Mô phỏng và tính toán quá trình vận chuyển mùn khoan trong giếng khoan slimhole

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Khái niệm cơ bản

1.2. Phương pháp nghiên cứu

2. TÀI NGHIÊN CỨU

2.1. Công nghệ và thiết bị khoan giếng thân nhã

2.2. Động lực học chất lỏng

2.3. Tình hình nghiên cứu vận chuyển mùn khoan trong giếng khoan thân nhã

3. LÝ THUYẾT VỀ VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN

3.1. Dòng suối

3.2. Những định luật vận chuyển mùn khoan

3.2.1. Lực tác động lên hạt mùn

3.2.2. Tiết diện lòng giếng và lớp mùn khoan lắng đọng

3.2.3. Vận tốc suối và vận tốc lắng của hạt

3.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận chuyển mùn khoan

3.2.4.1. Ảnh hưởng do góc nghiêng của giếng

3.2.4.2. Ảnh hưởng của tốc độ quay cần khoan

3.2.4.3. Ảnh hưởng của dung dịch khoan

3.2.4.4. Ảnh hưởng của lực ly tâm cần khoan

3.2.4.5. Ảnh hưởng các thuộc tính hạt mùn

3.2.4.6. Ảnh hưởng của tỷ trọng dung dịch

3.2.4.7. Ảnh hưởng đường kính cần khoan

4. THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN CHO GIẾNG THÂN NHÃ

4.1. Tổng quan khu vực và cấu hình giếng nghiên cứu

4.1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

4.1.2. Cấu hình giếng khu vực nghiên cứu

4.2. Tính toán thực nghiệm quá trình vận chuyển mùn khoan

4.2.1. Mô hình thực nghiệm cho giếng khoan thẳng

4.2.2. Mô hình thực nghiệm cho giếng có góc nghiêng lớn

4.2.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến Vmin, Qmin với mô hình Larsen

4.2.3.1. Tính toán Qmin và Vmin

4.2.3.2. Ảnh hưởng của tốc độ quay cần khoan đến Vmin và Qmin

4.2.3.3. Ảnh hưởng của tỷ trọng dung dịch đến Vmin và Qmin

4.2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến Vmin, Qmin theo mô hình Rubiandini

4.2.4.1. Tính toán Vmin và Qmin

4.2.4.2. Ảnh hưởng của tốc độ quay cần khoan đến Vmin và Qmin

4.2.4.3. Ảnh hưởng của tỷ trọng dung dịch đến Vmin và Qmin

5. MÔ PHỎNG VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN CHO GIẾNG KHOAN THÂN NHÃ TRÊN PHẦN MỀM ANSYS FLUENT

5.1. Giới thiệu phần mềm ANSYS® và quy trình tiến hành

5.1.1. Giới thiệu phần mềm ANSYS®

5.2. Mô phỏng vận chuyển mùn giếng khoan thân nhã bằng phần mềm ANSYS Fluent

5.2.1. Thiết lập mô hình cho giếng khoan thân nhã

5.2.2. Khởi động cho cấu trúc hình học

5.2.3. Mô hình CFD

5.2.4. Định vật liệu

5.2.5. Kết quả và thảo luận

6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu về mùn khoan và giếng khoan slimhole

Mùn khoan là sản phẩm phụ trong quá trình khoan, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất khoan và bảo vệ thiết bị khoan. Trong bối cảnh khai thác dầu khí, giếng khoan slimhole trở thành một lựa chọn phổ biến do kích thước nhỏ gọn và hiệu quả kinh tế. Việc vận chuyển mùn khoan trong giếng khoan slimhole đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các yếu tố vật lý và hóa học ảnh hưởng đến quá trình này. Theo một nghiên cứu gần đây, việc tối ưu hóa quá trình vận chuyển mùn khoan có thể giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu quả khai thác.

1.1. Đặc điểm của giếng khoan slimhole

Giếng khoan slimhole được thiết kế với đường kính nhỏ hơn so với giếng khoan truyền thống, giúp giảm thiểu lượng vật liệu cần thiết và chi phí thi công. Hệ thống này đặc biệt hiệu quả trong việc khoan qua các địa tầng khó khăn, nơi mà việc khoan truyền thống có thể gặp nhiều trở ngại. Theo nghiên cứu, giếng khoan slimhole cũng có khả năng tối ưu hóa quá trình lưu thông chất lỏng, từ đó cải thiện khả năng vận chuyển mùn khoan.

II. Mô phỏng và tính toán quá trình vận chuyển mùn khoan

Mô phỏng quá trình vận chuyển mùn khoan trong giếng khoan slimhole là một khía cạnh quan trọng trong nghiên cứu này. Sử dụng phần mềm ANSYS Fluent, các mô hình mô phỏng đã được phát triển để phân tích dòng chảy và tương tác giữa mùn khoan và chất lỏng khoan. Kết quả từ các mô phỏng cho thấy rằng tốc độ dòng chảy và áp suất trong giếng khoan có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất vận chuyển mùn khoan. Việc tối ưu hóa các thông số này có thể dẫn đến những cải tiến đáng kể trong quá trình khoan.

2.1. Các phương pháp mô phỏng

Các phương pháp mô phỏng bao gồm việc sử dụng mô hình CFD để mô phỏng dòng chảy trong giếng khoan. Các thông số như tốc độ dòng chảy, áp suất và tính chất của mùn khoan được đưa vào mô hình để phân tích. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có thể cải thiện hiệu suất vận chuyển mùn khoan. Theo một nghiên cứu gần đây, các mô hình này không chỉ giúp dự đoán hiệu suất mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế hệ thống khoan.

III. Tính toán và phân tích kết quả

Kết quả từ các mô phỏng và tính toán cho thấy rằng việc tối ưu hóa quá trình vận chuyển mùn khoan có thể giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu suất khoan. Các thông số như lưu lượng chất lỏng, áp suất và cấu hình giếng khoan có ảnh hưởng lớn đến khả năng vận chuyển mùn khoan. Việc phân tích dữ liệu từ các mô phỏng cho thấy rằng một sự thay đổi nhỏ trong các thông số này có thể dẫn đến sự khác biệt lớn trong hiệu suất tổng thể của quá trình khoan.

3.1. Đánh giá hiệu suất

Đánh giá hiệu suất của quá trình vận chuyển mùn khoan được thực hiện thông qua việc so sánh giữa các kết quả mô phỏng và thực nghiệm. Các nghiên cứu cho thấy rằng mô hình CFD có thể dự đoán chính xác các thông số như áp suất và lưu lượng, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho việc tối ưu hóa quy trình khoan. Theo các chuyên gia, việc sử dụng mô hình này sẽ giúp các kỹ sư khoan đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quá trình khai thác.

Nghiên cứu mô phỏng và tính toán vận chuyển mùn khoan trong giếng khoan thân nhỏ slimhole