مروری بر کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی در مطالعه انتقال کنده‌ها در چاه‌های افقی

یکی از وظایف مهم سیال حفاری، تمیز سازی چاه از کنده‌هاست. در طی فرآیند تمیز سازی، ابتدا کنده‌ها از زیر مته خارج شده و سپس در فضای حلقوی به سطح منتقل می‌گردد. انتقال کنده‌ها در فضای حلقوی تابع پارامترهای مختلفی از جمله سرعت سیال حفاری، چگالی و ویژگی‌های رئولوژیکی سیال حفاری، اندازه و جنس کنده‌ها، پارامترهای عملیاتی نظیر نرخ نفوذ، هندسه چاه و ... می‌باشد. در چاه‌های افقی به دلیل تاثیر نیروی گرانش، فرآیند انتقال کنده‌ها با چالش‌های جدی از جمله تشکیل بستر کنده‌ها در قسمت پایین چاه روبه‌رو است. به‌منظور مطالعه این چالش‌ها از روش‌های مختلف آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی می‌توان استفاده کرد. هر چند به دلیل کثرت پارامترهای تاثیرگذار، استفاده از روش‌های عددی می‌تواند تخمین بهتری از فرآیند انتقال کنده را داشته باشد. در این مطالعه، برخی پژوهش‌های انجام شده در رابطه بامطالعه عددی فرآیند انتقال کنده در حفره‌های افقی بررسی و تاثیر عوامل اصلی تبیین خواهد شد.

a review on the application of computational fluid dynamics in the study of cuttings transport in horizontal wells

one of the important functions of the drilling fluid is hole cleaning. during the hole cleaning, the cuttings are first removed from under the bit and then transported to the surface in the annular space. the cutting transport in the annular space depends on various parameters such as drilling fluid velocity, density and rheological properties of drilling fluid, size and lithology of cuttings, operational parameters such as rate of penetration, well geometry, etc. in horizontal wells, due to the effect of gravity, the process of cutting transport faces serious challenges, including the formation of cutting bed at the bottom of the well. in order to study these challenges, different experimental, analytical and numerical methods can be used. however, due to the multiplicity of influential parameters, the use of numerical methods can have a better estimate of the cutting transport process. in this study, some studies conducted in relation to the numerical study of the cutting transport in horizontal wells will be reviewed to explain the effects of the main factors