فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

انتقال مطلوب خرده‌های ‌حفاری یکی از پارامترهای تاثیرگذار در سرعت عملیات حفاری می‌باشد. فوم به‌دلیل ویژگی‌های منحصر‌ به‌فردی از‌جمله چگالی پایین و گرانروی بالا، می‌تواند منجر به کاهش مشکلات عملیاتی در مقایسه با سیالات معمول حفاری شود. در این مقاله، انتقال خرده‌های‌حفاری توسط فوم در محیط دینامیک سیالات محاسباتی بررسی گردید. بدین منظور، جریان چندفازی خرده-سیال با استفاده از مدل ‌اویلرین توصیف و رئولوژی فوم نیز توسط مدل غیرنیوتنی قانون‌توان ارائه گردید. همچنین تاثیر پارامترهای کیفیت و سرعت تزریق فوم، اندازه خرده‌ها، شرایط خروج ‌از ‌مرکزی لوله‌ها و نیز سرعت چرخش لوله‌های‌حفاری بر عملکرد فوم در تمیزسازی چاه مطالعه شد. نتایج حاصله از مدل نیز با داده‌های آزمایشگاهی صحت‌سنجی گردید. براساس نتایج، افزایش کیفیت فوم منجر به بهبود انتقال خرده‌های‌حفاری به‌علت افزایش ویسکوزیته فوم گردید. همچنین افزایش سرعت تزریق فوم به‌واسطه تخریب بستر ساکن خرده‌ها سبب کاهش غلظت خرده‌های درون چاه شد. نتایج نشان داد که خارج شدن لوله‌ها از شرایط هم‌مرکزی باعث تجمع خرده‌ها در محیط چاه می‌شود. با این‌حال، اعمال سرعت چرخشی به لوله‌های حفاری سبب بهبود تمیزسازی چاه گردید، به‌طوری‌که افزایش سرعت چرخش لوله‌ها به‌میزان 40 دور بر دقیقه در حضور فوم موجب کاهش 8/1 و 4/1 برابری غلظت خرده‌ها در شرایط چاه هم‌مرکز و خارج ‌از‌ مرکز شد.