Azərbaycan döVLƏt neft və SƏnaye universiteti

128 

 

19 distribution functions in 3 dimensions – directions in which 

particles can propagate with certain probability. 

In  recent  years  different  models  for  simulation  of 

multiphase  flow  have  been  proposed.  Most  popular  among 

them  are  Color-gradient  model,  Shan-Chen  model  and  Free 

energy model. 

At the start of the simulation pressure gradient of the real 

experiment is represented by setting corresponding densities at 

inlet and the outlet of the simulated plug. Then in each timestep 

streaming  and  collision  steps  are  applied  and  densities  and 

velocities  in  each  lattice  are  calculated.  This  continues  until  a 

steady-state  flow  is  reached,  i.e.  difference  in  velocities  from 

one timestep to another is insignificant. 

To  calculate  the  permeability  of  the  simulated  plug,  an 

average velocity of all lattices is put into Darcy’s equation with 

all of remaining variables known – pressure gradient, viscosity 

of fluid. To validate LBM, after first results are obtained, they 

are  compared  to  experimental  data  and  by  calibrating  the 

existing model can be verified. 

This  method  of  obtaining  permeability  has  been  used  in 

the past and some accurate results have been reached. 

Main  benefit  of  LBM  is  that  it  is  significantly  cheaper 

than doing the actual experiment for the same purpose. On top 

of that, computational time of LBM is also a huge advantage. 

In conclusion, usage of LBM in the oil & gas industry is 

cost  and  time  effective  relative  to  standard  methods  of 

acquiring absolute and relative permeability and it can be used 

for  unlimited  number  of  times  for  different  rocks  by  just 

changing the inputs. 

 

 

 

 

 

---

129 

 

COMPARISON OF DUAL GRADING DRILLING 

TECHNOLOGY TO SINGLE GRADING DRILLING 

TECHNOLOGY IN DEEP WATER ENVIRONMENT.  

 

Student: 

 

 

           Scientific adviser: 

Vazeri Samandar 

                       as.prof. S.A.Rzazadeh  

IV course, group 230.4 

 

            

                         

 

                                                                                                                                                                                                                 

As  technology  progresses  the  definition  of  Deepwater 

becomes greater and greater every day, and as the water depth 

increases,  the  associated  technical,  economic  and  safety 

complexities 

increase 

proportionately. 

Therefore, 

for 

improving wellbore integrity, reduce overhead costs and, most 

importantly,  provide  a  safe  working  environment.  Applying  a 

dual  gradient  technology  to  offshore  drilling  is  not  a  new 

concept,  but  one  that  is  being  addressed  with  new  fervor  and 

can help meet these industry goals.  

Before  analyzing  the  technical  and  safety  aspect  of  dual 

grading  drilling  technology  first  take  a  look  what  is  single 

grading  drilling  technology.  In  conventional  method  we  are 

drilling with single mud gradient due at the water depth (3000-

7500  ft)

 

convention  technology  becomes  unreliable.  Because 

margin between the pore and fracture pressures in deep waters 

become  narrower  that  tend  to  create  problem  like  early  kick, 

lost  circulation  and  formation  damage.  Additionally,  single 

grading drilling technology is not cost effective as compare to 

dual grading drilling technology. Therefore, for minimizing all 

these  issue  and  cost  constrains  we  need  an  advance 

methodology as dual gradient drilling method.  

The  dual  gradient  drilling  technique  involves  the  use  of 

two different pressure gradients in maintaining the bottom hole 

pressure.  The  same  bottom  hole  pressure  in  the  conventional 

method  can  be  achieved  using  the  dual  gradient  method. 

Several  methods  have  been  proposed  to  achieve  dual  gradient 

---

130 

 

in the industry today. In one of the methods the marine riser is 

filled with a low-density fluid (sea water, 8.66 ppg), this helps 

in  reducing  the  pressure  in  the  exposed  sediments  of  the 

wellbore  while  heavy  density  fluid  runs  from  the  sea  floor  to 

the bottom hole.  

The major challenge in deep-water drilling is the narrow 

margin  between  the  pore  pressure  gradient  and  the  fracture 

pressure  gradient.  Therefore,  dual  grading  drilling  in  the  only 

reliable technology for solving this issue because when we are 

using  combination  of  two  different  mud  column  margin 

between the pore pressure and fracture pressure increase. This 

alone makes the dual gradient drilling method very attractive. 

Furthermore,  One  primary  benefit  of  the  wider  margin 

between  the  pore  and  fracture  pressures  in  dual  gradient 

drilling  is  the  elimination  of  several  casing  strings.  A 

comparison  between  casing  selection  in  dual  gradient  drilling 

and  conventional  drilling  lesser  number  of  casing  strings 

allows  for  deeper  target  depths,  greater  final  hole  size,  and 

setting  larger  production  tubing  strings.  It  is  also  important  to 

note  that  well  kicks  and  lost  circulation  would  be  minimal 

because  of  the  wide  margin  between  these  pressure  gradients. 

Other  benefits  of  dual  gradient  drilling  include  cost  and  time 

savings; which allows drilling in any water depth and has lower 

weight and space requirements on the drilling rig. 

In  conclusion,  dual  grading  drilling  technology  is  far 

more cost effective and reliable then single grading technology 

because  of  its  unique  method  for  improving  well  construction 

and safety of drilling operation. 

 

 

 

 

 

---