیک جداسازهای دوفازی که بر مبنای روش های تیوری و نیمه تجربی استوار هستند، انجام شد. سپس به منظور بررسی آزمایشگاهی عملکرد جداسازهای دوفازی، پایلوت آزمایشگاهی جداساز طراحی شد. بنابراین یکی از مشکلات اصلی این حوزه یعنی نبود جداساز آزمایشگاهی مناسب جهت بررسی تجربی عملکرد جداساز دوفازی، برطرف شد و در حال حاضر امکان بررسی دقیق ابعاد جداساز دوفازی با استفاده از نتایج تجربی فراهم شد. با توجه به نتایج آزمایش های انجام شده در شرایط مختلف عملیاتی و مقایسه با طراحی کلاسیک، ضریب تصحیح (α) برای اصلاح روابط کلاسیک ارایه شد. در نهایت روش تحلیل ابعادی برای طراحی ابعاد جداساز دوفازی صنعتی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی معرفی شد. به منظور اعتبارسنجی روش تحلیل ابعادی، ابعاد استاندارد برای جداسازی قطرات مایع بزرگتر از µm 750 از فاز گاز در سیال تولیدی یکی از چاه های میدان پارس جنوبی ارایه شد و با ابعاد جداساز واقعی مقایسه شد. لازم به ذکر است میزان خطای ابعاد جداساز طراحی شده در مقایسه با ابعاد جداساز واقعی کمتر از 4% بوده است.
کلید واژگان: طراحی کلاسیک، آنالیزابعادی، جداساز، جریان دوفازی، ضریب تصحیحThe fluid produced from oil and gas wells is usually two-phase, which due to the need to maximize the efficiency of two-phase separators, achieving accurate design of separator dimensions is essential. But one of the main problems in the country is the impossibility of accurate design of the dimensions of industrial two-phase separators. Therefore, one of the most important issues in the field of oil and gas industry is to achieve a reliable way to design the dimensions of separators that have the best operational efficiency in the process of separating the production fluid. In this study, a review of classical methods of designing two-phase separators based on theoretical and semi-experimental methods was performed. Then, in order to evaluate the two-phase separators in the laboratory, the laboratory pilot design of the separators was performed. Therefore, one of the main problems in this field, namely the lack of a suitable laboratory pilot to experimentally evaluate the performance of two-phase separators, was solved, and it was possible to determine the standard dimensions for accurate design of industrial separators. According to the results of experiments performed in different operating conditions and comparison with the classical design, a correction factor (α) was proposed to modify the classical relations. Finally, the dimensional analysis method was introduced to design the dimensions of the industrial separator using laboratory results. In order to validate the dimensional analysis method, standard dimensions for separating liquid droplets larger than 750μm in the produced fluid by one of the wells in South Pars field were presented and compared with the actual separator dimensions. It should be noted that the design error of industrial separator dimensions compared to the dimensions of separators used in industry, has been less than 4 percent.
Keywords: Classical design, Dimensional Analysis, Separator, Multi-phase Flow, Correction Factor -
Journal of Oil, Gas and Petrochemical Technology, Volume:8 Issue: 2, Summer and Autumn 2021, PP 1 -13
The magnetic field (MF) affects the corrosion rate of N-80 carbon steel (which is frequently used in petroleum industry) in 3.8 Molar (or 12.5% weight percent). HCl was studied first at different conditions by implementing the potentiodynamic polarization (PDP) and gravimetric weight loss (WL) procedures. Response Surface Methodology (RSM) was next implemented to investigate and simulate the impacts of intensity of the magnetic field, time of magnetization, and elapsed time on the efficiency of corrosion inhibition (η). The test results revealed that acid magnetization considerebly decreases the rate of corrosion of N-80 carbon steel (CS) in the presence of HCl up to 93% so that it can be used as an eco-friendly and cost-effective substitute for the common corrosion inhibitors. The results also revealed that η enhances by enhancing the intensity of magnetic field. The morphology of the N-80 CS surface was also studied using SEM in the magnetized and normal HCl solutions.
Keywords: HCl Acidizing, Drilling Casing, corrosion rate, modelling, Response Surface Methodology -
جداسازها در میدان های تولیدی نفت و گاز دارای نقش بسیار مهم و کلیدی هستند. به همین دلیل، طراحی بهینه آنها بسیار با اهمیت است. روش طراحی با معادلات نیمه تجربی روشی مرسوم برای تعیین ابعاد جداسازها است. با این حال، به دلیل فرضیات ساده کننده ای که در آنها استفاده می شود، فقط می تواند برای بدست آوردن برآورد تقریبی از ابعاد جداسازها استفاده شود. در این مطالعه، با استفاده از واحد پایلوت جداساز دو فازی گاز-مایع صحت و دقت روابط نیمه تجربی بررسی گردید و از نتایج آزمایشگاهی و نتایج به دست آمده از شبیه سازی CFD به عنوان داده های لازم برای طراحی و ساخت شبکه عصبی بهینه سازی شده با الگوریتم ژنتیک استفاده شدند و یک مدل برای تعیین ضریب تصحیح روابط نیمه تجربی در شرایط عملکردی متفاوت ارایه گردید. واحد پایلوت آزمایش جداساز متشکل از یک جداساز افقی دو فازی در مقیاس آزمایشگاهی، پمپ ها، کمپرسورها و یک مخلوط کننده استاتیک برای تشکیل جریان دو فازی و یک فیلتر مایع برای به دام انداختن قطرات مایع از جریان گاز خروجی از جداساز است. با استفاده از وزن کردن قطره های مایع گیر انداخته شده بازده جداسازی و با استفاده از تصویربرداری حداکثر قطر قطرات مایع در جریان گاز خروجی تعیین می شود. مدل CFD توسعه داده شده با داده های آزمایشگاهی دارای خطای نسبی کمتر از 8% بود و مقدار خطای جذر میانگین مربعات شبکه عصبی بهینه سازی شده با الگوریتم ژنتیک برای مقادیر واقعی و پیش بینی شده ضرایب تصحیح برابر با 1% است. یکی از مهمترین دستاوردهای این پژوهش فراهم آوردن بستر لازم برای طراحی بهینه جداسازهای سطحی است.
کلید واژگان: رابطه، نوین، طراحی، جداساز، جریان، دو فازیSeparators play a very important and key role in oil and gas production fields. For this reason, their optimal design is very important. The design method with semi-empirical equations is a common method for determining the dimensions of separators. However, due to the simplifying assumptions used in them, it can only be used to obtain an approximate estimate of the dimensions of the separators. In this study, the accuracy of semi-empirical relationships was investigated using a gas-liquid separator pilot unit and the experimental results and the results obtained from CFD simulation as necessary data for the design and construction of a neural network optimized by Genetic algorithm. A model was proposed to determine the correction factor of semi-experimental relationships under different operating conditions. The pilot unit of the separator test consists of a laboratory-scale two-phase horizontal separator, pumps, compressors and a static mixer to form a two-phase flow and a liquid filter to trap liquid droplets from the exhaust gas flow from the separator. The separation efficiency is determined by weighing the dispersed liquid droplets. The maximum diameter of the liquid droplets in the exhaust gas flow is determined by imaging. The CFD model developed with laboratory data had a relative error of less than 8 percent, and the root mean square error of the neural network optimized by the genetic algorithm for the actual and predicted values of the correction factor was 1%. One of the most important achievements of this research is to provide the necessary basis for the optimal design of surface separators.
Keywords: Design, Two-phase Separator, Novel, Relationship -
یکی از مهمترین مشکلات در حین عملیات، هرزروی سیال حفاری می باشد که منجر به اتلاف هزینه و زمان مفید عملیات می گردد. تجربیات میدانی و مطالعات پژوهشی نشان می دهد که «مقاوم سازی دیواره ی چاه (WBS)» رویکردی موثر برای کنترل و یا درمان این چالش است. درواقع انسداد ترک های موجود در دیواره ی چاه با استفاده از ذرات کنترل کننده ی هرزروی (LCM)، توزیع تنش و فشار سیال را بر دیواره ی چاه و سطوح ترک ، تغییر داده و احتمال هرزروی را کاهش می دهد. در این مقاله تلاش شده است تا با بکارگیری مفاهیم مکانیک شکست، یک مدل تحلیلی پوروالاستیک ارایه شود و عوامل موثر بر تنش های حول دیواره ی چاه و نوک ترک، ارزیابی گردد. نتایج بدست آمده از آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مختلف نشان می دهد که پارامترهای ژیومکانیکی (ناهمسانگردی تنش های برجا)، پارامترهای هندسی (محل تشکیل پلاگ LCM، طول شکاف) و پارامترهای پوروالاستیک سازند (فشار مخزن و ضریب بیوت)، اثر قابل ملاحظه ای بر میزان موفقیت WBS دارند. بر طبق این نتایج، مقاوم سازی دیواره ی چاه، در شرایط تنش همسانگرد، سازند کم فشارتر و طول شکاف کمتر، موثرتر می باشد؛ چراکه تمرکز تنش در نوک ترک، کمتر بوده و احتمال رشد آن کاهش می یابد. همچنین، هرچه محل تشکیل پلاگ LCM به دهانه ی شکاف، نزدیک تر باشد مقاوم سازی بهتر انجام می شود.
کلید واژگان: مطالعه ی تحلیلی، هرزروی سیال حفاری، فاکتور شدت تنش، آنالیز حساسیت، انسداد شکافOne of the most challenging problems during drilling operations is loss circulation, which can result in wasting productive time and operation costs. Different studies and field experiences indicate that wellbore strengthening (WBS) is a practical approach to prevent or treat this problem. Plugging the wellbore fractures with lost circulation materials (LCMs) changes the stress distribution on the wellbore wall and fracture tip, leading to decrease the fluid loss possibility. In this paper, it has been attempted to introduce a poroelastic analytical model to investigate the effective factors on wellbore stresses based on fracture mechanics. The sensitivity analysis on different factors shows that geomechanical parameters (in-situ stress anisotropy), geometry parameters (LCM plug location, fracture length), and poroelastic properties (formation pore pressure and biot coefficient) have a significant effect on WBS. Based on the modeling results, the closer the LCM bridge location to the fracture mouth, the better strengthening can be achieved, and it can be more effective in the isotropic stress conditions, low-pressure formations and for a shorter fracture, due to less stress concentration on the fracture tip.
Keywords: Analytical Study, Lost Circulation, Stress intensity factor, Sensitivity analysis, Fracture Plugging -
از نظر ژئومکانیکی با تولید از مخزن و تخلیه تدریجی آن، تغییراتی در مخزن ایجاد می شود. در این مقاله امکان ایجاد شکاف و شکستگی در مخازن تخلیه شده بررسی شده است. به سه روش امکان شکل گیری شکاف در ابن نوع مخازن وجود دارد. ممکن است در مخزن به علت تولید، گسل درست شود. گاهی لازم است به منظور رسیدن به لایه های پایین تر، مخزن تخلیه شده حفاری شود. چون در اثر تخلیه فشار منفذی کاهش می یابد، موقع حفاری وزن گل معمولی نیز می تواند شکاف ایجاد کند و هرزروی گل رخ بدهد. شکاف حالت سوم مربوط به زمانی است که در مخزن در حال تخلیه عملیات شکاف هیدرولیکی انجام شود. هنگام ایجاد شکاف هیدرولیکی، کاهش فشار منفذی عامل مساعدی است و با فشار پمپ کمتر می توان به هدف رسید. در این مقاله امکان چرخش تنش های افقی نیز بررسی می شود که در این صورت، می توان با شکاف هیدرولیکی به نقاط جدیدی از مخزن دست یافت. در اخر با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی یکی از مخازن میدان پارس جنوبی، امکان ایجاد گسل و چرخش تنش ها بر اثر تولید پیش بینی می شود.کلید واژگان: ایجاد شکاف، فشار منفذی، تخلیه مخزن، میدان پارس جنوبی، ژئومکانیکSome geomechanical changes may be occurred due to the production and gradual depletion of the reservoir. Fracturing in depleted reservoirs is studied in this article. In depleted reservoirs, there are three kinds of scenarios for fracturing. A fault may be created as a result of production. Drilling a depleted reservoir is sometimes necessary to reach to deeper targets. Pore pressure variation changes safe mud window. Hence, some fractures can be generated in drilling with previous mud weight, and then mud lose is occurred. In addition, the third kind is hydraulic fracturing in depleting reservoirs. Decrease of pore pressure is a willing factor, and a hydraulic fracture can be generated with less pump pressure. In this article, the possibility of the horizontal stresse rotation is studied. Stress rotation can help fractures to reach to new parts of reservoirs which remain undrained. At last with usage of geomechanical parameters of one of the reservoirs of south Pars field, the possibility of faulting and stress rotation is predicted.Keywords: Fracturing, Pore Pressure, Depletion, South Pars Field, Geomechanics
-
ناپایداری سازندهای شیلی، منشا اصلی بسیاری از مشکلات حفاری است که منجر به صرف هزینه های زیاد و اتلاف زمان می شود. پیش از حفاری، تنش های مکانیکی سازند، کمتر از مقاومت سنگ بوده و شرایط شیمیایی نیز در حال تعادل است. سنگ تحت این شرایط متعادل، در حالت پایدار قرار دارد. اما پس از عملیات حفاری، نیروهای برشی، کششی و تراکمی سنگ اطراف چاه، تغییر می نماید. فعل و انفعال های شیمیایی نیز در اثر تماس سازند شیلی با سیال حفاری رخ می دهد که خود دلیلی برای ناپایداری دیواره چاه می باشد. مکانیزم عمده ناپایداری سازند شیلی، انتقال فشار هیدرولیکی و همچنین پدیده اسمزی است. به تاخیرانداختن افزایش فشار منفذی در نزدیک دیواره چاه، امری ضروری است. این امر می تواند با افزایش خاصیت غشایی شیل از طریق افزودن نمک های مختلف و انسداد فیزیکی منافذ شیل با استفاده از انواع نانو ذرات و یا پلیمرها محقق گردد. برای جلوگیری و حل مشکلات ناشی از سازندهای شیلی، شناخت و بررسی ویژگی های سازند و همچنین تغییر و تحولات پدید آمده در اثر واکنش های متقابل سنگ و سیال، ضروری به نظر می آید. از این رو در این مقاله با به کارگیری تئوری پوروالاستیک شیمیایی خطی، معادلات میدانی حاکم بر مساله استخراج شده است. با توجه به اینکه معادلات انتشار به صورت کوپل کامل می باشند، با استفاده از روش های تحلیلی و عددی، این معادلات جداسازی و نهایتا حل شده اند. نتایج به دست آمده از این شبیه سازی نشان می دهد که مدل ارائه شده، می تواند تست انتقال فشار منفذی و رفتار سازند شیلی در مجاورت سیال حفاری را به خوبی شبیه سازی کند.کلید واژگان: ناپایداری سازندهای شیلی، فشار اسمزی، بازدهی غشایی شیل، تئوری پوروالاستیک شیمیایی، روش های تحلیلی و عددیShale formation instability is the main source of many problems in drilling operation causing significant costs and wasting time. Prior to drilling, mechanical stresses are less than fracture resistance of rock and chemical conditions are in balance within the formation. Because of that, in this balanced situation, the formation is stable. However, shear, tensile and compressive forces vary around the wellbore after drilling operations. Under these conditions, the rocks around the well become unstable. On the other hand, while the formation contacts with drilling fluid, chemical interactions occur, one of possible reasons for the wellbore instability. Hydraulic pressure transmission and osmotic pressure are the main mechanisms of shale formation instability. Thus it is very vital to delay the pore pressure increase surrounding the well. This can be achieved by adding various salts and applying different types of nano-particles or polymers to block the shale pores to improve the shale membrane properties. In order to prevent consequential problems associated with shale formations, it is necessary to study the formation characteristics and evaluate changes occurred due to rock-fluid interaction. Hence, in this paper, the field equations governing the problem have been derived based on the linear chemo-poroelastic theory. Since Diffusion equations are mainly fully coupled, therefore by using analytical/ numerical methods, these equations have been decoupled and solved finally. The simulation results show that the proposed model can appropriately simulate the pore pressure transmission test (PPTT) and shale formation behavior contact with drilling fluid.Keywords: Shale formation instability, Osmotic pressure, Shale membrane efficiency, Chemo, poroelastic theory, Analytical, numerical methods
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.