Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Expansion mécanique de tubes en acier en tant que solution de puits de forage qui fuient

Published: November 20, 2014 doi: 10.3791/52098

Introduction

La procédure expérimentale a rapporté deux principales composantes qui sont essentielles: les bouteilles composites qui simulent des puits de forage et le montage d'expansion qui est utilisé pour effectuer la manipulation mécanique du ciment.

Puits de forage sont la principale porte d'entrée pour la production de fluides souterrains (eau, pétrole, gaz ou de la vapeur) ainsi que l'injection de fluides divers. Quelle que soit sa fonction, le puits de forage est nécessaire pour fournir un flux contrôlé de fluides produits / injectés. Construction de puits de forage a deux opérations distinctes: forage et la complétion. Ciment puits de forage, une partie de la procédure de complétion, fournit principalement l'isolation zonale, support mécanique du tuyau de métal (boîtier), et la protection des composants métalliques de fluides corrosifs. Ce sont des éléments essentiels de puits de forage sans compromis, pleinement opérationnels. L'intégrité de la gaine de puits de forage ciment est une fonction des propriétés chimiques et physiques du ciment hydraté, la géométrie de la celon bien, et les propriétés de la formation / formation entourant Fluides 2,3. Une élimination incomplète du fluide de forage se traduira par une mauvaise isolation zonale, car il empêche la formation de liens solides au niveau des interfaces avec le rock et / ou en métal. gaines de ciment peuvent être soumis à de nombreux types de défaillance au cours de la vie d'un bien. Les variations de pression et de température provoquées par des opérations de complétion et de production contribuent au développement de fractures au sein de la matrice cimentaire; le décollement est provoqué par la pression et / ou des changements de température et le retrait 4,5,6 hydratation du ciment. Le résultat est presque toujours la présence de l'écoulement du fluide microannular, bien que sa présence peut être détectée tôt ou après des années de durée de vie.

Heathman et Beck (2006) ont créé un modèle de cuvelage cimenté soumis à plus de 100 pression et de température des charges cycliques, qui ont montré un décollement visible, initiation des fissures de ciment qui peuvent poser chemins préférentiels pour la migration fluide <sup> 7. Sur le terrain, l'expansion et la contraction de composants métalliques d'un puits de forage ne sont pas coïncider avec celles du ciment et la roche, ce qui provoque un décollement interfacial et la formation d'un microanneau, conduisant à une augmentation de la perméabilité de la gaine de ciment. Une enveloppe supplémentaire chargement peut provoquer la propagation de fissures radiales dans la matrice de ciment une fois que les contraintes de traction dépasse la résistance à la traction de la matière 8. Tous les échecs de ciment ci-dessus peut se traduire par des micro-acheminement, ce qui conduit à la migration de gaz, l'apparition de SCP et de risques pour l'environnement à long terme.

Un nombre considérable de producteurs et abandonnés puits avec SCP constitue une nouvelle potentiellement source d'émission de gaz naturel continue 9. L'analyse effectuée par Watson et Bachu (2009) de 315 000 pétrole, du gaz, et des puits d'injection de l'Alberta, Canada a également montré que l'écart de puits de forage, type bien, méthode d'abandon, et la qualité du ciment sont des facteurs clés contributing à bien des fuites potentielles dans la partie profonde du puits 10. Les opérations d'assainissement existants sont coûteux et infructueux; la cimentation de compression, l'une des techniques de réparation les plus couramment utilisés, a un taux de seulement 50% de 11 succès.

Dans cet article, nous présentons l'évaluation de l'enveloppe de la technologie extensible (ECT) comme une nouvelle technique d'assainissement des puits de forage qui fuient 12,13. ECT peut être appliquée dans les puits 14 nouvelles ou existantes. La première installation commerciale de cette technologie a été réalisée par Chevron sur un bien dans les eaux peu profondes du golfe du Mexique en Novembre 1999 15. L'enveloppe de fonctionnement actuel pour tubulaires extensibles encapsule une inclinaison de 100 ° à la verticale, de la température jusqu'à 205 ° C, poids de la boue à 2,37 g / cm 3, une profondeur de 8763 m, la pression hydrostatique de 160,6 GPa et un tronçon tubulaire 16 2092 m. Un taux d'expansion typique pour tubulaires extensibles solides est unnviron 2,4 m / min 17.

Cette étude propose une approche unique de l'adaptation de la technologie ECT comme une nouvelle opération d'assainissement des SCP. L'expansion du tube en acier comprime le ciment qui entraînerait la fermeture de l'écoulement de gaz à l'interface et à colmater la fuite de gaz. Il est important de mentionner que l'objectif de cette étude est l'étanchéité d'un flux de gaz microannular existant, donc nous ne concentrons sur que comme une cause possible de puits de forage qui fuient. Afin de tester l'efficacité de la nouvelle technologie adaptée à cet effet, nous avons conçu un modèle de puits de forage avec un débit de microannular existant. Ceci est obtenu en faisant tourner le tube intérieur au cours de l'hydratation du ciment. Cela ne veut pas simuler des opérations sur le terrain, mais simplement pour faire avancer rapidement ce qui se passerait après des décennies de charge thermique et la pression dans un puits de forage.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. échantillon composite (Figure 1)

REMARQUE: La plupart des emplois de ciment dans le Golfe du Mexique (Etats-Unis) sont effectuées à l'aide de la classe H ciment 18, donc, le même type de ciment a été utilisé pour réaliser les expériences de laboratoire pour simuler les conditions de terrain comme, l'applicabilité potentielle de cette technologie pour SCP l'assainissement dans le golfe du Mexique.

  1. La préparation des échantillons
    REMARQUE: L'échantillon de 61 cm de long se compose de deux classe B électriquement résisté tubes soudés (REG) en acier au carbone (Figure 1). Le tube intérieur est de 61 cm de long et a un diamètre de 6 cm à l'extérieur (OD) avec une épaisseur de paroi de 2,8 mm. Le tube extérieur est de 59,7 cm de long, a 10 cm OD et une épaisseur de paroi de 5,7 mm. Limite d'élasticité et résistance à la traction des tuyaux sont de 241 MPa et 414 MPa, respectivement.
    1. Percer des trous 12 de 2,4 mm sur le tube extérieur pour fournir le soulagement de la pression au cours de l'expansion et de la porosité des roches synoptique dans des conditions de terrain. Percez huit 8,6 mm trous suivants sur ee tube extérieur, de 90 ° avec quatre trous de 13 cm de haut et quatre trous 53 cm de haut.
    2. Enfilez ces trous avec 3,2 mm NPT (National Pipe Thread) de pointe de filetage pour permettre le raccordement avec des raccords de tuyaux et de tubes en nylon ensemble collecteur sur le fond (entrée) et haut (sortie) côté de l'échantillon. Assurez-vous que les orifices d'entrée et de sortie sont de 40,64 cm et sont utilisés pour l'exécution de pré- et post-dilatation expériences accréditives de gaz multi-taux.
    3. Manteau tube extérieur avec anti-corrosion pulvérisation pour empêcher la corrosion pendant la période de durcissement qui pourrait interférer avec les expériences dues à la formation d'hydroxyde et des produits de corrosion du fer pourrait provoquer des microfractures de ciment.
      NOTE: Ce scénario sera testé dans les expériences futures corrosion du métal est souvent présente dans les systèmes de puits de forage.
    4. Machine à savoir le cordon de soudure sur la paroi interne de la conduite interne.
    5. Couper couplage en acier sur mesure pour une longueur de 4,5 cm, à partir de tuyaux de diamètre extérieur de 6,35 cm. THLit la pièce sur le mur intérieur et souder à l'anneau de la plaque d'acier d'une épaisseur de 0,63 cm (Figure 2). Enfiler la partie inférieure du tube intérieur sur la paroi extérieure d'une longueur de 4,5 cm pour permettre le raccordement avec le raccord soudé, comme représenté sur la Figure 2.
    6. Souder le tube extérieur à l'anneau de la plaque d'acier.
    7. Graisser mur extérieur du tube intérieur avec de la vaseline et spray de cuisson sur toute sa longueur. Visser le tube intérieur dans le raccord pour terminer l'ensemble de l'échantillon composite.
    8. Ciment le volume compris entre les tuyaux intérieur et extérieur avec 1,57 g / cm 3 de bouillie de ciment, 0,87 rapport E / C.
    9. échantillons de guérison dans un bain d'eau dans les conditions ambiantes pendant une période minimale de 28 jours. Maintenir le pH du bain d'eau entre 12 et 13 par l'addition de Ca (OH) 2 à l'eau pour maintenir un environnement de pH élevé.
  2. Préparation de 13,1 lb / gal coulis de ciment (pour un volume de 2,2 L)
    1. Verser 1350 g d'eau dans la4 L, 3,75 cheval-vapeur mixeur de laboratoire et pré-hydrate de 30 g (2% en poids de ciment) de bentonite pendant 5 minutes à faible vitesse (30 000 xg).
    2. Après 5 min, verser 5 ml d'agent antimousse et 1 500 g de poudre de ciment dans le mélangeur et le cisaillement de 40 s à vitesse élevée de 51 755 x g. Verser le coulis de ciment dans l'espace annulaire de l'ensemble de tuyau et couvrir avec un linge humide et une pellicule plastique pour éviter l'exposition à l'air et éviter la carbonatation du ciment.
    3. Six heures après le coulis de ciment est coulé entre les tuyaux, faire tourner le tube intérieur d'un quart de tour dans les deux sens toutes les 15 min pendant les 20 heures suivantes de l'hydratation du ciment pour empêcher la liaison du ciment avec le tube intérieur et la création d'un micro-canal (nécessaire pour microannular débit de gaz).
    4. Placer l'échantillon composite cimenté à l'horizontale dans le bain d'eau pendant une période minimum de 28 jours. Assurez-vous que le bain d'eau a une valeur de pH d'environ 13, qui est obtenue en ajoutant 100 g de Ca (OH) 2 dans 20 L d'eau.

2. Pré-extension expériences accréditives

  1. Visser 3,2 mm raccords en quatre orifices d'entrée et de sortie sur le tube extérieur de l'échantillon. Raccorder les collecteurs d'entrée et de sortie avec des capteurs de pression aux raccords (figure 5).
  2. Pressuriser la bouteille de gaz à la pression d'entrée initiale de 50 kPa. Allumez logiciels pour enregistrer les pressions.
  3. Ouvrez le débitmètre et commencer le test d'écoulement. Surveiller les pressions d'entrée et de sortie sur l'écran pendant 1 min, comme le montre la figure 6.
  4. Pressuriser la bouteille de gaz à la pression d'entrée de 172 kPa et de contrôler la pression pendant 2 min.
  5. Accréditives Fin expérience et enregistrement de la pression. Fermer la bouteille de gaz et évacuer le gaz restant dans l'atmosphère. Démonter les collecteurs et couvrir le dessus de l'échantillon avec un chiffon humide tout en allumant l'unité d'extension, afin d'éviter la carbonatation et le séchage du ciment.
  6. Manteau de la paroi intérieure du tube intérieur avec lubricant pour le bon fonctionnement du cône d'expansion et l'échantillon est prêt pour l'expansion.

3. Installation d'expansion et de la procédure d'extension

  1. Conserver entièrement le mandrin d'expansion à partir du boîtier inférieur par le vérin hydraulique, comme représenté sur la figure 4a. Placer l'échantillon composite de ciment hydraté dans le logement de l'échantillon inférieure de l'appareil à travers l'ouverture dans la partie supérieure (figure 4b).
  2. Allonger complètement le mandrin d'expansion à travers l'échantillon, après quoi le cône d'expansion avec un rapport d'extension souhaité (Figure 3) est glissé sur celui-ci, comme le montre la figure 4c. Visser le mandrin de retenue sur le mandrin d'expansion, puis visser le guide de mandrin de retenue sur l'embout inférieur du boîtier inférieur. L'échantillon est prêt pour l'expansion.
  3. Alimenter la centrale hydraulique à une pression optimale de 10,3 MPa, et d'activer le logiciel de l'ordinateur pour l'enregistrement de la force axiale.
  4. Activer le control passer pour rétracter le mandrin d'écartement et retirer la dilatation à travers le tube intérieur de l'échantillon, augmentant ainsi la canalisation et la compression de la gaine de ciment. Développer les échantillons à la longueur de 40,64 cm (Figure 4d), ​​puis le mandrin allongé d'extension dans la position d'origine. Arrêter l'enregistrement des forces axiales.
  5. Dévissez le guide de mandrin de retenue et retirer le mandrin de retenue. Enlever le cône d'expansion du mandrin d'expansion et de rétracter complètement le mandrin afin d'enlever l'échantillon former le boîtier inférieur.
  6. Après l'échantillon est retiré, le préparer pour la post-dilatation multi-taux expériences accréditives de gaz.

4. post-expansion multi-taux expériences accréditives

  1. Des orifices d'entrée et de sortie propres de tout excès de pâte de ciment pressé.
  2. Visser les raccords de tuyauterie en quatre orifices d'entrée et de sortie sur le tube extérieur de l'échantillon. Raccorder les collecteurs d'entrée et de sortie pour les raccords, comme le montre la
  3. Pression sur la bouteille de gaz à la pression d'entrée initiale de 172 kPa. Allumez logiciels pour enregistrer les pressions.
  4. Ouvrez le débitmètre et commencer le test d'écoulement. Surveiller entrée et de sortie des pressions sur l'écran (Figure 6).
  5. Après 5 min, pressuriser la bouteille de gaz à la pression d'entrée de 345 kPa et à surveiller la pression pendant encore 5 minutes.
  6. Après 5 min, augmenter la pression d'entrée de 517 kPa.
  7. Après 5 min, augmenter la pression d'entrée à pression d'entrée final de 690 kPa pendant 5 min.
  8. Mettre fin à l'expérience d'écoulement et enregistrement de la pression. Fermer la bouteille de gaz et évacuer le gaz restant dans l'atmosphère. Démonter les collecteurs de l'échantillon.

5. Calculs de la perméabilité effective des microanneau

REMARQUE: L'objectif principal de cette étude était de fournir des informations qualitatives concernant l'existence de flux de gaz avant et après eXpansion. Le dispositif expérimental ne possède pas de composants sophistiqués pour être en mesure de mesurer la largeur du canal et le débit précision de taux. Au cours de ces expériences préliminaires d'étanchéité du débit de gaz était l'objectif principal. Par conséquent, l'un des calculs de perméabilité présentées ici sont plus semi-quantitative et non objectif principal de l'étude.

  1. Pour le calcul de la perméabilité effective, utiliser le débit constant d'azote d'environ q = 1,42 cm 3 / s sur la stabilisation de la pression. Le facteur de déviation de gaz de l'azote dans les conditions ambiantes est Z = 1 et la viscosité μ = 0,018 cP. Réaliser tous les tests accréditives dans les conditions ambiantes de T = 535 ºR.
  2. Calculer la superficie de l'espace annulaire cimenté en prenant rayon intérieur du tube extérieur, r Oinn = 4,6 cm, et le rayon extérieur du tube intérieur, r = 3,05 cm Iout. La distance entre les ports d'entrée et de sortie (AL) est de 40,64 cm. La différence de pression (P de sortie entrée -P), recorded par entrée et sortie des transducteurs de pression, est la seule variable utilisée dans le calcul de la perméabilité effective de la microanneau pré-fabriqué (K ef) 19:
    Equation 1 Eq. 1
    débit de l'azote [3 cm / s] K ef - - q perm efficace. de microanneau [MD]
    r Iout - ID de tube extérieur [cm] r Oinn - OD de conduite interne [cm]
    μ - viscosité du gaz [CP] Z - facteur de déviation de gaz
    T - tempérare [ºR] AL - distance entre les transducteurs de pression [cm]
    P entrée - pression d'entrée [atm] P sortie - la pression de sortie [atm]
  3. Remplacer toutes les valeurs ci-dessus dans l'équation 1 et de calculer la perméabilité effective comme indiqué ci-dessous dans l'exemple 1. La pression d'entrée enregistrée au cours de l'expérience d'écoulement de pré-expansion est P entrée = 12 kPa (0,12 atm), tandis que le transducteur de pression de sortie était P sortie = 0,4 kPa (0,004 atm).
    Exemple 1: Equation 2

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Essais dynamiques de gaz pré-extension sur l'échantillon composite a montré enregistrement de la pression sur le capteur de pression de sortie, confirmant flux de gaz à travers le microanneau pré-fabriqué (figures 7 et 8). Les conditions initiales sont restés les mêmes, où la pression d'entrée initiale était de 103 kPa et le débit de gaz a été maintenu à 85 ml / min pour cette période. Le délai pour l'enregistrement de pression entre l'entrée et la pression de sortie des capteurs est de 7,5 secondes, tandis que les pressions les plus élevées enregistrées après l'augmentation de la pression d'entrée de 172 kPa ont été 117 kPa (entrée) et 20,7 kPa (sortie). En raison de l'écoulement préférentiel du gaz à travers le microanneau, l'ensemble de la perméabilité est prise comme la perméabilité effective de la microanneau (K ef). Stabilisées pressions utilisées dans les calculs de K ef étaient entrée = 12 kPa et P sortie P = 0,4 kPa, ce qui donne un microanneau efficace perméabilité de K ef = 0,66 D. Tout contraintes résiduellesdans la matrice de ciment en raison de l'expansion du tuyau et son effet sur la perméabilité est négligeable.

Le test accréditives deuxième gaz a été exécuté immédiatement après l'imposition d'un taux d'expansion de 8%, avec une augmentation progressive de la pression d'entrée de 172 kPa toutes les cinq minutes à partir d'une pression initiale de 172 kPa à une pression finale de 690 kPa. Le test n'a montré aucun enregistrement sur ​​le transducteur de pression de sortie de pression, comme le montre la figure 9.

La même procédure a été répétée au bout de 24 heures, puis au bout de 60 jours. Les deux tests ont montré aucune lecture de pression sur le transducteur de pression de sortie, ce qui confirme que le taux d'expansion de 8% a réussi à la fermeture de l'écoulement de gaz microannular dans le modèle de puits de forage. Quatre échantillons supplémentaires ont été développées avec différents rapports d'expansion (2% et 4%) et testées pour l'écoulement de la même manière que l'exemple précité. Les mêmes résultats ont été obtenus et ont confirmé le succès étanchéité de l'écoulement de gaz microannular(Tableau 1). Il est important de mentionner que chaque préparation de l'échantillon nécessite une préparation intensive de travail et de temps, ce qui explique pourquoi il ne peut pas être comparée à de simples études de carottes de ciment qui peuvent être moulés sans effort en grand nombre.

Échantillon K ef [D] Rapport d'expansion [de%] K ef [D] K ef [D] K ef [D]
0 h 24 h 60 jours
1 0,14 4 0 0 0
2 0.66 8 0 0 0
3 2.11 2 0 0 0
4 2.31 2 0 0 0
5 7.04 8 3 x 10 -7 0 0

Tableau 1. Liste des échantillons avec des perméabilités de microanneau calculé efficaces (K ef) et les résultats post-dilatation des essais dynamiques lieu immédiatement, 24 heures et 60 jours après l'expansion.

Figure 1
Figure 1. Modèle de forage schématique. Vue de dessus montre le ciment (de couleur rouge) entre le tuyau intérieur et extérieur. La flèche de la direction de l'expansion. Vue de dessous montre l'anneau de plaques d'acier soudées à tube extérieur et raccord de tuyau. Tube intérieur est vissé dans l'accouplement (la SCAle est en pouces).

Figure 2
Figure 2. Les composants métalliques de la partie inférieure du modèle de puits de forage:... Un anneau de plaque en acier (0,63 cm d'épaisseur); b 6,35 cm raccord de tuyauterie en acier OD; c couplage de tubes soudés sur la bague de la plaque d'acier; d partie filetée de. le tube intérieur étant vissé dans le raccord de tuyau;. e assemblage fini. Dernière partie du modèle de puits de forage est le tube extérieur qui est placé à la fin et soudé pour l'anneau de plaque d'acier sur la partie extérieure.

Figure 3
Figure 3. un des cônes d'extension avec 2%, 4% et 8% taux d'expansion;. B. Vue de côté de 2% taux d'expansion cône. Toutes les coordonnées nes ont 14 ° d'angle de cône et sont fabriqués sur mesure en acier allié qui a été traité à la chaleur de la dureté de 60 RC.

Figure 4
Figure 4. Installation et processus d'expansion (vue de dessus): a. le mandrin de dilatation est retenu en vue de dégager le boîtier inférieur pour le placement de l'échantillon composite; b. l'échantillon composite est placé dans le boîtier inférieur et le mandrin d'expansion est entièrement allongé à travers le tube intérieur, c. le cône d'expansion est enfilée sur le mandrin d'expansion. La vue agrandie montre le cône d'expansion étant maintenu en place avec le mandrin de retenue; d. le mandrin d'expansion est conservée et le cône d'expansion est tiré à travers le tube intérieur (flèche rouge indique la direction de dilatation).

re 5 "src =" / files / ftp_upload / 52098 / 52098fig5highres.jpg "/>
Figure 5. Vue arrière et avant de l'échantillon représentant l'ensemble du collecteur de gaz avec des raccords de tuyaux et de tubes en nylon. Vue plus rapprochée de entrée et de sortie des collecteurs montrant le positionnement des capteurs de pression.

Figure 6
Figure 6. accréditives de montage expérimental. Le débitmètre (FM) contrôle le débit d'azote gazeux (flèches rouges) tout au long de l'expérience. les flux de gaz et pénètre dans l'échantillon composite sur le collecteur d'admission lorsque le capteur de pression d'entrée (PT-1) enregistre la pression d'entrée. Les flux de gaz à travers microanneau préfabriqué de l'échantillon et l'enregistrement sur le capteur de pression du collecteur de sortie de pression (PT-2) fournit les informations de l'existence d'une connexion et la migration du gaz à travers l'échantillon microannular composite. La pression transproducteurs sont connectés au système d'acquisition de données et les pressions sont surveillés et enregistrés en temps réel sur l'ordinateur et disponible pour voir à l'écran. La vue agrandie montre l'installation des raccords de tuyauterie.

Figure 7
Figure parcelle de données de test 7. pré-expansion écoulement de gaz montrant les pressions enregistrées à la fois sur l'entrée et la sortie des transducteurs de pression, confirmant le débit de gaz microannular à travers le modèle de puits de forage. La pression d'entrée à partir de la bouteille de gaz était de 50 kPa, et il a été porté à 172 kPa, ce qui a donné lieu à un pic de pression sur les deux ports d'entrée et de sortie.

Figure 8
Figure 8. pré-expansion accréditives gaz complot données de test semi-logarithmique montrant clairement un di de pressionfferential (AP) entre les pressions enregistrées sur les entrée et de sortie des capteurs de pression. Basé sur le AP mesurée, les calculs de perméabilité effective de la microanneau ont abouti à une valeur de 660 mD.

Figure 9
Figure parcelle d'écoulement de gaz 9. Multi-débit de données de test enregistré immédiatement après l'expansion avec le taux d'expansion cône de 8%. Après une augmentation progressive de 172 kPa à la pression d'entrée sur la bouteille de gaz, tous les cinq minutes de 172 kPa à 690 kPa, on n'a pas enregistré la pression sur le transducteur de pression de sortie, indiquant la réussite de la restauration du flux de gaz microannular.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Les auteurs tiennent à remercier les personnes et institutions suivantes pour leur aide et leur soutien: William Portas et James Heathman (conseillers industriels, Shell E & P), Richard Littlefield et Rodney Pennington (Shell Westhollow Technology Center), Daniele Di Crescenzo (Shell Research Bien Ingénieur ), le projet de loi Carruthers (Lafarge), Tim Quirk (maintenant avec Chevron), Gerry Masterman et Wayne Manuel (LSU PERTT Lab), Rick Young (LSU Mécanique des roches Lab), et les membres de la SEER Lab (Arome Oyibo, Tao Tao, et Iordan Bossev).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ASTM A53 Grade B ERW Schedule 40 Steel pipe - OD=10.16 cm, ID=10.04 cm, L=59.7 cm Baker Sales BPE-4.00BB40
ASTM A53 Grade B ERW Schedule 10 Steel pipe - OD=6 cm, ID=5.94 cm, L=61 cm  Service Steel n/a
Expansion Cones - AISI D2 grade alloy steel (60 RC hardness) Shell Custom-made
Pipe coupling - OD=6.35 cm, ID=6 cm, L=4.4 cm LSU Custom-made
Steel plate ring - OD=10.16 cm, ID=5.76 cm, thickness=6.35 mm Louisiana Cutting Custom-made
Class H Cement LaFarge 04-16-12 / 14-18
Defoaming agent - D-Air 3000L Halliburton n/a
Bentonite clay LSU n/a
Calcium hydroxide LSU n/a
Expansion Fixture Shell Custom-made
Pressure transducers Omega PX480A-200GV 
Teflon tubing Swagelok PB0754100
Union tee Swagelok SS-400-3
Elbow union Swagelok SS-400-9
Female elbow Swagelok SS-400-8-8
Port connector Swagelok SS-401-PC
Forged body valve Swagelok SS-1RS4
Tube adapter Swagelok SS-4-TA-1-2
Pipe lubricant E.F. Houghoton & Co. 71323998
Instant Galvanize Zinc Coating CRC 78254184128

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. King, G. E. Well Integrity: Hydraulic Fracturing and Well Construction – What are the Factual Risks. SPE Wellbore Integrity Webinar. 5, (2013).
  2. Taylor, H. F. Cement Chemistry. , Telford Thomas. London, United Kingdom. (1997).
  3. Thiercelin, M. J., Dargaud, B., Baret, J. F., Rodriguez, W. J. Cement design based on cement mechanical response. SPE Drill & Compl. 13 (4), 266-273 (1998).
  4. Nelson, E. B., Guillot, D. Well Cementing. , Second edition, Schlumberger. Sugar Land, Texas. (2006).
  5. Carter, L., Evans, G. A Study of Cement-Pipe Bonding. Paper SPE 164 presented at the California Regional Meeting. , Santa Barbara, California. 24-25 (1964).
  6. Goodwin, K., Crook, R. Cement Sheath Stress Failure. SPE Drill Eng. 7 (4), 291-296 (1992).
  7. Heathman, J., Beck, F. E. Finite Element Analysis Couples Casing and Cement Designs for HP/HT Wells in East Texas. Paper SPE 98869 presented at the IADC/SPE Conference. 2006 Feb 21-23, Miami, Florida, , Halliburton. (2006).
  8. Boukhelifa, L., et al. Evaluation of Cement Systems for Oil and Gas Well Zonal Isolation in a Full-Scale Annular Geometry. Paper SPE 87195 presented at the IADC/SPE Drilling Conference. 2004 Mar 2-4, Dallas, Texas, , (2004).
  9. Duan, S., Wojtanowicz, A. A Method for Evaluation of Risk of Continuous Air Emissions from Sustained Casinghead Pressure. Paper SPE 94455 presented at SPE/EPA/DOE Exploration and Production Environmental Conference. 2005 Mar 7-9, Galveston, Texas, , (2005).
  10. Watson, T. L., Bachu, S. Evaluation of the potential for gas and CO2 leakage along wellbores. SPE Drill & Compl. 24 (1), 115-126 (2009).
  11. Wojtanowicz, A. K., Nishikawa, S., Xu, R. Diagnosis and remediation of SCP in wells. Final report submitted to US Department of Interior MMS. 2001, Virginia, , (2001).
  12. Kupresan, D., Heathman, J., Radonjic, M. Experimental Assessment of Casing Expansion as a Solution to Microannular Gas Migration. Paper SPE 168056 presented at IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition. 2014 Marc 4-6, Fort Worth, Texas, , (2014).
  13. Kupresan, D., Heathman, J., Radonjic, M. Application of a New Physical Model of Expandable Casing Technology in Mitigation of Wellbore Leaks. CETI Journal. 1 (5), 21-24 (2013).
  14. Demong, K., Rivenbark, M. Breakthroughs using Solid Expandable Tubulars to Construct Extended Reach Wells. Paper SPE 87209 presented at the IADC/SPE Drilling Conference. 2004 Mar 2-4, Dallas, Texas, , (2004).
  15. Grant, T., Bullock, M. The evolution of Solid Expandable Tubular Technology: Lessons Learned Over Five Years. Offshore Technology Conference, 2005, , (2005).
  16. Jennings, I. Dynamic formations rendered less problematic with solid expandable technology. IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference and Exhibition, 2008, , (2008).
  17. Fanguy, C., Mueller, D., Doherty, D. Improved method of cementing solid expandable tubulars. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 2004, , (2004).
  18. American Petroleum Institute. Appendix C (tentative), Fluid Density Balance. Recommended Practice for Testing Oilwell Cements and Cement Additives. , American Petroleum Institute. (1971).
  19. Nelson, E. B. Well cementing. , Elsevier Science. Amsterdam, Denmark. (1990).

Tags

Physique Numéro 93 puits de forage qui fuient de puits de forage ciment les flux de gaz Microannular la pression du boîtier durable la technologie de l'enveloppe extensible.
Expansion mécanique de tubes en acier en tant que solution de puits de forage qui fuient
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Radonjic, M., Kupresan, D.More

Radonjic, M., Kupresan, D. Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores. J. Vis. Exp. (93), e52098, doi:10.3791/52098 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter