Rafał Wiśniowski, Krzysztof Skrzypaszek i Tomasz Małachowski z Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie opublikowali w czasopiśmie Energies (tom 13, zeszyt 12, artykuł 3192) pracę zatytułowaną „Selection of a Suitable Rheological Model for Drilling Fluid Using Applied Numerical Methods". DOI pracy to 10.3390/en13123192, rok publikacji 2020. Praca dotyczy płuczki stosowanej przy wierceniu otworów naftowych.

Po co dopasowywać model

Autorzy wychodzą z założenia, że dokładność dopasowania modelu reologicznego do właściwości rzeczywistej płuczki przekłada się bezpośrednio na błąd obliczanych parametrów technologicznych stosowanych podczas wiercenia. Ograniczenie tego błędu jest warunkiem poprawnego zaplanowania tych parametrów.

Jakie modele i jak je dopasować

Praca wymienia modele klasyczne: newtonowski, Binghama plastyczny, Cassona, Ostwalda-de Waele oraz Herschela-Bulkleya. Obok nich autorzy proponują rozważenie modeli Vom Berga i Hahn-Eyringa, których wcześniej nie stosowano do opisu płuczek wiertniczych. Dla modeli Binghama plastycznego, Cassona, Ostwalda-de Waele i newtonowskiego sugerują wyznaczanie parametrów metodą regresji liniowej, a dla modeli Herschela-Bulkleya, Vom Berga i Hahn-Eyringa - metodą regresji nieliniowej.

Program Rheosolution

Na podstawie rozważań teoretycznych i zależności matematycznych opracowanych w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH powstał autorski program Rheosolution. Ma on automatyzować proces wyznaczania optymalnego modelu reologicznego płuczki. Streszczenie podaje przykłady praktycznego zastosowania metody wyboru modelu.

Testy z użyciem danych z rzeczywistych pomiarów przyniosły różne wskazania w zależności od rodzaju płynu. Dla czystej zawiesiny cementowej najlepiej dopasowanym modelem okazał się Ostwald-de Waele, a po dodaniu superplastyfikatora PSP 042 - model Vom Berga. Czystą płuczkę bentonitową najlepiej opisywał model Cassona, a płuczkę polimerową inhibiowaną - model Hahn-Eyringa. Według autorów modele wieloparametrowe, czyli Vom Berga i Hahn-Eyringa, dobrze wypadają dla płynów z dodatkami polimerów lub superplastyfikatorów.

Wszystkie dane pochodzą ze streszczenia pracy (OpenAlex), z metadanych DOI oraz z pełnego tekstu pracy w otwartym dostępie.