Analisi ed ottimizzazione fluidodinamica di un sistema di circolazione fango per perforazione di pozzi oil & gas

The aim of this research has been the analysis and optimization of the mud circulation system produced by Drillmec Spa, the HoD®. This system is especially used for drilling mud circulating in HPHT wells. The analysis has taken a start from a study of the rheological models used by non-Newtonian fluids such as drilling mud. Secondly, a preliminary fluid dynamic analysis of the previously designed system has been developed. The results were compared with empirically measured pressure drops. Thirdly, structural innovations to the designed system have been suggested in order to minimize the system’s pressure drops. In the end, the fluid behavior within the optimized system has been studied. Data show that pressure drops have been effectively reduced.

Scopo di questa tesi è l’analisi e l’ottimizzazione del sistema di circolazione fango HoD®, sviluppato da Drillmec Spa, per la circolazione dei fluidi di perforazione in pozzi oil&gas ad elevata profondità. Dopo un breve studio dei modelli reologici utilizzati per dscrivere fluidi non-Newtoniani quali sono i fanghi di perforazione, è stata realizzata un'analisi fluidodinamica preliminare del sistema già progettato, confrontando le perdite ottenute da misurazioni sperimentali disponibili. A partire dai risultati acquisiti, sono state proposte delle modifiche strutturali al progetto di base, in grado di minimizzare le perdite di carico causate dal sistema. È stato, infine, simulato il comportamento dei fluidi all’interno del sistema ottimizzato così ottenendo un valido riscontro dell’effettiva diminuzione delle perdite di carico causate dal sistema.