شبیه سازی تشکیل فیلتر کیک در حفاری چاه های نفتی

در عملیات حفاری فراتعادلی بعلت اختلاف فشار سیال حفاری و سازند، فیلتراسیون گل صورت می پذیرد که در نتیجه آن برروی دیواره سازند فیلتر کیک تشکیل می شود. فرایند تشکیل فیلتر کیک در عملیات حفاری نتیجه سه فرایند مرتبط جریان درون آنالوس، نفوذ سیال به درون سازند و تشکیل کیک بر روی دیواره سازند است. در این مقاله از یک رویه عددی برای مدلسازی و شبیه سازی رشد فیلتر کیک استفاده شده است که در آن ابتدا میدان جریان غیر نیوتنی گل حفاری در فضای حلقوی چاه حفاری محاسبه شده و پس از محاسبه سرعت نفوذ سیال به درون سازند، میزان رشد فیلتر کیک بر اساس احتمال رسوب ذره که از آنالیز نیروهای وارد بر ذره در سطح کیک محاسبه می شود - بدست می آید. مزیت این مدل نسبت به سایر مدل های ارائه شده این است که سیال حفاری به عنوان یک سیال غیر نیوتنی در نظر گرفته شده است و اثر چرخش رشته حفاری نیز لحاظ شده است. در نهایت تاثیر سرعت متوسط سیال، چرخش رشته حفاری، اندازه ذرات و شاخص توانی سیال حفاری بر ضخامت فیلتر کیک و سرعت نفوذ به درون سازند بررسی شده است.