Tensile and Shear Fracture Examination for Optimal Drilling Performance Evaluation: part-II

Weizhou Quan, Golam Rasul, Abdelsalam Abugharara, Mohammad Azizur Rahman, Yahui Zhang, Stephen Butt

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: Dans le forage pétrolier et gazier, il est essentiel de maximiser le processus de forage pour des performances de forage optimales et de minimiser les coûts. Dans cet article, le taux de pénétration du forage (ROP) en tant que fonction principale des performances de forage a été évalué à l'aide de deux types de forets différents, y compris le foret à cône à rouleau (RC) et le foret compact en diamant polycristallin (PDC). Le grès a été impliqué comme roche d'essai, représentant une formation isotrope étroite et à faible perméabilité. La résistance du grès a été déterminée par des tests de résistance à la compression non confinée (UCS), de résistance à la traction indirecte (ITS) et d'indice de charge ponctuelle (PLI). Des échantillons de grès ont été testés par forage rotatif en laboratoire par les deux forets. Plusieurs ensembles de poids sur trépan (WOB) et de vitesse de rotation (tr / min) dans les mêmes conditions de débit d'eau (FR) ont été appliqués. Un simulateur de forage à l'échelle du laboratoire entièrement instrumenté a été utilisé pour les expériences de forage. La charge appliquée sur les mèches pour le WOB et le régime opérationnel ont été enregistrées, le taux de pénétration (ROP) et la profondeur de coupe (DOC) ont été calculés dans tous les tests. Une étude comparative a été menée et les performances de forage ont été évaluées en fonction des paramètres de forage et du.

ABSTRACT: In oil and gas drilling, it is essential to maximize the drilling process for optimal drilling performance and minimize costs. In this paper, the drilling rate of penetration (ROP) as main function of drilling performance was evaluated through two different drill bit types, including roller cone (RC) bit and polycrystalline diamond compact (PDC) bit. Sandstone was used as the testing rock, representing a tight and low permeability isotropic formation. The strength of sandstone was determined through the tests of unconfined compressive strength (UCS), indirect tensile strength (ITS), and point load index (PLI). Sandstone specimens were tested through rotary drilled in the laboratory by both drill bits. Several sets of weight on bit (WOB) and rotary speed (rpm) under the same condition of water flow rate (FR) were applied. A fully instrumented laboratory scale drilling simulator was used for drilling experiments. The applied load on bits for WOB and operational rpm were recorded, rate of penetration (ROP) and depth of cut (DOC) were calculated in all tests. A comparative study was conducted, and drilling performance was evaluated based on drilling parameters and drill bit type.

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