Разработка методов управления параметрами двухфазного потока жидкости для промывки скважин

Abstract

Вопросы, рассмотренные в статье, связаны с проблемой использования пен в качестве промывочных жидкостей при бурении нефтегазовых скважин. Целью статьи является оценка возможности управления параметрами газожидкостного потока в процессах пеногенерации и пеноподавления с помощью механических воздействий. Рассмотрены два возможных метода управления параметрами двухфазного потока: вдув/отсос газа и изменение геометрии канала. В качестве инструмента исследования использовано математическое моделирование. На основе теории одномерных двухфазных течений предложена методика расчета и исследовано влияние вдува/отсоса газа вдоль канала на истинное газосодержание в потоке и трение на стенке. Также рассмотрено влияние диаметра канала на указанные параметры. Результаты исследования показали, что комбинированное использование данных воздействий может являться эффективным инструментом управления структурой газожидкостного потока. Полученные результаты представляют интерес для разработки технических устройств пеногенерации и пеноподавления в скважинах.

Питання, що розглянуті в статті, пов'язані з проблемою використання пін в якості промивальних рідин при бурінні нафтогазових свердловин. Метою статті є оцінка можливості керування параметрами газорідинного потоку в процесах піноутворення і піноподавлення за допомогою механічних впливів. Розглянуто два можливих методи управління параметрами двофазного потоку: вдув/відсмоктування газу і зміна геометрії каналу. В якості інструменту дослідження використано математичне моделювання. На основі теорії одновимірних двофазних течій запропонована методика розрахунку та досліджено вплив вдуву/відсмоктування газу вздовж каналу на істинний газовий вміст у потоці і тертя на стінці. Також розглянуто вплив зміни діаметру каналу на зазначені параметри. Результати дослідження показали, що комбіноване використання даних впливів може бути ефективним інструментом управління структурою газорідинного потоку. Отримані результати представляють інтерес для розробки технічних пристроїв піноутворення і піноподавлення в свердловинах.

The article deals with issues connected a problem of the use of foams as flushing fluids when drilling oil and gas wells. The purpose of this article is estimate of possibilities to control parameters of gas-liquid flow in the processes of foam generation and foam reduction by mechanical influences. We considered two possible methods of control parameters of two-phase flow: blowing/suction of gas and the variation of channel geometry. The mathematical modeling was used as a tool of investigation. Calculation procedure was proposed based on the theory of onedimensional two-phase flows. Influence of the blowing/suction of the gas along the channel on the gas capacity and flow and friction at the wall were conducted. Influence of diameter channel vary on these parameters were conducted as well. The results of the study showed that the combined use of these effects can be an effective tool to control structure of gas-liquid flow. The obtained results are interesting to development of technical devices of foam generation and foam reduction in wells.