Nghiên cứu dòng chất lưu thông trong giếng để nâng cao hiệu quả khoan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM ĐỨC THIÊN NGHIÊN CỨU DÒNG CHẤT LƯU TRONG GIẾNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHOAN Chuyên ngành:Khoan hồn thiện giếng dầu khí Mã số : 62.53.50.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS CAO NGỌC LÂM PGS.TS VÕ XUÂN MINH HÀ NỘI 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực, luận điểm bảo vệ điểm khoa học chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Tài liệu sở luận án Các luận điểm bảo vệ Điểm khoa học Ý nghĩa khoa học thực tiễn 10 Cấu trúc luận án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DỊNG CHẤT LỎNG KHOAN Q TRÌNH KHOAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 1.2.1 Các nghiên cứu thực nghiệm 1.2.2 Các nghiên cứu lý thuyết 1.2.3 Các tài liệu thủy lực choòng khoan 1.3 Tổng hợp kết luận CHƯƠNG 2: CHẤT LỎNG KHOAN VÀ SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT LỎNG KHOAN TRONG CỘT CẦN VÀ KHOẢNG KHÔNG VÀNH XUYẾN 2.1 Chất lỏng khoan tính lưu biến 2.1.1 Tính lưu biến chất lỏng khoan 2.1.2 Các thông số lưu biến thực tế chất lỏng khoan 1 2 4 7 8 14 17 17 19 19 20 22 2.2 Tổn thất áp suất ma sát cột cần KKVX 2.2.1 Áp suất ma sát cột cần khoảng không vành xuyến chất lỏng chảy tầng 2.2.2 Độ nhớt tương đương Newton chất lỏng phi Newton 2.2.3 Phân biệt chế độ chảy chất lỏng phi Newton cột cần khoảng không vành xuyến 2.2.4 Tổn thất áp suất chảy tầng 2.2.5 Tổn thất áp suất cột cần khoảng không vành xuyến chất lỏng chảy rối 2.2.6 Tổn thất áp suất khoảng không vành xuyến lệch tâm 2.3 Trạng thái chảy chất lỏng khoan cột cần khoảng không vành xuyến giếng khoan 2.3.1 Thông số thực tế giếng khoan 2.3.2 Xác định chế độ chảy chất lỏng khoan cột cần KKVX 24 24 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN 58 35 36 38 38 40 45 45 45 MÙN KHOAN TRONG GIẾNG THÂN ĐỨNG 3.1 Vận tốc lắng hệ số cản hạt mùn khoan 3.1.1 Vận tốc lắng 3.1.2 Hệ số cản 3.2 Đặc điểm vận chuyển mùn khoan giếng thân đứng 3.3 Phát triển cơng thức tốn 3.4 Tính tốn mô ảnh hưởng thông số ảnh hưởng đến hiệu vận chuyển mùn khoan 3.4.1 Thuật tốn tính tốn mơ 3.4.2 Ngun tắc tính tốn mơ 3.4.3 Kết thảo luận 3.5.Tính tốn mô gradient áp suất khoảng không vành xuyến 3.5.1 Thuật tốn tính tốn mơ 3.5.2 Ngun tắc tính tốn mơ 3.5.3 Kết thảo luận CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM SẠCH ĐÁY CỦA DÒNG CHẤT LỎNG KHOAN 59 59 60 63 64 66 66 67 68 76 76 77 77 94 4.1 Tối ưu hiệu làm đáy dòng chất lỏng khoan 4.1 Giảm áp qua lỗ phun choòng khoan 4.1.2 Tối ưu thuỷ lực choòng khoan 4.2 Tính tốn tối ưu thủy lực qua lỗ phun chịong khoan 4.2.1 Thuật tốn tính tốn mơ 4.2.2 Ngun tắc tính tốn mơ 4.2.3 Kết thảo luận KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN 94 95 97 105 105 107 108 120 122 NỘI DUNG LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC 123 128 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt DLCS Dữ liệu sở CLN Chất lỏng KKVX Khoảng không vành xuyến KLR Khối lượng riêng Các ký hiệu A Diện tích mặt cắt ướt, m2 Aa Diện tích mặt cắt ướt KKVX, m AR Tiết diện mặt cắt ướt vùng chảy rối, m2 AT Tiết diện mặt cắt ướt vùng chảy tầng, m2 At Tổng diện tích vịi phun, m2 Atu Tổng diện tích vịi thủy lực chng khoan tối ưu, m Ar Số Archimède a Khoảng nâng, m B Hệ số C1,C2 Hằng số tích phân, khơng thứ nguyên CD Hệ số cản, không thứ nguyên Ct Tổng nồng độ mùn khoan, % Dc Đường kính danh nghĩa chng khoan, m Dea Đường kính thủy lực KKVX, m DeaT Đường kính thủy lực vùng chảy tầng KKVX, m DeaR Đường kính thủy lực vùng chảy rối KKVX, m Dh Đường kính lỗ khoan, m Dip Đường kính cần khoan, m Dop Đường kính ngồi cần khoan, m dp Đường kính hạt mùn, m dtu Đường kính lỗ phun chịong khoan tối ưu, m E Độ lệch tâm tương đối, không thứ nguyên e Độ lệch tâm, m f Hệ số ma sát Fanning, khơng thứ ngun F Lực dịng tia, N FD Lực cản, N FG Trọng lực, N FB g gradp gradp msa gradp msp dp ms dl h HT hT Hb Hms Hdc Hc Hbmax k L n P1, P2 p pt pd pb pms pc pdc p1, p2 pmsc pmsa pmsp pv pt pbmax pmstu Lực đẩy nổi, N Gia tốc trọng trường, m/s2 Gradient áp suất, Pa/m Gradient áp suất ma sát KKVX, Pa/m Gradient áp suất ma sát cột cần, Pa/m Gradient tổn thất áp suất ma sát, Pa/m Khoảng cách hai bề mặt KKVX, m Chiều dày không thứ nguyên Chiều cao vùng chảy tầng, m Công suất thủy lực máy bơm, W Công suất thuỷ lực tổn thất áp suất ma sát, W Công suất thuỷ lực giảm áp qua động đáy, W Công suất thủy lực giảm áp qua chng khoan, W Cơng suất thuỷ lực lớn máy bơm, W hệ số đậm đặc(hệ số sệt ), Pa.sn Chiều sâu giếng khoan, m số đặc tính chảy, khơng thứ ngun Áp lực, N Áp suất, Pa Áp suất tĩnh, Pa Áp suất động, Pa Áp suất máy bơm, Pa Áp suất ma sát, Pa Áp suất thay đổi qua choòng khoan, Pa Áp suất thay đổi qua động đáy, Pa Áp suất (mặt cắt vào lỗ phun) (mặt cắt lỗ phun), Pa Giảm áp suất qua vòi phun choòng khoan, Pa Tổn thất áp suất ma sát KKVX, Pa Tổn thất áp suất ma sát cột cần, Pa Áp suất phá vỡ vỉa, Pa Áp suất thủy tĩnh, Pa Áp suất lớn máy bơm, Pa Tổn thất áp suất ma sát tối ưu, Pa pbtu pctu Q Qtu Qmin Qmax r R* Rt Rh Rip Rop Ry Re Rep ReBa RePa ReHa ReBp RePp ReHp ReaR ReaT s T v va vp vCH vra vs vt y w Áp suất bơm tối ưu, Pa Giảm áp qua chòong tối ưu, Pa Lưu lượng chất lỏng, m3/s Lưu lượng chất lỏng tối ưu, m3/s Lưu lượng chất lỏng nhỏ nhất, m3/s Lưu lượng chất lỏng lớn nhất, m 3/s Bán kính, m Bán kính khơng thứ ngun Tỷ số vận tải, khơng thứ ngun Bán kính thành lỗ khoan, m Bán kính cần khoan, m Bán kính ngồi cần khoan, m Bán kính vùng chảy nút, m Số Reynolds Số Reynolds hạt mùn Số Reynolds KKVX chất lỏng Bingham Số Reynolds KKVX chất lỏng Power law Số Reynolds KKVX chất lỏng Herskey-Bulkley Số Reynolds cột cần chất lỏng Bingham Số Reynolds cột cần chất lỏng Power law Số Reynolds cột cần chất lỏng Herskey-Bulkley Số Reynolds vùng chảy rối KKVX Số Reynolds vùng chảy tầng KKVX Gradient vận tốc, s-1 Lực ma sát, N Vận tốc trung bình chất lỏng, m/s Vận tốc trung bình chất lỏng khoan KKVX, m/s Vận tốc trung bình chất lỏng khoan cột cần, m/s Tốc độ học khoan, m/s Vận tốc chất lỏng chảy khỏi vòi phun, m/s Vận tốc lắng hạt mùn khoan, m/s Vận tốc vận tải, m/s Tọa độ chiều dài theo phương vng góc dòng chảy, m Chiều dài khe hẹp KKVX, m wb wms   1,   L tdN eBa ePa eHa eBp ePp eHp L p l p  a p  ms y  ip w   a T R s L Áp máy bơm, Pa Áp tổn hao ma sát, Pa số mũ dịng chảy, khơng thứ ngun Góc tâm lớp chảy tầng KKVX lệch tâm, độ Độ nhớt chất lỏng Newton, Pa.s Độ nhớt chất lỏng, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton KKVX chất lỏng Bingham, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton KKVX chất lỏng Power law, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton KKVX chất lỏng HerskeyBulkley, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton cột cần chất lỏng Bingham, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton cột cần chất lỏng Power law, Pa.s Độ nhớt tương đương Newton cột cần chất lỏng HerskeyBulkley, Pa.s Độ nhớt chất lỏng, Pa.s Độ nhớt dẻo chất lỏng Bingham, Pa.s Chiều dài dọc trục vô nhỏ, m Chênh lệch áp suất, Pa Hệ số ma sát Darcy, không thứ nguyên Hệ số ma sát KKVX, không thứ nguyên Hệ số ma sát cột, không thứ nguyên Ứng suất trượt, Pa Ứng suất ma sát, Pa Ứng suất trượt ban đầu, Pa Ứng suất trượt thành ống, Pa Ứng suất trượt thành giếng khoan, Pa Chiều cao mô nhám, m Chu vi ướt, m Chu vi ướt KKVX, m Chu vi ướt vùng chảy tầng,m Chu vi ướt vùng chảy rối, m Khối lượng riêng hạt, kg/m3 Khối lượng riêng chất lỏng, kg/m3 hd   Khối lượng riêng hiệu dụng chất lỏng hỗn hợp, kg/m3 Góc nghiêng giếng khoan, độ Trọng lượng riêng chất lỏng, N/m3 141 toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; toy= 11.3;PV=0.0175; rolong=1234 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long SBM %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 14.6;PV=0.02; rolong=1318 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long NaCL/BRINE %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 3.4;PV=0.006; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long RDIF %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; 142 %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy=8.6;PV=0.0225; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long KCL/POLYMER toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; toy= 6.9;PV=0.0235; rolong=1108;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long PREHYDRATED BENTONITE HIVIS PIL toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; 143 toy= 4.6;PV=0.0175; rolong=1019 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long KCL/POLYMER/LCM %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 8.4;PV=0.027; rolong=1108 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long SW/GUA GUM/CMC toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 10.3;PV=0.038; rolong=1150 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long SW/GUA GUM/GEL/CMC %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; 144 %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 6.7;PV=0.0155; rolong=1090 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long GEL/POLYMER %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 4.8;PV=0.0245; rolong=1090 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; % Chat long GEL/CMC %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.19;vp=6.83; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078;dklo=0.6604 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.21;vp=7.51; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.31;vp=4.73; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.4445 ; dkncan=0.127 ;dktcan=0.1085;va=0.46;vp=7.06; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.31115; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.63;vp=4.29; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=0.85;vp=5.83; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.32;vp=3.41; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.2159 ; dkncan=0.127;dktcan=0.1085;va=1.6;vp=4.13; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.21;vp=3.75; %toy= 5.5;PV=0.0155; rolong=1078 ;dklo=0.1524 ; dkncan=0.0889;dktcan=0.0702;va=1.29;vp=4.01; %tinh nhot tuong duong Newton muyea= 3/2*PV/(dklo-dkncan)^2 + 3/16*PV/(va*(dklo-dkncan)), Rea= va*rolong*(dklo-dkncan)/muyea, muyep=PV+2*dktcan*toy/(3*vp), Rep= vp*rolong*dktcan/muyep, %muy=0.0101; %ronc=1000; 145 %Rea= va*ronc*(dklo-dkncan)/muy, %Rep= vp*ronc*dktcan/muy, Phụ lục 3: Chương trình tính toán mô tỷ số vận tải %TINH TOAN MO PHONG VUNG GIENG DUNG %nhap cac thong so n= 0.32; k = 1.37; rohat =2600 ;rolong=1100 ; ROP=0.005556 ;dklo=0.31115 ; dkncan=0.127 ;dkhat =0.003 ;Ua=0.7 ;teta=pi/180*25; tetafay= pi/2-teta; %tinh nhot tuong duong Newton muye= 2^((-n^2+2*n+1)/n)/32*k*Ua^(n-1)*((dklo+dkncan)^n/(dklodkncan)^((2*n)/n))*((n+1)/(3*n+1))*(dklo^2+dkncan^2-(dklo^2dkncan^2)/log(dklo/dkncan)); %dien tich kkvx Aa= pi/4*(dklo^2-dkncan^2); %tinh van toc lang theo ct cua Chien if n1 Rehatthu= Rehat; if Rehat < 0.1 Cd = 24*X/Rehat; vlang= sqrt(4*9.81*dkhat/(3*Cd)*(rohat-rolong)/rolong); Rehat = (rolong*vlang^(2-n)*dkhat^n)/k; if Rehat0.1&Rehat0.1&Rehat 100&Rehat 100&Rehat=0.001 muytdp=muytdp+0.00001; vptinh =(1/k)^(1/n)*(n/(n+1))*(4/(32*vp*muytdp/(dktcan^2)))*4/(dktcan^2)*((-toydktcan/4*(32*vp*muytdp/(dktcan^2)))^((n+1)/n)*dktcan^2/82/(32*vp*muytdp/(dktcan^2))*(2/(32*vp*muytdp/(dktcan^2))*(n/(3*n+1))*(toy-dktcan/4*(32*vp*muytdp/(dktcan^2)))^((3*n+1)/n)+n/(2*n+1)*(-toydktcan/4*(32*vp*muytdp/(dktcan^2)))^((2*n+1)/n))); end muytda=muytda, muytdp=muytdp, 152 PHỤ LỤC 7: HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN KHI VẬN TỐC CHẤT LỎNG TRONG KKVX THAY ĐỔI Bảng PL 7.1: Hiệu vận chuyển mùn theo tính lưu biến chất lỏng giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi Tỷ số vận tải m ùn khoan Rt Vận tốc chất lỏng Chất lỏng CS KKVX, m/s 0.2 0.4736 0.3 0.6491 0.5 0.7895 0.7 0.8496 0.9 0.883 1.1 0.9043 1.3 0.919 Tỷ số vận tải Rt Chất lỏng A Chất lỏng B 0.0101 0.3401 0.604 0.7172 0.78 0.82 0.8477 0.3442 0.5628 0.7377 0.8126 0.8543 0.8808 0.8991 Chất lỏng C 0.6478 0.7652 0.8591 0.8994 0.9217 0.936 0.9458 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s CLCS CL A CL B CL C Hình PL 7.1: Hiệu vận chuyển mùn theo tính lưu biến chất lỏng giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi 153 Bảng PL 7.2: Hiệu vận chuyển mùn theo KLR chất lỏng giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi T ỷ s ố v ận tải m ù n k h o a n R t Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 Khi L= 950 kg/m3 0.3805 0.587 0.7522 0.823 0.8623 0.8874 0.9047 Tỷ số vận tải Rt Khi L= 1100 kg/m3 0.4736 0.6491 0.7895 0.8496 0.883 0.9043 0.919 Khi L= 1300 kg/m3 0.5805 0.7207 0.8322 0.8802 0.9068 0.9237 0.9355 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s KLR chất lỏng 950 kg/m3 KLR chất lỏng 1100 kg/m3 KLR chất lỏng 1300 kg/m3 Hình PL 7.2: Hiệu vận chuyển mùn theo KLR chất lỏng giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi 154 Bảng PL 7.3: Hiệu vận chuyển mùn theo KLR hạt mùn giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi T ỷ số vậ n tải m ù n kh o an R t Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 Tỷ số vận tải Rt Khi p= 2200 kg/m3 0.6038 0.7359 0.8415 0.8868 0.912 0.928 0.939 Khi p= 1800 kg/m 0.7674 0.845 0.907 0.9336 0.9483 0.9557 0.9642 Khi p= 2600 kg/m3 0.4736 0.6491 0.7895 0.8496 0.883 0.9043 0.919 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s KLR hạt mùn 1800 kg/m3 KLR hạt mùn 2200 kg/m3 KLR hạt mùn 2600 kg/m3 Hình PL 7.3: Hiệu vận chuyển mùn theo KLR hạt mùn giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi 155 Bảng PL 7.4: Hiệu vận chuyển mùn theo kích thước hạt mùn giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi T ỷ số vậ n tải m ù n kh o an R t Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 Khi kích thước hạt mm 0.7251 0.8167 0.89 0.9215 0.9389 0.95 0.9577 Tỷ số vận tải Rt Khi kích thước hạt mm 0.4736 0.6491 0.7895 0.8496 0.883 0.9043 0.919 Khi kích thước hạt mm 0.1854 0.4509 0.6742 0.7673 0.819 0.8519 0.8747 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Vận tốc chất lỏng KKVX, m/s Kích thước hạt mùn mm Kích thước hạt mùn mm Kích thước hạt mùn mm Hình PL 7.4: Hiệu vận chuyển mùn theo kích thước hạt mùn giếng đứng vận tốc chất lỏng va thay đổi ... nâng cao hiệu khoan Chính đề tài:" Nghiên cứu dòng chất lưu giếng để nâng cao hiệu khoan" cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu Dịng chất lưu giếng khoan khoan hiểu dòng tuần... tụ mùn khoan giếng tăng Độ nghiêng giếng khoan Để tăng lợi ích kinh tế người ta khoan giếng ngang nghiêng, dẫn đến nhiều vấn để cần giải vận chuyển mùn khoan Các giếng khoan ngang khoan để thăm... 4: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM SẠCH ĐÁY CỦA DÒNG CHẤT LỎNG KHOAN 59 59 60 63 64 66 66 67 68 76 76 77 77 94 4.1 Tối ưu hiệu làm đáy dòng chất lỏng khoan 4.1 Giảm áp qua lỗ phun choòng khoan