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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32175| Título: | Simulação do bombeio de colchão viscoso para limpeza de cascalhos em poços de alto afastamento |
| Título(s) alternativo(s): | Simulation of sweeping pills for the cleaning of extended reach oil wells |
| Autor(es): | Argentin, Sarah Nunes |
| Orientador(es): | Franco, Admilson Teixeira |
| Palavras-chave: | Poços de petróleo - Perfuração - Limpeza Escoamento bifásico Fluxo viscoso Viscosidade Modelos matemáticos Oil well drilling - Cleaning Two-phase flow Viscous flow Viscosity Mathematical models |
| Data do documento: | 22-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ARGENTIN, Sarah Nunes. Simulação do bombeio de colchão viscoso para limpeza de cascalhos em poços de alto afastamento. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | A limpeza adequada de poços de petróleo é crucial para evitar problemas como travamento da coluna de perfuração ou danos ao reservatório. Os colchões viscosos são opções viáveis, pois não oferecem risco significativo para a integridade do poço e não requerem a remoção do tubo de perfuração. O colchão viscoso é um pequeno volume de fluido com maior densidade e viscosidade do que o fluido de perfuração. Consequentemente, pode carrear cascalhos para longe das áreas de bloqueio. É visada a simulação e análise o processo de limpeza de poço de alto afastamento por bombeio de colchões viscosos. A reologia do colchão viscoso é o foco principal da investigação. A modelagem do escoamento líquido-sólido utiliza a abordagem euleriana-lagrangiana. Assim, as fases fluida e sólida são tratadas separadamente e acopladas em quatro vias. Para as interações entre as fases líquida e sólida, é implementado o modelo de fase discreta, enquanto as interações entre partículas adjacentes e fronteiras sólidas são resolvidas pelo método dos elementos discretos. O colchão viscoso apresenta comportamento não newtoniano pseudoplástico no qual a função viscosidade ajusta-se ao modelo Power-Law. O escoamento de fluido de perfuração em estado estacionário com leito de cascalhos foi obtido na literatura especializada, e o resultado, numérico foi utilizado como condição inicial nas presentes simulações. No instante inicial, o fluido de perfuração é substituído pelo colchão viscoso e o movimento do fluido é retomado. O colchão viscoso é bombeado até que a vazão volumétrica de 0,006 m³/s atravesse o domínio. Em seguida, a simulação é pausada e a influência da reologia do colchão viscoso na eficiência de limpeza é analisada. Os resultados obtidos indicam que o fator de consistência é o parâmetro reológico de maior influência sobre a capacidade de carreamento de partículas de cascalho. |
| Abstract: | Proper oil well cleaning is crucial to avoid problems such as stuck pipe or reservoir damage. In this respect, sweeping pills are viable options because they do not offer significant risk to the well’s integrity and do not require drill pipe removal. A sweeping pill is a small volume of fluid with higher density and viscosity than the drilling fluid. Hence, it can drag cuttings away from blockage areas. Simulation and analysis is aimed at the cleaning process of an extended reach well by pumping sweeping pills. The sweeping pill’s rheology is the main focus of the investigation. The modeling of liquid-solid flow uses an Eulerian-Lagrangian approach. So, the fluid and solid phases are treated separately and coupled in four-way. For the interactions between the liquid and solid phases, a discrete phase model is implemented, while the particle interactions among adjacent particles and solid boundaries are solved by the discrete element method. The sweeping pill has a non-Newtonian pseudoplastic behavior in which the viscosity function follows the Power-Law model. The steady-state drilling mud flow with a cuttings bed was obtained in the specialized literature, and this numerical result was used as an initial field in the present simulations. At the initial time, the drilling fluid is replaced by the sweeping pill, and the fluid motion resumes. The sweeping pill is pumped until a volumetric flow of 0,06 m³/s crosses through the domain. Then, the simulation is paused and the influence of the sweeping pill’s rheology on the cleaning efficiency is analyzed. The results obtained indicate that the consistency factor is the rheological parameter with the greatest influence on the ability to carry gravel particles. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32175 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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