Análisis fluidodinámico del efecto de una modificación en el ángulo de boquillas para una broca de perforación sobre su velocidad de penetración

Jiménez de la Ossa, Kelly Jhoanna

Análisis fluidodinámico del efecto de una modificación en el ángulo de boquillas para una broca de perforación sobre su velocidad de penetración

dc.contributor.advisor	Carreño Velasco, Wilson Raúl
dc.contributor.advisor	Chaves Guerrero, Arlex
dc.contributor.author	Jiménez de la Ossa, Kelly Jhoanna
dc.contributor.evaluator	Saavedra Trujillo, Néstor Fernando
dc.contributor.evaluator	Fuentes Díaz, David Alfredo
dc.date.accessioned	2022-09-22T12:58:04Z
dc.date.available	2022-09-22T12:58:04Z
dc.date.created	2022-09-14
dc.date.issued	2022-09-14
dc.description.abstract	Los costos operacionales asociados a la extracción de petróleo han tenido un aumento significativo durante los últimos 10 años. Sumado a lo anterior, se ha evidenciado una fluctuación en los precios de venta del crudo que ha representado un reto para las compañías al tener que buscar estrategias para mejorar el desempeño de todos los procesos involucrados en la explotación de hidrocarburos. Las investigaciones en materia de este campo tienen como principal objetivo reducir los tiempos de trabajo. Para esto, es necesario optimizar distintos parámetros de la operación de perforación como lo son el comportamiento del lodo, la integridad del pozo y el comportamiento de la broca para mejorar las tasas de penetración (ROP). El desempeño de la broca es un factor clave en la mejora de la perforación y la reducción de los costos asociados. A través de modificaciones en el cuerpo, los cortadores o las boquillas con relación a las brocas convencionales, pueden alcanzarse comportamientos que bien podrían ser provechosos desde el punto de vista técnico y financiero. El presente estudio se centra entonces en analizar el efecto de la modificación del ángulo de las boquillas de una broca PDC a través de la simulación del comportamiento del lodo utilizando dinámica de fluidos computacional. Los resultados arrojan que modificaciones de 90° en el ángulo de las boquillas logran reducir las presiones de salida de la broca al punto que se generan diferenciales de hasta 1200 psi entre la formación y la salida de las boquillas, permitiendo un estado de bajo balance entre la broca y las paredes del pozo que contribuye al aumento de las ROP mediante la disminución en las restricciones que el lodo aporta al paso de la broca.
dc.description.abstractenglish	Operational costs associated with oil extraction have risen significantly over the past 10 years. In addition, it has been shown that oil price fluctuations have represented a challenge for oil companies that have to search for strategies to improve the performance of each process associated with hydrocarbon exploration, such as well planning and drilling. Research in this field aims to reduce drilling time. To achieve this goal the optimization of drilling parameters is necessary including mud behavior, well integrity, and bit performance to improve rate of penetration (ROP). Bit performance represents a key factor in drilling improvement and reduction of associated costs. Through modifications in the body, cutters or nozzles, in relation to conventional bits, a better performance can be achieved from a technical and financial point of view. This study focuses on analyzing the effect of the modification of the nozzle angle for a PDC drill bit through the simulation of the mud behavior using Computational Fluid Dynamics. Results show that modifications of ninety degrees in nozzle angle manage to reduce the output pressures from the drill bit to differentials of up to 1200 psi, this has been generated between the formation and the outlet of the nozzles, allowing a low balance state between the drill bit and the well, which contributes to the increase of the ROP.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000092986
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11702
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Broca
dc.subject	PDC
dc.subject	Perforación
dc.subject	Sobrebalance (OBD)
dc.subject	Bajo balance (UBD)
dc.subject	Dynamic Underbalanced Drilling (DUBD)
dc.subject	Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)
dc.subject.keyword	Bit
dc.subject.keyword	PDC
dc.subject.keyword	Drilling
dc.subject.keyword	Overbalanced (OBD)
dc.subject.keyword	Underbalanced (UBD)
dc.subject.keyword	Dynamic Underbalanced Drilling (DUBD)
dc.subject.keyword	Computational Fluid Dynamics (CFD)
dc.title	Análisis fluidodinámico del efecto de una modificación en el ángulo de boquillas para una broca de perforación sobre su velocidad de penetración
dc.title.english	Fluid Dynamic analysis of the effect of a change in nozzle angle for a drill bit and the effect on the penetration rate
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dspace.entity.type