کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5484836 1399413 2016 18 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Experimental study and molecular simulation of gas dissolution and diffusion behavior in drilling fluid
ترجمه فارسی عنوان
مطالعه تجربی و شبیه سازی مولکولی رفتار انحلال گاز و نفوذ در مایع حفاری
کلمات کلیدی
حلالیت متان، مایع حفاری، انحلال و انتشار، شبیه سازی مولکولی، کنترل خوب
ترجمه چکیده
یک دانش مناسب از رفتار جریان چند ضلعی حلقه ای برای اطمینان از عملکرد خوب کنترل خوب در صورت یک سناریوی ضربه گاز در حین فعالیت حفاری حیاتی است. با این حال، با توجه به حلالیت گاز تشکیل شده در مایعات حفاری، توزیع پویا گاز مجاز و گاز آزاد در حلقه موجب ایجاد الگوی جریان پیچیده حلقوی می شود که موجب خطرات احتمالی ایمنی در عملیات می شود. برای تعیین میزان این اثر، برخی از آثار اساسی در این مقاله انجام شده است. آزمایشات برای اندازه گیری محلولیت متان در آب شور، روغن سفید و پلی-آلفا-الفین که به صورت مایعات حفاری مستقر در آب، روغن و مصنوعی انجام می شود، تحت شرایط مختلف دما و فشار انجام می شود. داده های حاصل از حلالیت در درک توزیع گاز حلال حلال و گاز آزاد مفید هستند، آنها می توانند برخی ارجاعات را برای ارزیابی خطرات مربوط به کنترل ایمنی خوب در یک سناریوی ضربه زدن ارائه دهند. شبیه سازی دینامیکی مولکولی نیز برای مطالعه مکانیزم انحلال متان و انتشار در مایعات حفاری در سطح میکروسکوپ انجام شد. مشاهده شد که ظرفیت ؟؟، قدرت ؟؟ و یک پاتا ؟؟ مولکول های متان در محلول، میزان حلالیت آن در مایع حفاری را تعیین می کند. با توجه به نتایج، ظرفیت ؟؟، قدرت ؟؟ و یک پاتا ؟؟ برای مولکولهای متان در روغن سفید و پلی-آلفا-الفین بیش از محلول نمک است، که ویژگی های انحلال مشابه را به عنوان نتایج تجربی نشان می دهد. بنابراین، شبیه سازی مولکولی می تواند یک رویکرد موثر برای پیش بینی عملکرد انحلال سیستم های مایعات مختلف گاز / حفاری با این معیارهای ارزیابی باشد. علاوه بر این، با تشخیص بهتر فرایند انحلال گاز، نتایج شبیه سازی نیز حمایت از تحقیقات بیشتر در مورد جریان چند مرحلهای گذرا حلقه را فراهم می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات علوم زمین و سیاره ای (عمومی)
چکیده انگلیسی
An appropriate knowledge of annulus multiphase flow behavior is critical to ensure a safe well control operation in the event of a gas kick scenario during well drilling activities. However, owing to formation gas solubility in drilling fluids, the dynamic distribution of dissolved gas and free gas in the annulus will induce a complex annulus flow pattern, which provokes potential safety risks in the operation. To determine the magnitude of this effect, some fundamental works have been carried out in this paper. Experiments to measure methane solubility in brine, white oil and poly-alpha-olefin, which represent water-based, oil-based and synthetic-based drilling fluids, respectively, were performed under different temperature and pressure conditions. The attained solubility data are helpful in understanding the distribution of annulus dissolved gas and free gas, they can provide some references for evaluating the risks associated with safety well control in a gas kick scenario. Molecular dynamics simulations were also performed to study the mechanism of methane dissolution and diffusion in drilling fluids at microscopic level. It was observed that the “capacity”, “power” and “path” of methane molecules in the solution will determine the extent of its solubility in the drilling fluid. According to the results, the “capacity”, “power” and “path” for methane molecules to dissolve in white oil and poly-alpha-olefin is greater than in brine, suggesting the same dissolution features as the experimental results. Therefore, the molecular simulation can be an effective approach to predict the dissolution performance of different gas/drilling fluid systems with these evaluation criteria. In addition, with a better recognition of the gas dissolution process, the simulation results also provide support for further research on annulus transient multiphase flow behavior.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Natural Gas Science and Engineering - Volume 36, Part A, November 2016, Pages 424-433
نویسندگان
, , , , ,