Abstract
Die Flüssigkeitsverdrängung und die damit verbundenen Parameter wie Durchflussrate und Druck werden mittels Laborgeräten digital erfasst beurteilt und ausgewertet. Dieser Prozess findet in der sogenannten Strömungsschleife statt. Die Strömungsschleife reproduziert die Geometrie des Bohrlochs und des Casings/Bohrrohrs im Labormaßstab (fünf Meter). Die Arbeit hat ein Primär- und ein Sekundärziel. Das Primärziel besteht darin, die Ergebnisse der kommerziellen software mit experimentellen Testergebnissen vergleichen. Die Testreihe umfasste sechs verschiedene nichtnewtonsche Flüssigkeiten bei vier ausgewählten Durchflussraten und drei ausgewählten Abstandshaltern, was zu 72 experimentellen Tests führte. Während der Tests wurden Parameter wie Durchflussrate und Druck in Echtzeit von Sensoren erfasst und die verarbeiteten Ergebnisse mit einer Softwaresimulation verglichen. Da ein Bild mehr als tausend Worte sagt, wird die Schnittstelle zwischen Flüssigkeiten von Digitalkameras (zwei Hochgeschwindigkeitskameras und eine GO PRO) verfolgt und digitalisiert. Die visuelle Verfolgung der Grenzfläche ermöglicht ein besseres Verständnis der Interaktion zwischen zwei Flüssigkeiten während des Verdrängungsprozesses in Echtzeit. Die verdrängenden Flüssigkeiten werden vom Kunden entworfen und bereitgestellt. Bei der verdrängten Flüssigkeit in dieser Phase des Experiments handelt es sich um Wasser. Da ein horizontales Bohrloch komplexer ist als ein vertikales und geneigtes Bohrloch, wurde für die erste Phase das Horizontale gewählt. In den kommenden Phasen werden auch andere Neigungen für Tests einbezogen. Von den sechs zur Verdrängung ausgewählten Flüssigkeiten haben drei eine transparente optische Eigenschaft und die drei Übrigen sind undurchsichtig (Baryt als Beschwerung). Das Wasser als verdrängte Flüssigkeit wurde in den Annulus gegeben und die verdrängende Flüssigkeit wurde vom Boden des Strömungskreislaufs durch den Annulus gepumpt. Die Flüssigkeiten hatten eine Dichte im Bereich von 8,6 bis 12,8 ppg, eine niedrige bis hohe Viskosität und Fließgrenze. Als Nebenziel wurde die digitalisierte Schnittstellenverfolgung mit verfügbarer Literatur verglichen, um die Gültigkeit der beobachteten Ergebnisse zu untersuchen. Der Inhalt der Arbeit ist in sechs Kapiteln zusammengefasst. Das erste Kapitel gibt einen Überblick über die Problematik und die Zielsetzung. Das zweite Kapitel behandelt die verfügbare Literatur sowie frühere Studien. Im dritten Kapitel werden der technische Aufbau sowie die Konfiguration und Leistungsfähigkeit des Flusskreislaufs vorgestellt. Die Methodik sowie die Kalibrierung und Abstimmung des Setups werden im vierten Kapitel beschrieben. Die Ergebnisse werden im fünften Kapitel besprochen und die Schlussfolgerung und alternative Lösungen im sechsten Kapitel erläutert.
Titel in Übersetzung | Digitalisierung der Verdrängung nicht-Newtonscher und Newtonscher Flüssigkeiten in einem horizontalen Ringraum |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 28 Juni 2024 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2024 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 10-05-2029Schlagwörter
- digitalization
- flow loop
- displacement