Yatay Kuyulardaki Sıvı-Katı Çift Fazlı Akışın Modellenmesi

Abstract

Sıvı- katı (kesinti) sistemleri için basınç farkını belirlemek sondaj anında tijlerin dönmesinden ve kesintilerin kuyu içinde bulunmasından dolayı oldukça karışık bir hal alır ve hesaplanması zor bir hale gelir. Kuyudaki kesinti yatağı yüksekliği arttırkça, basınç farkı da artar. Borunun dönmesi eksantrik bir annülüsteki tek fazlı Newton tipi akışkanın basınç farkını arttırırken, sıvı-kesinti sisteminde yatağın erozyunu yüzünden basınç farkında bir azalma gözlemlenir. Bu çalışmada, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) kullanılarak yatay kuyu içinde akan katı (kırınt)ı-sıvı sistemi modellenmiştir. Kesinti taşınım deneyleri akımın, dönme ve delmenin değişik hızlarında yapılmıştır. Deney kesiti içindeki basınç farkı ve durgun ve/veya hareketli kesinti yatağının kalınlığı kaydedilip, CFD sonuçları deneylerden elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar ise CFD modelinin sürtünmeden kaynaklanan basınç kayıplarını belirleyebildiğini göstermiştir.

It is very complex to identify pressure loss for solid-liquid system because of rotating of drillstring during drilling operation and cuttings are present in a wellbore. While incresing cuttings bed thickness in the wellbore, increasing of pressure loss occurs. When rotation of pipe increase pressure loss of cuttingless Newtonian fluids in an eccentric annulus, the reason of bed erosion gives a reduction of pressure loss for two phase solid-liquid flow system. Computational fluid dynamics (CFD) is used for modelling of solid (cuttings) – liquid flow inside horizontal wells in this study. Various flow rates, pipe rotation speed, and rate of penetration are arranged for cuttings transport experiments. In the cross section of test section, pressure loss and moving and/or stationary bed thickness are obtained. Comparison of experimental data from experiments and CFD results are done. It is understood that CFD model is good enough to estimate the frictional pressure loss.