NO318446B1 - Fremgangsmate for optimering av karakteristikaene til en aksial fluidsirkulasjon i et variabelt ringrom rundt ror - Google Patents

Fremgangsmate for optimering av karakteristikaene til en aksial fluidsirkulasjon i et variabelt ringrom rundt ror Download PDF

Info

Publication number
NO318446B1
NO318446B1 NO19951431A NO951431A NO318446B1 NO 318446 B1 NO318446 B1 NO 318446B1 NO 19951431 A NO19951431 A NO 19951431A NO 951431 A NO951431 A NO 951431A NO 318446 B1 NO318446 B1 NO 318446B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pipe
annular space
fluid
correction factor
account
Prior art date
Application number
NO19951431A
Other languages
English (en)
Other versions
NO951431D0 (no
NO951431L (no
Inventor
Ulysse Cartalos
Mustafa Haciislamoglu
Original Assignee
Inst Francais Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Francais Du Petrole filed Critical Inst Francais Du Petrole
Publication of NO951431D0 publication Critical patent/NO951431D0/no
Publication of NO951431L publication Critical patent/NO951431L/no
Publication of NO318446B1 publication Critical patent/NO318446B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/08Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater, for et hvilket som helst fluid, tilpasning av en kjent modell som gjengir et fluids sirkulasjon i et ringformet rom rundt et ubevegelig rør, jevnt sentrert eller eksentrisk over hele dets lengde, til mer komplekse tilfeller som en møter i praksis og særlig ved boring. Den omfatter i hovedsak at det på trykktap-verdiene oppnådd med denne kjente modell anvendes en første korreksjonsfaktor for å ta hensyn til eksentrisitetsvariasjonene som røret kan gjennomgå, særlig p.g.a. variasjonene i den påførte aksialbelastning eller p.g.a. retthetsfeil hos kanalen, og at det anvendes en andre korreksjonsfaktor som gjengir virkningene som følge av rotasjon av røret. Fremgangsmåten synliggjør særlig de mer markerte trykktap-variasjoner som er påvist i tilfellet med trange, ringformede rom. Fremgangsmåten kan anvendes ved boring av trange petroleumsbrønner (av typen slank brønn).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for optimering av karakteristikaene til en fluidsirkulasjon som er opprettet i et ringformet rom rundt et rørelement, og særlig et roterende rørelement så som et langt rør eller en borerørstreng, ved på en dynamisk måte å ta hensyn til deformasjonene som dette rørelement gjennomgår og følgelig variasjonene av det ringformede rom rundt det.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig godt egnet for trange ringrom hvor forholdet mellom diameteren til det indre rørelement og diameteren til den ytre kanal er større enn 0,5.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes særlig innen området petroleum-boreoperasjoner eller innen geoteknikk, hvor den tillater bestemmelse av hastighetsfeltet til et borefluid som sirkulerer i rommet rundt en borerørstreng og av trykktapene som følge av friksjon, for komplekse geometrier hos dette rom, p.g.a. rørenes bevegelser og deformasjoner.
Fremgangsmåten er særlig velegnet for å optimere fluidets sirkulasjonsforhold under boreoperasjoner utført i trange brønner ifølge den såkalte "slank brønn"-teknikk hvor det, p.g.a. de reduserte ringformdimensjoner, kan utvikles trykk som truer stabiliteten til formasjonen som krysses.
Et bestemt antall publikasjoner gir en fremstilling av teoretiske eller praktiske studier av sirkulasjon av fluider i brønner rundt en streng av ubevegelige eller roterende rør og strømningsparametrenes variasjoner som følge av eksentrisiteten til en streng av rør og dens deformasjoner, og særlig i trange brønner.
Følgende publikasjoner kan f.eks. anføres:
-Vaughn, R.D., 1965, "Axia! Laminar Flow of non Newtonian Fluids in Narrow Eccentric Annuli", S.P.E., Vol.5, Dec; -Bourgoyne, A.T. et al, 1986, "Applied Drilling Engineering", in SPE Text Book Series, Vol.2; -Markatos N.C.G, et al, "Flow in an annulus of non-uniform gap" in Trans. IChemE, Vol.56; -Reed, T.D. et al, 1993, "A new model for Laminar, Transitional and Turbulent Flow in Drilling Fluids", in SPE 25456, Proceedings of the Prod. Operations Symposium, Oklahoma City, OK; -Marken, CD. et al, 1992, "The influence of drilling conditions on annular pressure losses", article SPE 24598; -Dodge D.W. and Metzner A.B., 1959, "Turbulent Flow of Non-Newtonian Systems", AlChE Journal, Vol.5, p.33.
Oppløsningsmetoden som stort sett brukes til å modellere oppførselen til et fluid som sirkulerer i et eksentrisk ringrom går ut på å sammenlikne rommet rundt røret med sidestilte slisser. Det har hittil vært antatt at røret enten var sentrert i kanalen, eller at dets mulige eksentrisitet var jevn langs hele dette rør. Innenfor rammen av denne hypotese antas slissene å være parallelle og å ha konstant tykkelse over hele deres lengde.
Sirkulasjonen av borefluider i et slankt hull hvor en borerørstreng roterer er et komplekst fenomen som er vanskelig å modellere. Blant de viktige faktorer som påvirker trykktap, for en gitt type boreslam og hastighet, kan anføres borerørstrengens rotasjonshastighet og geometrien til det ringformede rom rundt og langs borerørstrengen særlig p.g.a. dens eksentrisitet i hullet, dens bevegelser, dens utbøyninger, etc.
De respektive akser til det borede hull og til borerørstrengen er i virkelig-heten oftest forskjøvet i forhold til hverandre p.g.a. avvikene til én og/eller utbøyningene av den andre. Eksentrisiteten til det ringformede rom mellom dem avhenger av denne forskyvning som varierer langs borerørstrengen.
I mange tilfeller, og særlig for brønnboring, blir ikke fenomenets komplek-sitet godt synliggjort av de eksisterende modeller basert på den antagelse at rørets relative stilling i forhold til kanalen er jevn over hele dets lengde. Dessuten tar ikke de eksisterende modeller hensyn til de betydelige endringer som frem-kalles i boreslam-sirkulasjonen av koplingen mellom virkningene av rørets rotasjon og dets variable eksentrisitet i forhold til kanalen eller hullet.
Eksisterende modeller gjør derfor ikke boreren i stand til sikkert å forutsi trykktapene og de virkelige hastighetsfelt som følger av alle disse parametere: rotasjon av røret, effektive reologiske egenskaper til fluidene som i praksis brukes, variabel ujevn eksentrisitet, etc, og til derved å optimere fluidsirkulasjonen som skal opprettes: volumstrøm, reologi, med hensyn til rotasjonshastigheten.
Formålet med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er å bygge en modell som gjengir hastighetsfeltet til et fluid som sirkulerer i en kanal rundt et rørformet rør med variabel eksentrisitet, ved både laminær og turbulent strømning, og som gjengir fordelingen av de ringformede trykktap som en funksjon av volumstrøm-ningene.
Den tillater følgelig optimering av karakteristikaene til en fluidsirkulasjon som er opprettet i et ringformet rom rundt et rørelement hvis eksentrisitet er variabel, så som et langt rør eller en borerørstreng, utsatt for deformasjoner, særlig når dette ringformede rom er forholdsvis trangt.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter modellering av strømningen i det ringformede rom under hensyn til at dets form er variabel langs hele rørelementet og ved å ta hensyn til fluidets virkelige reologiske egenskaper (f.eks. variasjon av viskositeten med skjærhastigheten), for derved å bestemme verdien til hastighetsfeltet og verdien til trykket ved et hvilket som helst punkt langs dette ringformede rom.
Fremgangsmåten kan også, på disse verdier oppnådd for et rørelement med variabel eksentrisitet, omfatte anvendelse av en dimensjonsløs korreksjonsfaktor avhengig av Reynolds' tall (Re) og av Taylors tall (Ta) for fluidet som brukes, for derved å ta hensyn til variasjonene i trykktap i ringrommet frembrakt ved rørelementets rotasjonshastighet.
Når de respektive treghets- og viskositetsvirkningers forhold, i henholdsvis aksiell retning og asimutal retning, f.eks. er større enn en forutbestemt verdi, kan en bestemme den dimensjonsløse korreksjonsfaktor som skal anvendes gjennom følgende sammenheng:
A, c og d er parametere hvis verdier kan velges innen avgrensede områder.
Ifølge en utføringsform av fremgangsmåten, som kan brukes når rørelementets skjevhet er forholdsvis liten, tar en hensyn til de mulige dynamiske endringer av rørelementets form ved å anvende en annen korreksjonsfaktor, stort sett konstant og uavhengig av rørelementets form, som f.eks. ligger i intervallet:
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tar godt hensyn til de to avgjørende faktorer som styrer utviklingen av trykkene i trange ringrom: rørelementets variable eksentrisitet og rotasjon. Den tillater derfor at ringromstrykket på en pålitelig måte kan knyttes til driftsparametrene: geometri, volumstrøm, rotasjonshastighet og reologien til det sirkulerende fluid.
Fordelingen av trykktapene, som bestemmes ved å anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som den er avgrenset ovenfor, i komplekse tilfeller hvor noe fluid sirkulerer i et trangt ringrom rundt et roterende rør utsatt for deformasjoner, særlig når det ringformede rom rundt røret er trangt, stemmer overens med resultatene som er målt i praksis.
Særlig innen området boreoperasjoner tillater følgelig anvendelse av fremgangsmåten bestemmelse av den optimale fluidreologi for å opprettholde en høy volumstrøm som muliggjør oppnåelse av en god fjerning av borkaks uten at ringromstrykkene går utenfor et sikkert område og skader hullet. Fremgangsmåten tillater følgelig bestemmelse av regler som omhandler reologien og derfor sammensetningen av fluidene, og særlig av fluider uten faste partikler som brukes i slanke hull.
Andre særtrekk og fortrinn ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil fremgå ved å lese følgende beskrivelse, med henvisning til de tilhørende tegninger hvor: Figurene 1 og 2 viser skjematisk et langstrakt rørelement utsatt for deformasjoner med henholdsvis sinus- og lineærvariasjon, Figur 3 viser skjematisk i snitt et eksentrisk rør i en kanal, så som en brønn, Figurene 4 og 5 viser skjematisk et skjevt ringrom i henholdsvis lukket og utfoldet stilling, Figur 6 viser skjematisk, som en funksjon av skjevheten til et rørelement, variasjonen av en korreksjonsfaktor som skal anvendes på trykktapene oppnådd ved å anta en eksentrisitet som er null eller ikke-varierende, forutsagt av fremgangsmåten og bekreftet eksperimentelt, Figur 7 viser skjematisk, som en funksjon av skjærtynningstallet, variasjonen av den samme korreksjonsfaktor, Figur 8 viser hvordan skjærspenningen t varierer med skjærhastigheten y, i tilfellet med newtonske fluider og med ikke-newtonske fluider, og Figur 9 viser fordelingen av hastigheter V og isotrykk-verdiene i et ringrom hvis utforming varierer i sinusform langs dets akse.
I en brønn 1 er formen til borerørstrengen 2 som driver borkronen stort sett varierende fra sted til sted (Figurene 1 til 3). Den avhenger av avviket til det borede hull, av strekket eller kompresjonen som øves på røret, etc. Den virkelige utforming av en borerørstreng er bestemt ved tre geometriske parametere: eksentrisiteten, som er et dimensjonsløst tall hvis verdi er 0 når røret og kanalen er konsentriske og 1 når røret berører kanalens innervegg, er bestemt ved sammenhengen: Ro og Ri er radiene til henholdsvis kanalen og røret (Figur 1), og 6 er avstanden mellom deres respektive akser; den maksimale eksentrisitet, som er mindre enn 1 hvis røret er utstyrt med sentraliseringsinnretninger (med radius Rt) som hindrer det i å berøre kanalveggen; skjevheten S. som er forholdet mellom gjennomsnittlig diameter av det ringformede rom davg = 2rBvg og intervallet mellom to påfølgende bøyninger av røret AL,
For beregningene blir, ifølge en kjent formalisme, det ringformede rom 3 sammenliknet med en rekke sidestilte slisser med variabel tykkelse i henhold til den virkelige eksentrisitet. Det ringformede rom rundt røret er utfoldet (Figurene 4, 5) og fluidet antas å strømme mellom et bestemt antall plater med variabel avstand i akseretningen (Figur 9).
For 0<x<ALog0^y< 2TrraVg, kan det vises at uttrykkene for likningene som i kartesiske koordinater gir tykkelsen av slissene for et skjevt ringrom med sinusformet (Figur 1) eller rettlinjet variasjon (Figur 2) er som følger:
der emax er gitt ved (2) og raVfl = 0,5 davg.
Følgende bevegelseslikning brukes til å modellere fluidstrømningen i et forholdsvis tynt, ringformet rom hvis eksentrisitet er variabel:
som gir sammenhengen mellom trykket P, aksialhastigheten u, asimutalhastigheten v, viskositeten n, koordinatene x (aksial) og y (asimutal), forholdet S gitt ved (3), friksjonskoeffisienten f og Reynolds' tall Re.
Det brukes også to sammenhenger som forbinder trykket med de midlere hastighetskomponenter i en radiell retning:
Alle parametrene er gjort dimensjonsløse. Følgelig:
Verdien til den dimensjonsløse viskositeten r|D er 1 for newtonske fluider. For ikke-newtonske fluider blir det tatt hensyn til strømningshastigheten og lengdeskalaen i tverr-retningen for å beregne denne dimensjonsløse viskositet. Pd = P/Po hvor P0, som gjengir trykktapene til fluidet som sirkulerer i et konsentrisk ringrom likeledes redusert til en slisse, beregnes v.h.a. sammenhengene som er opprettet av Reed m.fl. i den ovenfor anførte publikasjon.
Numerisk modell
De foregående sammenhenger anvendes på en numerisk modell av typen endelig forskjell, så som den som er gitt av Markatos m.fl. i de ovennevnte publikasjoner, hvor det ringformede rom er delt inn i ruter, idet hver av dem gjengir en slisse f.eks. som de er avgrenset ovenfor, hvis tykkelse bestemmes ved å løse Likning (4) eller (5).
Markatos' modell, som ble anvendt på newtonske fluider, er forbedret som beskrevet i det følgende for å ta hensyn til alle de reologiske lover som borefluider er gjenstand for.
For en gitt AP, ved abscissen x = 0, behandler modellen først en rettlinjet trykk-variasjonsprofil og et midlere hastighetsfelt på grunnlag av en gitt volumstrøm for hver slisse. Reynolds' tall Re, friksjonskoeffisienten (f) og viskositeten beregnes.
F.eks. for et newtonsk fluid i laminær strømning, er produktet f.Re lik 24 og viskositeten er uavhengig av skjær. I dette tilfelle forenkles Likningene (6) til (8).
Modelleringsmetoden ifølge oppfinnelsen tillater at rammen for den foregående modell kan utvides til situasjoner med ikke-laminær strømning av et hvilket som helst fluid hvis skjærtynningstall n' stort sett er mindre enn 1, hvilket samsvarer bedre med sirkulasjonene som skal modelleres i praksis.
For et ikke-newtonsk fluid må denne sammenheng modifiseres. Produktet f.Re mellom korreksjonsfaktoren f og Reynolds' tall Re må først integreres i Likningene (6) til (8), for et hvilket som helst fluid. Viskositeten til fluidene varierer stort sett med skjærhastigheten (Figur 8). De følger den reologiske lov:
hvor r er skjærspenningen og K' og n' er parametre definert i den ovenfor anførte publikasjon av Dodge, D.W. m.fl.
For å ta hensyn til denne type fluid, modifiseres definisjonen av Reynolds<1 >tall Re og en bruker metoden beskrevet av Reed, T.D. m.fl. i den ovenfor anførte publikasjon, mellom dette modifiserte tall Re og friksjonskoeffisienten f, for oppløsning av modellen.
Den såkalte GNM-metode beskrevet av Reed m.fl. i den ovennevnte publikasjon brukes til å bestemme diffusjonsuttrykket zD<3>/fRen.D i Likning (6). Med dette diffusjonsuttrykk kjent for hver rute, løses den diskretiserte form av Likning (6) for å oppnå et nytt trykkfelt. Et nytt hastighetsfelt beregnes fra de samme Likninger (7) til (8). Beregningene gjentas inntil en oppnår konvergens av de beregnede hastighetsfelt. I Figur 9 er vist et eksempel på et hastighetsfelt oppnådd med en sinusformet eksentrisitet.
I alle tilfeller der strømningen blir turbulent i de mer vide deler av det ringformede rom mens den forblir laminær i de trange deler, blir det, p.g.a. en hurtig variasjon av diffusjonsuttrykket fra én rute til en annen, brukt en kjent relaksasjonsmetode. Den gir øket stabilitet, men den reduserer konvergens-hastigheten.
Når det er oppnådd konvergens, gis volumstrømningen ved numerisk integrasjon av det aksielle hastighetsfelt.
Enkle modifikasjoner av Likningene (4) og (5) tillater at modellen kan tilpasses tilfeller med null eller jevn eksentrisitet av røret.
Eksentrisitetskorreksjoner
Overslagsberegning av hastighetsfeltet og fordelingen av trykktapene i et trangt ringrom er svært kompleks p.g.a. rørets mulige uensartede skjevhet og eksentrisitet under virkelige driftsforhold.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater imidlertid modellering av hastighetsfeltet og trykktap-fordelingene rundt et roterende rør med stor lengde.
I det generelle tilfelle med et rør med lav skjevhetskoeffisient (1/S), er fordelingen av trykktapene bestemt ved i modellen gitt ved sammenhengene 6 til 8 å integrere de analytiske uttrykk for tykkelsesvariasjonen til slissene tilsvarende rørets virkelige form, og f.eks. Likningene (4, 5) hvis deformasjonen av røret er av sinusformet eller rettlinjet type. Dette fører til komplekse beregninger.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir en mye enklere løsning i tilfellet der rørets skjevhet er lav (høyere 1/S-faktor).
En korreksjonsfaktor R er, for den samme volumstrøm, definert som forholdet mellom trykktapene pr. lengdeenhet (AP/AL)e dannet av et eksentrisk rør, og de tilsvarende trykktap (AP/AL)c dannet av det samme rør sentrert.
Kurvene i Figur 6, bestemt ved modellering ifølge fremgangsmåten, viser at korreksjonsfaktoren R varierer på en asymptotisk måte og forblir stort sett ikke-variabel uansett hva som er rørets virkelige form (brutt linje eller sinusform), når skjevhetskoeffisienten 1/S når ganske høye verdier (1/S > 10), hvilket tilsvarer en liten deformasjon av røret.
Det er utført laboratorieprøver på fluidsirkulasjon med en oppstilling omfattende en kanal med innerdiameter på 24 mm og et i sinusform bøyd, indre rør med 18 mm ytterdiameter. I Figur 6 tilsvarer henholdsvis punkt a med koordinater 1/S = 12, R = 0,66 og punkt b med koordinater 1/S = 18, R = 0,64 verdier oppnådd under disse prøver. Sammenlikning av modellens forutsigelse med de eksperimentelle resultater viser at de stemmer fortreffelig overens.
Under normale bruksforhold er deformasjonen av et rør i en trang kanal eller et slankt hull, særlig av en borerørstreng i en oljebrønn, stort sett ikke mye markert. Dette er i praksis den vanligste driftsmetode. Trykktapene som følge av en eksentrisitet hos røret (AP/AL)e kan følgelig beregnes, stort sett uavhengig av skjevhetskoeffisienten 1/S i tilfellet med ringrom med stor lengde.
Beregningen kan generaliseres i tilfellet med ikke-newtonske fluider, uansett hva deres skjærtynningsgrad er. Variasjonen av korreksjonsfaktoren R som skal innføres når røret er eksentrisk, men noe skjevt (høy 1/S-verdi) som funksjon av skjærtynningstallet n, er i Figur 7 vist for en skjevhet av rettlinjet eller sinusformet type.
Innføring av denne korreksjonsfaktor R gjør det følgelig, for lave skjevheter, lett å oppnå resultatene for en eksentrisk utforming fra resultatene oppnådd i tilfellet med et sentrert rør, for en hvilken som helst reologisk lov av den type som er gitt ved sammenhengen (9).
Rotasjonskorreksjoner
Verdiene oppnådd ved modellering må deretter modifiseres for å ta hensyn til virkningene som skapes ved rotasjon av røret.
Prøver som angår strømning av et skjærtynningsfluid rundt et rør som er sentrert i en kanal har vist at utvikling av trykktap som funksjon av rotasjonshastigheten W avhenger av strømningssituasjonen dannet ved koplingen mellom aksialbevegelsen og tangensialbevegelsen.
En fagmann på området ved at tangensialstrømningen mellom to koaksiale sylindere er karakterisert ved størrelsen av Taylors tall gitt ved
der W er rotasjonshastigheten og n er viskositeten.
Ved fravær av enhver aksiell bevegelse, er tangensialstrømningen bestemt av Taylors tall Ta. Når Ta < 41,3, er strømningen laminær. For Taylors tall i området mellom 41,3 og omtrent 400, er det påvist at stabile virvler, betegnet Taylors virvler, overlagres på de sirkulære strømlinjer. Strømningen blir turbulent for Ta-verdier > 400.
Det er også kjent at en aksialstrømning, når den overlag res på en tangensialstrømning, modifiserer Ta-verdiene tilsvarende grensene for overgangssonen. Likeledes kan en tangensialstrømning overlagret på en aksialstrømning påvirke Re-verdiene tilsvarende en laminær-turbulent overgang i aksiell retning.
For å frembringe de helhetlige trender for virkningene av rotasjonen av røret og verdien av korreksjonsfaktorene som skal legges til de tidligere resultater, for derved å ta hensyn til strømningstypen, er det hensiktsmessig å sette de forskjellige parametre på en dimensjonsløs form.
Følgelig brukes Reynolds' tall definert av Dodge m.fl. for et ikke-newtonsk fluid i den ovennevnte publikasjon.
Taylors tall, som karakteriserer forholdet mellom treghetsvirkningene og viskositetsvirkningene i asimutal retning, er gitt ved sammenhengen (10) forutsatt at dens definisjon er utvidet slik at den innbefatter skjærtynningsvirkningene. I dette øyemed må den newtonske viskositet i denne sammenheng erstattes av viskositeten til et effektlov-fluid, beregnet ved verdien til skjærhastigheten på innerveggen (mot røret) tilsvarende rotasjonshastigheten W.
Forholdet Rp mellom ringromstrykket for en gitt rotasjonshastighet W og ringromstrykket for null rotasjon ved samme volumstrøm er dessuten definert ved sammenhengen:
En annen dimensjonsløs parameter er bygget opp av Taylors og Reynolds<1 >tall:
hvor Um er strømningshastigheten. Rw er et mål på forholdet mellom skjærhastighetene i henholdsvis asimutal og aksiell retning.
De oppnådde resultater varierer som en funksjon av verdiene til Reynolds<1 >og Taylors tall:
1) Lavt Reynolds' tall (Re < 200):
Forholdet Rp avtar når parameteren Rw øker og det blir betydelig når Rw blir større enn 2. Det påviste trykktap henger sammen med reduksjonen av fluidviskositeten som henger sammen med overlagringen av asimutalt skjær på aksialt skjær. Trykktap-reduksjonen som er påvist for lave verdier av Reynolds' tall, er følgen av viskositetstapet frembrakt av tangensialbevegelsen.
2) Lavt Taylors tall (Ta < 200):
Trykkforholdet Rp søker asymptotisk mot en grense Rpi større enn 1 for verdier av Taylors tall Ta < 200.
3) Taylors og Reynolds' tall større enn 200
For dette variasjonsområde er det opprettet en empirisk sammenheng som følger: hvor verdiene for koeffisientene A, c, d ligger i følgende områder:
med typiske verdier som følger: A = 0,29, c = 0,17 og d = 0,067.
Anvendelse på resultatene av denne andre korreksjonsfaktor avhengig av rotasjonshastigheten og av strømningstypen muliggjør følgelig oppnåelse av trykktapene langs røret.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for optimering av karakteristikaene til en fluidsirkulasjon som er opprettet i et ringformet rom (3), særlig et forholdsvis trangt ringrom, rundt et rørelement (2), så som et langt rør eller en borerørstreng hvis eksentrisitet varierer p.g.a. deformasjoner, karakterisert ved at den omfatter modellering av strømningen i det ringformede rom for derved å bestemme verdien til hastighetsfeltet og verdien til trykket ved et hvilket som helst punkt langs dette ringformede rom under hensyn til fluidets virkelige reologiske egenskaper og i betraktning av at sistnevntes form er variabel langs hele lengden av rørelementet, omfattende anvendelse, på trykkvariasjonene, av en dimensjonsløs korreksjonsfaktor (Rp) avhengig av Reynolds' tall (Re) og av Taylors tall (Ta) for fluidet som brukes, i henhold til følgende relasjon: når de respektive treghets- og viskositetsvirkningers forhold, i henholdsvis aksiell retning og asimutal retning, er større enn en forutbestemt verdi.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det tas hensyn til de mulige dynamiske modifikasjoner av rørelementets form ved anvendelse av en annen korreksjonsfaktor (R), stort sett konstant og uavhengig av rørelementets form, så lenge dets skjevhet (S) opprettholdes forholdsvis liten.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den andre korreksjonsfaktor (R) er valgt innenfor området
NO19951431A 1994-04-15 1995-04-12 Fremgangsmate for optimering av karakteristikaene til en aksial fluidsirkulasjon i et variabelt ringrom rundt ror NO318446B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9404622A FR2718790B1 (fr) 1994-04-15 1994-04-15 Méthode pour optimiser les caractéristiques d'une circulation axiale de fluide dans un espace annulaire variable autour de tiges.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO951431D0 NO951431D0 (no) 1995-04-12
NO951431L NO951431L (no) 1995-10-16
NO318446B1 true NO318446B1 (no) 2005-03-21

Family

ID=9462230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19951431A NO318446B1 (no) 1994-04-15 1995-04-12 Fremgangsmate for optimering av karakteristikaene til en aksial fluidsirkulasjon i et variabelt ringrom rundt ror

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5850621A (no)
EP (1) EP0677641B1 (no)
BR (1) BR9501571A (no)
CA (1) CA2147088A1 (no)
FR (1) FR2718790B1 (no)
NO (1) NO318446B1 (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2801996B1 (fr) 1999-12-07 2002-01-11 Inst Francais Du Petrole Methode et systeme pour le calcul de pertes de charge prenant en compte les effets thermiques
US6659197B2 (en) * 2001-08-07 2003-12-09 Schlumberger Technology Corporation Method for determining drilling fluid properties downhole during wellbore drilling

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726219A (en) * 1986-02-13 1988-02-23 Atlantic Richfield Company Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits
US4821564A (en) * 1986-02-13 1989-04-18 Atlantic Richfield Company Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits

Also Published As

Publication number Publication date
FR2718790A1 (fr) 1995-10-20
NO951431D0 (no) 1995-04-12
EP0677641A1 (fr) 1995-10-18
CA2147088A1 (fr) 1995-10-16
FR2718790B1 (fr) 1996-05-31
BR9501571A (pt) 1995-11-14
EP0677641B1 (fr) 2000-07-12
US5850621A (en) 1998-12-15
NO951431L (no) 1995-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saasen Annular frictional pressure losses during drilling—predicting the effect of drillstring rotation
Reader-Harris et al. Discharge coefficients of Venturi tubes with standard and non-standard convergent angles
Erge et al. Effect of drillstring deflection and rotary speed on annular frictional pressure losses
Erge et al. Laminar to turbulent transition of yield power law fluids in annuli
Erge et al. Equivalent circulating density modeling of Yield Power Law fluids validated with CFD approach
Dokhani et al. Effects of drill string eccentricity on frictional pressure losses in annuli
Bicalho et al. Fluid-dynamic behavior of flow in partially obstructed concentric and eccentric annuli with orbital motion
Hashemian et al. Accurate predictions of velocity profiles and frictional pressure losses in annular YPL-fluid flow
GB2378520A (en) Method for determining drilling fluid properties downhole during wellbore drilling
Bailey et al. A generalized and consistent pressure drop and flow regime transition model for drilling hydraulics
Tong et al. Numerical simulation of non-Newtonian fluid flow in partially blocked eccentric annuli
Erge et al. CFD analysis and model comparison of annular frictional pressure losses while circulating yield power law fluids
NO20130780A1 (no) Omkalibrering av instrumenter
Busch et al. Cuttings transport modeling—part 2: dimensional analysis and scaling
Rojas et al. Flow of power-law fluid in a partially blocked eccentric annulus
Tang et al. Modeling of yield-power-law fluid flow in a partially blocked concentric annulus
Salubi et al. The combined effect of fluid rheology, inner pipe rotation and eccentricity on the flow of Newtonian and non-Newtonian fluid through the annuli
Tang et al. Modeling of laminar flow in an eccentric elliptical annulus for YPL fluid
Ooms et al. Influence of drillpipe rotation and eccentricity on pressure drop over borehole with Newtonian liquid during drilling
Dosunmu et al. Friction pressure prediction for annular flow of power law fluids
Tang et al. Modeling of yield-power-law fluid flow in an eccentric annulus with fixed horizontal cuttings bed
NO318446B1 (no) Fremgangsmate for optimering av karakteristikaene til en aksial fluidsirkulasjon i et variabelt ringrom rundt ror
Li et al. A 3D analysis of a bottomhole assembly under large deflection
Bicalho et al. Fluid dynamics study of the flow and pressure drop analysis of a non‐Newtonian fluid through annular ducts with unusual cross‐sections
CN110630243B (zh) 基于压裂井生产数据确定压裂裂缝参数的方法