بررسی عددی فیلتراسیون استاتیک و دینامیک سیال حفاری با در نظر گرفتن تراکم پذیری کیک گل: مقایسه شرایط جریان دارسی و غیردارسی

پیام:
نوع مقاله:
مقاله پژوهشی/اصیل (دارای رتبه معتبر)
چکیده:

یکی از دلایل اصلی آسیب سازند تهاجم سیال حفاری به داخل سازند طی عملیات حفاری می باشد. از این جهت، مدل سازی 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 خصوصا موقعی که کیک گل تراکم پذیر 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 مدل سازی عددی بررسی شده است. در مدل سازی، کیک گل تراکم پذیر، نفوذ ذرات جامد سیال حفاری به درون سازند و همچنین، سایش ذرات کیک به دلیل تنش برشی ناشی از جریان سیال حفاری در نظر گرفته شده است. برای لحاظ کردن کیک گل تراکم پذیر در مدل سازی از معادله تحلیلی جدیدی استفاده شده است. توزیع اشباع صافاب سیال حفاری نفوذ کرده در نمونه سنگ با استفاده از حل هم زمان معادله نفوذ- جابه جایی با معادله ممنتوم در کنار موازنه جرم در سیستم به دست می آید. 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 جزیی با روش عددی زمان عقب گرد فضا میانی به دست آمد. نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که در نظر گرفتن تراکم پذیری کیک باعث می شود 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 تراکم پذیر در حالتی که نفوذ ذرات جامد به درون مغزه در نظر گرفته می شود، عمق نفوذ صافاب حدودا 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 می یابد. عمق نفوذ صافاب برای جریان دارسی در فیلتراسیون دینامیک به میزان cm 27/1 بیشتر از فیلتراسیون استاتیک است. در جریان غیر دارسی در مدت زمان min 30 فیلتراسیون دینامیک، کل طول نمونه سنگ مورد تهاجم صافاب گل قرار می گیرد. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند به درک بهتر نفوذ سیال حفاری و رشد کیک در شرایط جریان غیردارسی که سایش کیک موثر از تنش برشی سیال حفاری وجود دارد، کمک کند.

زبان:
فارسی
صفحات:
24 تا 36
لینک کوتاه:
magiran.com/p2110709 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!