Prediction of critical pipe running speed during tripping in drilling operations التنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر خلال عمليات الإنزال والسحب أثناء حفر آبار النفط والغاز

Abstract

إن العوامل المؤثرة على ضغوط الإنزال والسحب خلال عمليات حفر آبار الزيت والغاز يجب أن تختار بدقة وذلك للسيطرة على اندفاع السوائل إلى البئر أو فقدان دورة سائل الحفر وهما مشكلتين خطرتين من الممكن حدوثهما خلال عمليات إنزال وسحب أنابيب الحفر خلال عمليات حفر آبار الزيت والغاز حينما لا تتم السيطرة على السرعة وينعدم التحكم في خواص سائل الحفر المستخدم إن العوامل المؤثرة على ضغوط الإنزال والسحب خلال عمليات حفر آبار الزيت والغاز يجب أن تختار بدقة وذلك للسيطرة على أي اندفاع مفاجئ للسوائل من الطبقات المحفورة إلى البئر أو العكس وعلى ذلك فإن التنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر خلال عمليات إنزال وسحب أنابيب الحفر من وإلى البئر أمرا في غاية الأهمية إن عملية التنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر تعتمد على تقويم قوانين سريان السوائل في الفراغ الموجود بين أنابيب الحفر وجدار البئر وتم كتابة برنامج كمبيوتر لإجراء تلك الحسابات يحتاج هذا البرنامج إلى إدخال بيانات من الممكن قياسها في المعمل باستخدام الأجهزة القياسية الخاصة بسوائل الحفر بالإضافة إلى أبعاد كل من البئر وأنابيب الحفر ومن ثم تحويل نتائج ذلك البرنامج إلى رسومات بيانية تمكننا من التنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر وكطريقة بديلة للتنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر وكطريقة بديلة للتنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر تم تطوير علاقات الرياضية مبسطة تؤدي نفس الغرض الذي يؤديه البرنامج المذكور أعلاه وبسرعة وسهولة أكبر إن العلاقات الرياضية المطورة تأخذ بعين الاعتبار جميع العوامل المؤثرة على السرعة الحرجة لأنابيب الحفر خلال عمليات الإنزال والسحب ولقد تم عمل مقارنة للتنبؤ بالسرعة الحرجة لأنابيب الحفر باستخدام كلتا الطريقتين ووجد أن هناك توافق كبير في النتائج وجد أن السرعة الحرجة لأنابيب الحفر تتأثر بشكل كبير بالوزن النوعي لسائل الحفر، قطر البئر ونسبة طول أنبوب الحفر الثقيل إلى طول أنبوب الحفر الاعتيادي

Blowout and loss of circulation are two serious accidents that can happen while drilling without the control on drill string running speed during tripping operations Exceeding the critical running speed during trippingout (high swabbing pressure) and lack of control of mud rheology are the main causes for blowout Also exceeding the critical running speed while trippingin (high surge pressure) and lack of control of mud rheology are the main causes for loss of circulation Many factors which affect surge and swab pressures must be precisely selected in order to control kicks or blowouts and to prevent loss of circulation Prediction of the critical pipe runningin andout speeds during tripping operations is therefore very important This can be done by the evaluation of several basic fluid flow equations A computer program has been developed to simplify these calculations The developed program requires fairly simple input data which can be measured in laboratory in addition to hole and drill string dimensions The output of this program then is transformed into graphical form from which the safe runningin andout speeds during tripping can be predicted As an alternative and direct way to predict the critical pipe running speed during tripping operations two correlations have been developed These correlations account for the governing factors which affect the trippingin andout speeds including mud properties and drillstring and hole configuration A comparison between the critical pipe running speed computed using the two methods has been outlined and very good accuracy based on the coefficient of Jinear correlation (r 2) and the standard error of estimate (SEE) (r 2 0995 ; SEE 039 for runningout correlation and r 2 0875 ; SEE 0817 for runningin correlation) have been obtained Critical tripping speeds were found to be greatly dependent on mud weight and rheology hole diameter and drillcollarstodrillpipe length ratio