Cuttings Transport In Horizontal And Highly Deviated Wellbores

Abstract

Lencongan dari laluan tegak menyebabkan rincisan gerudi berkumpul pada bahagian bawah lubang telaga sehingga terbentuknya lapisan rincisan. Akibatnya, berlaku beberapa permasalahan operasi ketika berlangsungnya penggerudian. Daya seret dan kilas yang melampau, kesukaran yang dialami ketika penyorongan rentetan selongsong ke dalam lubang telaga, kesukaran untuk memperoleh operasi penyimenan yang baik, dan lekatan mekanikal paip gerudi adalah antara beberapa contoh lazim yang berkaitan dengan permasalahan terbabit. Sehubungan itu, pemahaman yang baik tentang parameter utama operasi yang mempengaruhi pembersihan lubang telaga adalah penting. Artikel ini mengetengahkan keputusan daripada kajian makmal yang telah dilaksanakan untuk menilai keberkesanan tiga jenis bendalir gerudi dalam menyingkir rincisan gerudi. Kajian makmal melibatkan penggunaan gelung legap aliran sepanjang 17 kaki dengan diameter 2 inci sebagai bahagian ujian. Bagi setiap uji kaji, prestasi pengangkutan rincisan (CTP - Cuttings Transport Performance) ditentukan menerusi pengukuran berat. Keputusan uji kaji dianalisis untuk memperoleh kesan menyeluruh ketiga-tiga parameter operasi, iaitu kelikatan bendalir gerudi, halaju bendalir, dan kecondongan lubang telaga. Kajian terkini membuktikan bahawa penggunaan bendalir gerudi berkelikatan tinggi berupaya meningkatkan CTP jika regim aliran adalah gelora. Walau bagaimanapun, peningkatan kelikatan dalam regim aliran peralihan atau laminar masing-masing mengurangkan CTP secara beransur atau mendadak. Kajian juga menunjukkan bahawa peningkatan sudut kecondongan dari 60° ke 90° memberikan kesan yang positif terhadap CTP. Parameter operasi yang memberikan kesan yang ketara dalam kajian ini ialah halaju aliran, dengan peningkatan kecil yang dialami oleh halaju aliran berjaya memberikan kesan positif yang nyata dalam pembersihan lubang telaga. Kata kunci: Kecekapan penyingkiran rincisan; prestasi pengangkutan rincisan; rincisan gerudi; bendalir gerudi; pembersihan lubang telaga Deviation from vertical path makes drill cuttings to accumulate on the lower side of the wellbore that induces the formation of cuttings bed. Subsequently, relative problems occur while drilling. Excessive torque and drag, difficulties in running casing in hole and accomplishing good cementing jobs and mechanical pipe sticking are few of the classical examples of such problems. Therefore, a comprehensive understanding of influential parameters on hole cleaning seems to be essential. This paper presents results of an experimental study that was carried out to evaluate cuttings removal efficiency of three types of drilling fluid. Experiments were conducted using a 17 feet long opaque flow loop of 2 inch diameter as test section. For each test, the amount of cuttings transport performance (CTP) was determined from weight measurements. Three operating parameters were considered, namely drilling fluid viscosity, fluid velocity, and hole inclination. It showed that the use of high-viscosity drilling fluid improved CTP if the flow regime was turbulent. However, increasing viscosity when flow regime was transient or laminar flow lessened CTP gradually or sharply respectively. It was also revealed that an incremental increase in hole inclination from 60° to 90° has a positive effect on CTP. The most influential parameter in this study was fluid velocity in which a small raise of fluid velocity resulted in a substantial positive effect on hole cleaning. Key words: Cuttings removal efficiency; cuttings transport performance; drill cuttings; drilling fluid; hole cleaning