Nghiên cứu lựa chọn sàng lọc giếng kiểm soát cát – Một phần 2

Nghiên cứu lựa chọn màn hình kiểm soát cát – Một phần 2

Nhân vật 2. Dây quấn và màn hình lưới kim loại. Cả hai màn hình quấn dây (bên trái) và màn hình lưới kim loại (Phải) được xây dựng xung quanh một ống cơ sở đục lỗ. Màn hình quấn dây bao gồm một màn hình có thể trượt qua ống cơ sở và hàn vào vị trí. Màn hình lưới kim loại,
làm bằng các lớp kim loại dệt có thể bao gồm kim loại thiêu kết, được đặt giữa ống cơ sở và tấm che bảo vệ đục lỗ

Nhân vật 3. Phạm vi chiều rộng khe cho thiết kế màn hình cát. Mô hình toán học và kết quả phòng thí nghiệm đã giúp các nhà khoa học xác định bốn độ rộng khe cho từng loại cát mục tiêu dựa trên đường kính hạt cát (d). Giới hạn dưới và trên của kích thước chiều rộng được xác định bởi d22 và d++. Phạm vi kích thước tối ưu sẽ không cắm cũng như không tạo ra cát được giới hạn bởi d2 và d+ (màu xanh lá

Nhân vật 4. Hai loại thử nghiệm giữ cát. xét nghiệm bùn (hàng đầu) được thiết kế để mô phỏng sự phá hủy dần dần của sự hình thành xung quanh lỗ khoan. Kỹ thuật viên bơm bùn cát nồng độ thấp qua phiếu giảm giá màn hình, sau đó đo trọng lượng của chất rắn được tạo ra qua màn hình và sự tích tụ áp suất trên màn hình so với lượng cát tiếp xúc với màn hình. Phòng thí nghiệm thiết kế thử nghiệm đóng gói sẵn (đáy) để mô phỏng sự sụp đổ lỗ khoan hoàn toàn bằng cách đặt một mẫu cát trực tiếp trên màn hình. Một chất lỏng sau đó được chảy qua cát và màn hình. Sau đó, các kỹ thuật viên sẽ tạo ra một ứng suất giới hạn trên mẫu để buộc cát tiếp xúc hoàn toàn với màn hình. Thử nghiệm đo lượng cát đi qua màn hình — được đo bằng trọng lượng — và áp suất giảm trên màn hình

xung quanh đường ống trong quá trình sản xuất hoặc được sản xuất dưới dạng áo khoác riêng lẻ mà sau đó được hàn vào đường ống cơ sở. Màn hình lưới bao gồm một hoặc nhiều lớp thép không gỉ dệt hoặc dây lưới quấn quanh một ống cơ sở. lưới, hoạt động như một bộ lọc, được bao phủ bởi một tấm vải liệm bảo vệ (Nhân vật 2). mặc dù không phổ biến, các nhà khai thác đã bao gồm các tấm che trên WWS trong các giếng được theo dõi bên cạnh có lối thoát hiểm khó khăn. Ngay cả khi có sự đồng thuận rộng rãi rằng SAS là phù hợp, các đề xuất cho loại màn hình và kích thước mở thường rất khác nhau. Những nỗ lực ban đầu về kích thước màn hình dựa trên một điểm duy nhất (d10) trên PSD và một số lượng sản xuất cát được cho là có thể chấp nhận được, như đã mô tả trước đó.4 Vào những năm 1990, một mô hình toán học đã được phát triển để tối ưu hóa kích thước của các khe trong các thiết bị kiểm soát cát. Mô hình này dựa trên mô tả phân dạng của toàn bộ PSD được đưa ra dưới dạng số lượng hạt chứ không phải khối lượng hạt.5 Một loạt các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã được thực hiện để thiết lập cơ sở dữ liệu về kết quả hoạt động của màn hình quấn dây sử dụng cát từ Biển Bắc và Khu vực Haltenbanken ngoài khơi Na Uy.

Từ những thí nghiệm này và sự phân bố kích thước hạt dựa trên số, bốn chiều rộng khe được xác định cho từng loại cát được thử nghiệm: d22, d2, d+ và d++ (Nhân vật 3). Ký hiệu d22 là kích thước khe lớn nhất xảy ra hiện tượng tắc nghẽn nghiêm trọng và d++ là kích thước khe nhỏ nhất xảy ra quá trình sản xuất cát liên tục. Chiều rộng khe d2 và d+ được xác định là kích thước lỗ nhỏ nhất không cho phép bịt kín và kích thước khe lớn nhất không cho phép sản xuất cát liên tục, tương ứng.6 Kích thước khe lý tưởng được quy định là giữa d2 và d+. Các kỹ sư hoàn thiện thường sử dụng các tiêu chí này để hạn chế các tùy chọn kích thước màn hình trước khi thực hiện các thử nghiệm giữ cát hình thành (SRT) trong phòng thí nghiệm để xác định kích thước màn hình cuối cùng. Hai loại SRT có sẵn: kiểm tra bùn và kiểm tra đóng gói sẵn. Các thử nghiệm bùn được thiết kế để tái tạo sự phá hủy dần dần của đá xung quanh lỗ khoan (Nhân vật 4).

Trong quá trình kiểm tra bùn, bùn nồng độ thấp được bơm với tốc độ không đổi để tạo thành một bao cát xung quanh màn hình. Cơ chế giữ cát, vì thế, chỉ được xác định bằng cách loại trừ kích thước hạt. Để thực hiện kiểm tra đóng gói sẵn, đại diện cho sự sụp đổ lỗ hoàn toàn, kỹ thuật viên đặt một bao cát lên màn hình và bơm chất lỏng sạch không chứa chất rắn qua bao. Bởi vì một gói cát đã được đặt sẵn, giữ cát trong quá trình thử nghiệm đóng gói sẵn đạt được thông qua cả loại trừ kích thước và bắc cầu. Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các phương pháp giải thích và thiết lập SRT hiện tại có xu hướng ưu tiên loại màn hình này hoặc loại màn hình khác.. Các tiêu chí truyền thống được sử dụng để lựa chọn giữa gói sỏi hoặc SAS quá thận trọng và thường khiến các nhà phân tích lựa chọn gói sỏi. Nhiều thí nghiệm chỉ ra rằng, trái ngược với sự khôn ngoan được chấp nhận, cắm màn hình hiếm khi là một vấn đề trong các thành tạo cát sạch; khi cắm là một mối đe dọa do các yếu tố khác như chất lỏng bị ô nhiễm, rủi ro có thể được giảm thiểu thông qua các quy trình chuẩn bị lỗ thích hợp.7Để giải quyết sự thay đổi và không nhất quán vốn có trong việc lựa chọn màn hình và để hiểu rõ hơn về vật lý của việc kiểm soát cát, các nhà khoa học gần đây đã sử dụng phương pháp mô phỏng số để đánh giá hiệu suất màn hình cát.

Nỗ lực này là một phần của kế hoạch lớn hơn nhằm tạo ra một quy trình lựa chọn màn hình có hệ thống. Thực hành định cỡ màn hình dựa trên các tiêu chuẩn được chấp nhận dựa trên PSD không sử dụng kết quả kiểm tra khả năng giữ cát. Mặc dù những hạn chế của các tiêu chuẩn này, dựa trên một số tham số về phân bố kích thước cát hình thành và các giả định ngầm định về mức độ sản xuất cát có thể chấp nhận được, hầu hết các chuyên gia tiếp tục sử dụng các tiêu chuẩn như vậy không chỉ để thu hẹp các tùy chọn kích thước màn hình mà còn để thực hiện SRT để xác nhận lựa chọn màn hình cuối cùng. Nói chung, ba kết quả từ SRT được quan tâm: sản xuất cát tương quan với hiệu quả giữ cát của màn hình, sự phát triển áp suất tương quan với sự phân bố kích thước và mật độ cắm của màn hình của các hạt được tạo ra để đánh giá rủi ro của màn hình xói mòn. Tuy nhiên, bởi vì hiện tại người ta đã xác định rằng việc cắm màn hình hiếm khi là vấn đề trong cát hình thành sạch của bất kỳ PSD nào, các tiêu chí chính để lựa chọn màn hình trở thành sản xuất cát thoáng qua và PSD của các hạt được sản xuất. Các kỹ sư có thể xác định cả hai tiêu chí bằng cách sử dụng các mô hình được phát triển trong năm năm qua cho các kết hợp màn hình và PSD cụ thể mà không cần phải tiến hành SRT thực tế.

Nghiên cứu lựa chọn sàng lọc giếng kiểm soát cát – Một phần 1

Nghiên cứu lựa chọn sàng lọc giếng kiểm soát cát – Một phần 2

Nghiên cứu lựa chọn sàng lọc giếng kiểm soát cát – Một phần 3

Nghiên cứu lựa chọn sàng lọc giếng kiểm soát cát – Một phần 4