Analisis del efecto de una modificación en el Angulo de boquillas para una broca PDC aplicando dinámica de fluidos computacional

La perforación sobrebalance es conocida por ser económica y simple, sin embargo, el alto daño a la formación y la reducida ROP (Rate Of Penetration) son algunas de sus principales desventajas. En contraste, la perforación bajo balance minimiza el daño a la formación y logra una mayor ROP, aunque es...

Full description

Autores:
Jimenez De La Ossa, Kelly Jhoanna
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/13288
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13288
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Palabra clave:
Broca
Pdc
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Dynamic Underbalanced Drilling (Dubd)
Dinámica Computacional De Fluidos (Cfd).
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description La perforación sobrebalance es conocida por ser económica y simple, sin embargo, el alto daño a la formación y la reducida ROP (Rate Of Penetration) son algunas de sus principales desventajas. En contraste, la perforación bajo balance minimiza el daño a la formación y logra una mayor ROP, aunque es costosa, compleja y no puede ser aplicada en muchos casos. En la búsqueda de una nueva técnica que incorpore las ventajas y soslaye las desventajas de estas técnicas se propone la perforación bajo balance dinámica. La caída de presión generada alrededor y debajo de la broca es nuevamente restaurada a valores normales por encima de la misma y estas condiciones requieren de ligeras modificaciones en el diseño de la broca. El objetivo de este proyecto es proponer un diseño para una broca de perforación en 3D de acuerdo a los postulados de la perforación bajo balance dinámica; a partir de estudios fluidodinámicos en estado estable, aplicando las ecuaciones de conservación de masa y cantidad de momento tridimensional, se utilizará el método de volúmenes Finitos para la discretización de las ecuaciones y técnicas de CFD para la solución. Para cada una de las geometrías propuestas se realizó un análisis de diferencial de presión y velocidad donde se obtuvo datos del fluido en varios momentos: al entrar a las boquillas, al atravesarlas y en la salida de estas, así como cuando el fluido está a punto de chocar con la formación; estos los resultados podrían representar un avance en pro a los postulados de la técnica.
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En la búsqueda de una nueva técnica que incorpore las ventajas y soslaye las desventajas de estas técnicas se propone la perforación bajo balance dinámica. La caída de presión generada alrededor y debajo de la broca es nuevamente restaurada a valores normales por encima de la misma y estas condiciones requieren de ligeras modificaciones en el diseño de la broca. El objetivo de este proyecto es proponer un diseño para una broca de perforación en 3D de acuerdo a los postulados de la perforación bajo balance dinámica; a partir de estudios fluidodinámicos en estado estable, aplicando las ecuaciones de conservación de masa y cantidad de momento tridimensional, se utilizará el método de volúmenes Finitos para la discretización de las ecuaciones y técnicas de CFD para la solución. Para cada una de las geometrías propuestas se realizó un análisis de diferencial de presión y velocidad donde se obtuvo datos del fluido en varios momentos: al entrar a las boquillas, al atravesarlas y en la salida de estas, así como cuando el fluido está a punto de chocar con la formación; estos los resultados podrían representar un avance en pro a los postulados de la técnica.PregradoIngeniero de PetróleosOverbalanced drilling (OBD) is known to be cheap and simple but formation damage and the reduced rate of penetration (ROP) are some of the disadvantages for this technique. On the other hand, underbalanced drilling (UBD) minimizes formation damage and reaches high ROP, but it’s expensive, complicated and cannot be applied in a lot of cases. In the research for a new technique that incorporates the advantages and avoids the disadvantages of the actual drilling techniques is proposed Dynamic Underbalanced Drilling (DUBD); the pressure drop generated around and below the bit is restored to normal pressure above the bit and that conditions requires some minor modifications to the design of drill bit. This work focuses on propose a design for a drill bit according to the assumptions of Dynamic Underbalanced Drilling; from steady fluid-dynamic studies, applying mass and momentum conservation equations, the finite element method shall be used for the discretization of CFD equations and techniques for the solution. For each one of the proposed geometries a differential pressure and velocity analysis were done and this information provided fluid data in some scenarios: when the drilling fluid enters to the nozzle, flows through it and exit as well as it strikes the formation. The results may represent and advance for the sake of the postulates of the hybrid technique.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicoquímicasIngeniería de PetróleosEscuela de Ingeniería de PetróleosBrocaPdcPerforaciónSobrebalance (Obd)Bajo Balance (Ubd)Dynamic Underbalanced Drilling (Dubd)Dinámica Computacional De Fluidos (Cfd).BitPdcDrillingOverbalanced (Obd)Underbalanced (Ubd)Dynamic Underbalanced Drilling (Dubd)Computational Fluid Dynamics (Cfd).Analisis del efecto de una modificación en el Angulo de boquillas para una broca PDC aplicando dinámica de fluidos computacionalAnalysis of the effect of a modification in the nozzle angle for a PDC drill bit using computational dynamic fluidsTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf490237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/f1a5b10f-7f74-415a-b5b7-449db8f26e90/download98b47e2ad8f07c807436ae13e284d591MD51Documento.pdfapplication/pdf8513337https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c43dba9d-e788-4d49-a7b2-4cc3c1c275e5/download4a209e5a02bc5dc2f222c90956132de0MD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf408066https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/79f6c86b-033d-44c7-92c0-c91837f0be87/downloadc6de958f96698f1603648c2d0b50bf1aMD5320.500.14071/13288oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/132882023-06-08 15:22:39.21http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co