Engineering

टपका हुआ Wellbores के लिए एक समाधान के रूप में इस्पात टयूबिंग मैकेनिकल विस्तार

Published: November 20, 2014 doi: 10.3791/52098

¹Craft and Hawkins Department of Petroleum Engineering, Louisiana State University

Introduction

wellbores और सीमेंट के यांत्रिक हेरफेर बाहर ले जाने के लिए प्रयोग किया जाता है कि विस्तार स्थिरता अनुकरण कि समग्र सिलेंडर: रिपोर्ट प्रयोगात्मक प्रक्रिया महत्वपूर्ण हैं कि दो मुख्य घटक हैं.

Wellbores उपसतह तरल पदार्थ (पानी, तेल, गैस, या भाप) के उत्पादन के साथ ही विभिन्न तरल पदार्थ का इंजेक्शन के लिए मुख्य प्रवेश द्वार हैं. बावजूद इसके कार्य की, wellbore उत्पादित / इंजेक्शन तरल पदार्थ की एक नियंत्रित प्रवाह प्रदान करने के लिए आवश्यक है. ड्रिलिंग और पूरा: wellbore निर्माण दो अलग कार्य किया है. Wellbore सीमेंट, पूर्ण प्रक्रिया का हिस्सा है, मुख्य रूप से क्षेत्रीय अलगाव, धातु पाइप (आवरण) के यांत्रिक समर्थन, और संक्षारक तरल पदार्थ से धातु घटकों की सुरक्षा प्रदान करता है. ये है uncompromised, पूरी तरह से कार्य wellbores के आवश्यक तत्व हैं. wellbore सीमेंट म्यान की अखंडता हाइड्रेटेड सीमेंट की रासायनिक और भौतिक गुणों के एक समारोह, ग की ज्यामिति हैअच्छी तरह ased, और आसपास के गठन / गठन के गुण ^2,3 तरल पदार्थ. यह रॉक और / या धातु के साथ इंटरफेस पर मजबूत बांड के गठन से बचाता बाद से ड्रिलिंग तरल पदार्थ का अधूरा हटाने गरीब जोनल अलगाव में परिणाम होगा. सीमेंट शीथ एक अच्छी तरह से जीवन के दौरान विफलता के कई प्रकार के अधीन किया जा सकता है. पूरा होने और उत्पादन कार्यों की वजह से दबाव और तापमान दोलनों सीमेंट मैट्रिक्स के भीतर भंग के विकास में योगदान; debonding दबाव और / या तापमान परिवर्तन और सीमेंट जलयोजन संकोचन ^4,5,6 के कारण होता है. इसकी घटना जल्दी या सेवा जीवन के वर्षों के बाद पता लगाया जा सकता है, हालांकि नतीजा, लगभग हमेशा microannular द्रव का प्रवाह की उपस्थिति है.

Heathman और (2006) बेक <दिखाई debonding दिखाया तरल पदार्थ पलायन के लिए तरजीही रास्ते पैदा कर सकते हैं जो सीमेंट दरारें की दीक्षा जो 100 से अधिक दबाव और तापमान चक्रीय भार, के अधीन एकजुट आवरण का एक मॉडल बनायासमर्थन> 7. क्षेत्र में, विस्तार और एक wellbore की धातु घटकों के संकुचन सीमेंट म्यान की पारगम्यता में वृद्धि करने के लिए अग्रणी, इंटरफेसियल debonding और एक microannulus के गठन के कारण, सीमेंट और चट्टान के लोगों के साथ मेल नहीं होगा. तन्यता तनाव सामग्री ⁸ की तन्यता ताकत से अधिक एक बार एक अतिरिक्त आवरण लोडिंग सीमेंट मैट्रिक्स में रेडियल दरारें के प्रसार का कारण बन सकता है. ऊपर उल्लिखित सीमेंट विफलताओं की सभी गैस प्रवास, एससीपी की घटना, और दीर्घकालिक पर्यावरणीय जोखिमों की ओर जाता है जो सूक्ष्म channeling, में परिणाम कर सकते हैं.

एससीपी के साथ उत्पादन और परित्यक्त कुओं की काफी संख्या निरंतर प्राकृतिक गैस उत्सर्जन ⁹ की एक संभावित नए स्रोत का गठन. वाटसन और 315,000 तेल, गैस, और अलबर्टा में इंजेक्शन कुओं की Bachu (2009) द्वारा किए गए विश्लेषण, कनाडा भी wellbore विचलन, अच्छी तरह प्रकार, परित्याग विधि, और सीमेंट की गुणवत्ता महत्वपूर्ण कारक सह रहे हैं कि पता चलाअच्छी तरह से ¹⁰ के उथले हिस्से में संभावित अच्छी तरह से रिसाव को ntributing. मौजूदा उपचारात्मक संचालन महंगा है और असफल रहे हैं; निचोड़ जोड़नेवाला, सबसे अधिक इस्तेमाल किया उपचारात्मक तकनीकों में से एक है, सिर्फ 50% ¹¹ की एक सफलता दर है.

इस पत्र में हम टपकाया wellbores ^12,13 के लिए एक नया remediation तकनीक के रूप में विस्तार आवरण प्रौद्योगिकी (ईसीटी) के मूल्यांकन पर रिपोर्ट. ईसीटी नए या मौजूदा कुओं ¹⁴ में लागू किया जा सकता है. इस प्रौद्योगिकी का पहला वाणिज्यिक स्थापना नवंबर 1999 ¹⁵ में मैक्सिको की खाड़ी के उथले पानी में एक अच्छी तरह पर शेवरॉन द्वारा किया गया था. विस्तार योग्य tubulars के लिए वर्तमान ऑपरेटिंग लिफाफा 205 डिग्री सेल्सियस तक खड़ी, तापमान से 100 डिग्री के झुकाव encapsulates, 2.37 ग्राम / सेमी ^3, 8763 मीटर, 160.6 GPA के हीड्रास्टाटिक दबाव और एक ट्यूबलर लंबाई 2092 मीटर ¹⁶ की गहराई तक मिट्टी वजन. ठोस विस्तार योग्य tubulars के लिए एक विशिष्ट विस्तार दर है एकpproximately 2.4 एम / ¹⁷ मिनट.

इस अध्ययन एससीपी के लिए एक नया remediation के आपरेशन के रूप में ईसीटी प्रौद्योगिकी का अनुकूलन करने के लिए एक अनूठा तरीका प्रदान करता है. स्टील पाइप का विस्तार इंटरफेस में गैस के प्रवाह को बंद करने में परिणाम और गैस रिसाव सील होगा जो सीमेंट compresses. इसलिए हम केवल टपकाया wellbores का एक संभावित कारण के रूप में उस पर ध्यान केंद्रित किया, इस अध्ययन का ध्यान केंद्रित एक मौजूदा microannular गैस प्रवाह की सील उल्लेख है कि महत्वपूर्ण है. इस उद्देश्य के लिए नव अनुकूलित प्रौद्योगिकी की प्रभावशीलता की जांच करने के लिए, हम एक मौजूदा microannular प्रवाह के साथ एक wellbore मॉडल बनाया गया. इस सीमेंट जलयोजन के दौरान आंतरिक पाइप घूर्णन द्वारा प्राप्त की है. यह एक wellbore में थर्मल और दबाव लोडिंग के दशक के बाद क्या होगा तेजी से आगे के लिए बस किसी भी क्षेत्र आपरेशनों अनुकरण, लेकिन करने के लिए नहीं है.

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Protocol

1. समग्र नमूना (चित्रा 1)

नोट: वर्ग एच सीमेंट ¹⁸ का उपयोग किया जाता है मेक्सिको की खाड़ी (यूएसए) में सबसे ज्यादा सीमेंट नौकरियों, इसलिए, सीमेंट के एक ही प्रकार क्षेत्र जैसी स्थितियों, एससीपी के लिए इस तकनीक की क्षमता प्रयोज्यता अनुकरण प्रयोगशाला प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था मेक्सिको की खाड़ी में remediation.

नमूना तैयार
नोट: 61 सेमी लंबे नमूना दो ग्रेड बी विद्युत वेल्डेड का विरोध (ईआरडब्ल्यू) कार्बन स्टील पाइप (चित्रा 1) के होते हैं. भीतरी पाइप 61 सेमी लंबा है और 2.8 मिमी की दीवार मोटाई के साथ व्यास (ओवर ड्राफ्ट) के बाहर एक 6 सेमी है. बाहरी पाइप, 59.7 सेमी लंबा है 10 सेमी आयुध डिपो और 5.7 मिमी की एक दीवार मोटाई है. उपज शक्ति और पाइप के तन्य शक्ति क्रमश: 241 एमपीए और 414 एमपीए हैं.
1. क्षेत्र की स्थिति में विस्तार और चट्टानों की नकल सरंध्रता के दौरान दबाव की राहत प्रदान करने के लिए बाहरी पाइप पर 2.4 मिमी की 12 छेद ड्रिल. वें पर अगले ड्रिल आठ 8.6 मिमी छेदई बाहरी पाइप, चार छेद ऊपर से 13 सेमी और चार छेद ऊपर से 53 सेमी के साथ अलग से 90 डिग्री.
2. नमूना के नीचे (इनलेट) और शीर्ष (आउटलेट) ओर पाइप फिटिंग और नायलॉन ट्यूबिंग कई गुना विधानसभा के सिलसिले अनुमति देने के लिए 3.2 मिमी परमाणु अप्रसार संधि (नेशनल पाइप धागा) सूत्रण टिप के साथ इन छेद थ्रेड. इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों 40.64 सेमी अलग कर रहे हैं और पूर्व और बाद के विस्तार बहु-दर गैस प्रवाह के माध्यम से प्रयोगों के चलाने के लिए उपयोग किया जाता है कि यह सुनिश्चित करें.
3. विरोधी जंग स्प्रे के साथ कोट बाहरी पाइप सीमेंट की microfracturing का कारण बन सकता लोहा हाइड्रोक्साइड और जंग उत्पादों के गठन के कारण प्रयोगों के साथ हस्तक्षेप कर सकता है जो इलाज की अवधि के दौरान क्षरण को रोकने के लिए.
  नोट: धातु की जंग अक्सर wellbore सिस्टम में मौजूद है के रूप में यह परिदृश्य भविष्य प्रयोगों में परीक्षण किया जाएगा.
4. भीतरी पाइप के अंदर दीवार पर वेल्डिंग मनका बाहर मशीन.
5. 6.35 सेमी आयुध डिपो पाइप से, 4.5 सेमी की लंबाई के लिए कस्टम निर्मित इस्पात युग्मन काटें. टीअंदर दीवार पर टुकड़ा hread और यह 0.63 सेमी मोटी स्टील प्लेट की अंगूठी (चित्रा 2) को वेल्ड. चित्रा 2 में दिखाया गया है, वेल्डेड युग्मन के साथ कनेक्शन की अनुमति के लिए 4.5 सेमी की लंबाई में बाहर की दीवार पर भीतरी पाइप के नीचे हिस्से थ्रेड.
6. स्टील प्लेट की अंगूठी के लिए बाहरी पाइप वेल्ड.
7. इसकी पूरी लंबाई के साथ पेट्रोलियम जेली और पाक स्प्रे के साथ भीतर की पाइप के बाहर की दीवार चिकना. मिश्रित नमूना विधानसभा समाप्त करने के लिए युग्मन में आंतरिक पाइप भाड़ में.
8. अनुपात सी / डब्ल्यू, 1.57 ग्राम / सेमी ³ सीमेंट घोल के साथ 0.87 भीतरी और बाहरी पाइप के बीच मात्रा सीमेंट.
9. 28 दिनों की न्यूनतम अवधि के लिए परिवेश की स्थिति पर एक पानी के स्नान में इलाज के नमूने. उच्च पीएच वातावरण बनाए रखने के लिए पानी के लिए सीए (ओएच) ₂ जोड़कर 12 और 13 के बीच पानी के स्नान के पीएच रखें.
13.1 £ / लड़की सीमेंट घोल की तैयारी (2.2 एल की मात्रा के लिए)
1. में पानी के 1,350 जी डालो4 एल, 3.75 अश्वशक्ति प्रयोगशाला ब्लेंडर और कम गति (30,000 XG) पर 5 मिनट के लिए बेंटोनाइट की पूर्व-हाइड्रेट 30 ग्राम (सीमेंट के वजन से 2%).
2. 5 मिनट के बाद, defoaming एजेंट के 5 मिलीलीटर और 51,755 एक्स जी की उच्च गति पर 40 सेकंड के लिए ब्लेंडर और कतरनी में सीमेंट पाउडर का 1,500 छ डालना. पाइप विधानसभा के वलय में सीमेंट घोल डालो और हवा के लिए जोखिम से बचने और सीमेंट की कार्बोनेशन को रोकने के लिए एक गीले कपड़े और प्लास्टिक की चादर के साथ कवर किया.
3. सीमेंट गारा पाइप के बीच डाल दिया है छह घंटे के बाद, भीतरी पाइप एक वापस तिमाही-बारी और आगे सीमेंट जलयोजन के लिए अगले 20 घंटे के लिए हर 15 मिनट भीतरी पाइप के साथ सीमेंट संबंध को रोकने के लिए और एक microchannel बनाने बारी बारी (microannular के लिए आवश्यक गैस प्रवाह).
4. 28 दिनों की न्यूनतम अवधि के लिए नहाने के पानी में क्षैतिज पुख्ता मिश्रित नमूना रखें. पानी नहाने के पानी की 20 एल में सीए (ओएच) ₂ के 100 ग्राम जोड़कर हासिल की है, जो चारों ओर 13 का पीएच मान है कि सुनिश्चित करें.

2. पूर्व विस्तार प्रवाह के माध्यम से प्रयोगों

नमूना के बाहरी पाइप पर चार इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों में 3.2 मिमी फिटिंग भाड़ में. फिटिंग के लिए दबाव transducers (चित्रा 5) के साथ इनलेट और आउटलेट manifolds कनेक्ट करें.
50 किलो पास्कल के इनलेट दबाव प्रारंभिक गैस सिलेंडर पर दबाव. रिकॉर्ड दबाव के कंप्यूटर सॉफ्टवेयर ऑन करें.
फ्लो मीटर खोलें और प्रवाह के माध्यम से परीक्षण शुरू करते हैं. इनलेट मॉनिटर और चित्रा 6 में दिखाया गया है, 1 मिनट के लिए स्क्रीन पर दबाव आउटलेट.
172 किलो पास्कल के दबाव इनलेट और एक और 2 मिनट के लिए दबाव की निगरानी के लिए गैस सिलेंडर पर दबाव.
समाप्ति प्रवाह के माध्यम से प्रयोग और दबाव रिकॉर्डिंग. गैस सिलेंडर को बंद करें और वातावरण में शेष गैस वेंट. Manifolds विघटित और कार्बोनेशन और सीमेंट के सूखने को रोकने के लिए, विस्तार इकाई शक्ति जबकि गीले कपड़े से नमूना के ऊपर कवर.
एल के साथ भीतर की पाइप के कोट के अंदर दीवारचिकनी विस्तार शंकु के चल रहा है और नमूना के लिए ubricant विस्तार के लिए तैयार है.

3. विस्तार सेटअप और विस्तार की प्रक्रिया

पूरी तरह से चित्रा -4 ए में दिखाया गया है, हाइड्रोलिक सिलेंडर से कम के आवास से विस्तार खराद का धुरा बरकरार रहती है. शीर्ष (चित्रा 4 बी) में खोलने के माध्यम से स्थिरता के निचले नमूना आवास में हाइड्रेटेड सीमेंट के साथ मिश्रित नमूना रखें.
पूरी तरह से चित्रा 4C में दिखाया गया के रूप में वांछित विस्तार अनुपात (चित्रा 3) के साथ विस्तार शंकु, पर यह फिसल गया है, जिसके बाद नमूना के माध्यम से विस्तार खराद का धुरा बढ़ाना. विस्तार खराद का धुरा पर बनाए रखना है खराद का धुरा भाड़ में, तो कम आवास के निचले कनेक्टर पर बनाए रखने की खराद का धुरा गाइड पेंच. नमूना विस्तार के लिए तैयार है.
10.3 एमपीए की एक अधिकतम दबाव को हाइड्रोलिक यूनिट बिजली, और अक्षीय बल रिकॉर्डिंग के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर पर बारी.
सह सक्रियविस्तार खराद का धुरा वापस लेना है और इस तरह पाइप विस्तार और सीमेंट म्यान compressing, नमूना के भीतर पाइप के माध्यम से विस्तार खींचने के लिए स्विच ntrol. 40.64 सेमी (चित्रा 4D) की लंबाई के नमूने का विस्तार करें और फिर मूल स्थिति में विस्तार खराद का धुरा बढ़ाना. अक्षीय बलों की रिकॉर्डिंग बंद करो.
बनाए रखने की खराद का धुरा गाइड खोल देना और बनाए रखने की खराद का धुरा हटा दें. विस्तार खराद का धुरा से विस्तार शंकु उतारो और पूरी तरह से कम के आवास फार्म नमूना दूर करने के क्रम में खराद का धुरा वापस लेना.
नमूना निकाले जाने के बाद, बाद के विस्तार बहु-दर गैस प्रवाह के माध्यम से प्रयोगों के लिए तैयार.

4. उत्तर-विस्तार मल्टी-दर प्रवाह के माध्यम से प्रयोगों

निचोड़ा सीमेंट पेस्ट के किसी भी अधिक से साफ इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों.
नमूना के बाहरी पाइप पर चार इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों में पाइप फिटिंग भाड़ में. में दिखाया गया है, फिटिंग के लिए इनलेट और आउटलेट manifolds कनेक्ट
172 किलो पास्कल के इनलेट दबाव प्रारंभिक गैस सिलेंडर दबाव. रिकॉर्ड दबाव के कंप्यूटर सॉफ्टवेयर ऑन करें.
फ्लो मीटर खोलें और प्रवाह के माध्यम से परीक्षण शुरू करते हैं. इनलेट मॉनिटर और स्क्रीन (चित्रा 6) पर दबाव आउटलेट.
5 मिनट के बाद, 345 किलो पास्कल के दबाव इनलेट और एक और 5 मिनट के लिए दबाव की निगरानी के लिए गैस सिलेंडर पर दबाव.
5 मिनट के बाद 517 किलो पास्कल को इनलेट दबाव बढ़ा.
5 मिनट बाद एक और 5 मिनट के लिए 690 किलो पास्कल की अंतिम इनलेट दबाव के इनलेट दबाव बढ़ा.
प्रवाह के माध्यम से प्रयोग और दबाव रिकॉर्डिंग खत्म होता है. गैस सिलेंडर को बंद करें और वातावरण में शेष गैस वेंट. नमूना से manifolds के नष्ट.

Microannulus के प्रभावी पारगम्यता 5. गणना

नोट: इस अध्ययन का मुख्य उद्देश्य पहले और ई के बाद गैस के प्रवाह के अस्तित्व के बारे में गुणात्मक जानकारी प्रदान करना थाxpansion. प्रयोगात्मक डिजाइन चैनल की चौड़ाई मापने और दर शुद्धता प्रवाह करने के लिए सक्षम होने के लिए परिष्कृत घटकों के अधिकारी नहीं है. गैस प्रवाह की सील इन प्रारंभिक प्रयोगों के दौरान मुख्य लक्ष्य था. इसलिए, यहाँ दिखाया पारगम्यता गणना की किसी भी अधिक अर्द्ध मात्रात्मक और अध्ययन का मुख्य लक्ष्य हैं.

प्रभावी पारगम्यता की गणना के लिए, लगभग क्यू की लगातार नाइट्रोजन प्रवाह दर = दबाव स्थिरीकरण पर 1.42 सेमी ³ / सेक का उपयोग करें. परिवेश की स्थिति में नाइट्रोजन के लिए गैस विचलन कारक जेड = 1 और चिपचिपाहट μ = 0.018 सी.पी. है. टी = 535 ºR के परिवेश की स्थिति पर सभी प्रवाह के माध्यम से परीक्षणों का संचालन.
बाहरी पाइप के भीतरी त्रिज्या लेकर पुख्ता कुंडलाकार अंतरिक्ष के क्षेत्र की गणना, _Oinn = 4.6 सेमी, और भीतरी पाइप के बाहरी त्रिज्या r _Iout = 3.05 सेमी आर. इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों के बीच की दूरी (ΔL) 40.64 सेमी है. दबाव अंतर (पी _{इनलेट} -P _{आउटलेट),} आरईसीइनलेट और आउटलेट दबाव transducers द्वारा orded, पूर्व निर्मित microannulus (कश्मीर _एफई) ¹⁹ की प्रभावी पारगम्यता की गणना में इस्तेमाल किया ही चर रहा है:
EQ. 1
क्यू - नाइट्रोजन प्रवाह की दर [सेमी ³ / सेकंड] कश्मीर _एफई - प्रभावी पर्म. microannulus की [एमडी]
आर _Iout - बाहरी पाइप [सेमी] आर _Oinn की आईडी - भीतरी पाइप [सेमी] के आयुध डिपो
μ - गैस चिपचिपापन [सी.पी.] जेड - गैस विचलन कारक
टी - temperatuपुन [ºR] ΔL - दबाव transducers के बीच की दूरी [सेमी]
पी _{इनलेट} - इनलेट दबाव [एटीएम] पी _{आउटलेट} - आउटलेट दबाव [एटीएम]
समीकरण 1 में ऊपर मूल्यों के सभी विकल्प और उदाहरण 1. पूर्व विस्तार प्रवाह के माध्यम से प्रयोग के दौरान दर्ज की गई इनलेट दबाव में नीचे दिखाया के रूप में प्रभावी पारगम्यता गणना था पी _{इनलेट} = 12 किलो पास्कल (0.12 एटीएम) आउटलेट दबाव transducer था जबकि पी _{आउटलेट} = 0.4 किलो पास्कल (0.004 एटीएम).
उदाहरण 1:

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Representative Results

मिश्रित नमूना पर पूर्व विस्तार गैस प्रवाह के माध्यम से परीक्षण (आंकड़े 7 और 8) पूर्व निर्मित microannulus के माध्यम से गैस प्रवाह की पुष्टि, आउटलेट दबाव transducer पर दबाव रिकॉर्डिंग से पता चला है. प्रारंभिक इनलेट दबाव 103 किलो पास्कल था और गैस प्रवाह की दर उस अवधि के लिए 85 मिलीग्राम / मिनट पर रखा गया था, जहां प्रारंभिक स्थितियों में एक ही रखा गया था. उच्चतम दबाव 172 किलो पास्कल को इनलेट दबाव बढ़ाने के बाद दर्ज की गई, जबकि इनलेट और आउटलेट दबाव transducers के बीच दबाव रिकॉर्डिंग में समय अंतराल, 7.5 सेकंड में 117 किलो पास्कल (इनलेट) और 20.7 किलो पास्कल (आउटलेट) गया था. कारण microannulus के माध्यम से गैस की तरजीही प्रवाह करने के लिए, पूरे पारगम्यता microannulus (कश्मीर _एफई) के प्रभावी पारगम्यता के रूप में लिया जाता है. कश्मीर _एफई गणना में इस्तेमाल किया दबाव = 0.4 किलो पास्कल, कश्मीर _एफई = 0.66 डी के प्रभावी एक microannulus देने पारगम्यता किसी भी अवशिष्ट तनाव पी _{इनलेट} = 12 किलो पास्कल और पी _{आउटलेट} थे स्थिरसीमेंट मैट्रिक्स के भीतर होने के कारण पाइप विस्तार और पारगम्यता पर उसके प्रभाव को नगण्य है.

दूसरा गैस प्रवाह के माध्यम से परीक्षण 690 किलो पास्कल के अंतिम दबाव को 172 किलो पास्कल की एक शुरुआती दबाव से 172 किलो पास्कल हर पांच मिनट से प्रवेश दबाव में एक क्रमिक वृद्धि के साथ, एक 8% विस्तार अनुपात लगाने के तुरंत बाद चलाया गया था. 9 चित्रा के रूप में दिखाया परीक्षण, आउटलेट दबाव transducer पर रिकॉर्डिंग कोई दबाव नहीं दिखाया.

इसी प्रक्रिया 24 घंटे के बाद और फिर 60 दिनों के बाद दोहराया गया था. दोनों परीक्षण 8% विस्तार दर wellbore मॉडल में microannular गैस का प्रवाह बंद करने में सफल रहा था पुष्टि की है कि जो आउटलेट दबाव transducer, पर कोई दबाव रीडिंग दिखाया. चार अतिरिक्त नमूने विभिन्न विस्तार अनुपात (2% और 4%) के साथ विस्तार और aforementioned नमूना के रूप में एक ही रास्ते में प्रवाह के लिए परीक्षण किया गया. एक ही परिणाम प्राप्त और microannular गैस प्रवाह के सफल सील की पुष्टि की थी(1 टेबल). यह प्रत्येक नमूना तैयार यह बड़ी संख्या में आसानी से ढाला जा सकता है कि सीमेंट कोर के सरल पढ़ाई के साथ तुलना नहीं की जा सकती है, जिसके कारण श्रम गहन तैयारी और समय की आवश्यकता है कि उल्लेख करना महत्वपूर्ण है.

नमूना	कश्मीर _एफई [डी]	विस्तार अनुपात [%]	कश्मीर _एफई [डी]	कश्मीर _एफई [डी]	कश्मीर _एफई [डी]
नमूना	कश्मीर _एफई [डी]	विस्तार अनुपात [%]	0 घंटा	24 घंटा	60 दिन
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 एक्स 10 ^-7	0	0

गणना microannulus प्रभावी पारगम्यता (कश्मीर _एफई) और प्रवाह के माध्यम से परीक्षण के बाद के विस्तार के परिणामों के साथ नमूनों की तालिका 1. सूची 24 घंटा और 60 दिनों के विस्तार के बाद, तुरंत आयोजन किया.

चित्रा 1. Wellbore मॉडल योजनाबद्ध. शीर्ष दृश्य भीतरी और बाहरी पाइप के बीच सीमेंट (लाल रंग) दिखाता है. तीर अंक विस्तार की दिशा. नीचे देखने बाहरी पाइप और पाइप युग्मन वेल्डेड स्टील प्लेट अंगूठी से पता चलता है. इनर पाइप युग्मन में खराब कर दिया है (एससीएLe) इंच में है.

. नीचे wellbore मॉडल का हिस्सा चित्रा 2. धातु घटकों:.. एक स्टील की थाली की अंगूठी (मोटाई में 0.63 सेमी); ख 6.35 सेमी आयुध डिपो स्टील पाइप युग्मन; सी पाइप युग्मन स्टील प्लेट की अंगूठी पर वेल्डेड; डी की लड़ी हिस्सा. भीतरी पाइप पाइप युग्मन में खराब कर दिया जा रहा है;. ई समाप्त विधानसभा. Wellbore मॉडल के अंतिम भाग के बाहरी क्षेत्र पर स्टील प्लेट की अंगूठी के लिए अंत में रखा और वेल्डेड है जो बाहरी पाइप है.

चित्रा 3. एक 2%, 4% और 8% विस्तार अनुपात के साथ विस्तार शंकु;.. बी 2% विस्तार अनुपात शंकु के साइड देखें. सभी सह एनईएस 14 ° शंकु कोण है और गर्मी 60 आर सी की कठोरता के लिए इलाज किया गया था, जो मिश्र धातु इस्पात से कस्टम निर्मित कर रहे हैं.

चित्रा 4. सेटअप और विस्तार की प्रक्रिया (ऊपर देखें): एक. विस्तार खराद का धुरा मिश्रित नमूना की नियुक्ति के लिए कम आवास खाली करने के लिए आदेश में बनाए रखा है; बी. मिश्रित नमूना कम आवास में रखा गया है और विस्तार खराद का धुरा पूरी तरह से आंतरिक पाइप के माध्यम से लम्बी है; सी. विस्तार शंकु विस्तार खराद का धुरा पर फिसल गया है. बढ़ाया देखने बनाए रखने की खराद का धुरा के साथ जगह में आयोजित किया जा रहा विस्तार कोन से पता चलता है, डी. विस्तार खराद का धुरा बनाए रखा है और विस्तार शंकु भीतर पाइप के माध्यम से खींच लिया है (लाल तीर विस्तार की दिशा से पता चलता है).

5 फिर "src =" / फ़ाइलें / ftp_upload / 52098 / 52098fig5highres.jpg "/>
चित्रा 5. वापस और पाइप फिटिंग और नायलॉन ट्यूबिंग साथ गैस कई गुना विधानसभा दिखा नमूना के सामने देखने. दबाव transducers की स्थिति दिखा इनलेट और आउटलेट के manifolds करीब देख.

चित्रा 6 प्रवाह के माध्यम से प्रायोगिक सेटअप. फ्लो मीटर (एफएम) प्रयोग भर में नाइट्रोजन गैस प्रवाह (लाल तीर) को नियंत्रित करता है. गैस बहती है और इनलेट दबाव transducer (पीटी-1) इनलेट दबाव रिकॉर्ड जहां इनलेट कई गुना पर मिश्रित नमूना प्रवेश करती है. गैस नमूना के पूर्व निर्मित microannulus के माध्यम से बहती है और आउटलेट कई गुना का दबाव transducer पर रिकॉर्डिंग दबाव (पीटी-2) मिश्रित नमूना के माध्यम से एक कनेक्टिविटी और microannular गैस माइग्रेशन है कि क्या वहाँ की जानकारी प्रदान करता है. ट्रांस दबावducers डाटा अधिग्रहण प्रणाली से जुड़े हैं और दबाव की निगरानी और कंप्यूटर पर वास्तविक समय में दर्ज की गई है और स्क्रीन पर देखने के लिए उपलब्ध हैं. बढ़ाया देखने पाइप फिटिंग की स्थापना से पता चलता है.

चित्रा 7
इनलेट और wellbore मॉडल के माध्यम से microannular गैस प्रवाह की पुष्टि आउटलेट दबाव transducers, दोनों पर पंजीकृत दबाव दिखा चित्रा 7. पूर्व विस्तार गैस प्रवाह के माध्यम से परीक्षण डेटा साजिश है. गैस सिलेंडर पर शुरू इनलेट दबाव kPa 50 था, और यह इनलेट और आउटलेट बंदरगाहों पर दोनों के दबाव की एक कील में हुई जो 172 किलो पास्कल, के लिए बढ़ा दिया गया था.

चित्रा 8
8 चित्रा पूर्व विस्तार गैस प्रवाह के माध्यम से परीक्षण डेटा अर्द्ध लॉग भूखंड स्पष्ट रूप से एक दबाव डि दिखाइनलेट और आउटलेट दबाव transducers पर पंजीकृत दबावों के बीच fferential (ΔP). मापा ΔP के आधार पर, microannulus के प्रभावी पारगम्यता की गणना 660 एमडी के मूल्य में हुई.

चित्रा 9. बहु दर गैस प्रवाह के माध्यम से परीक्षण डेटा साजिश तुरंत 8% विस्तार अनुपात शंकु के साथ विस्तार के बाद दर्ज की गई. गैस सिलेंडर 690 किलो पास्कल को 172 किलो पास्कल से हर पांच मिनट पर प्रवेश दबाव में 172 किलो पास्कल की एक क्रमिक वृद्धि के बाद, microannular गैस प्रवाह के सफल remediation के संकेत, आउटलेट दबाव transducer पर कोई रिकॉर्ड दबाव था.

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Acknowledgments

लेखक अपनी मदद और समर्थन के लिए निम्नलिखित लोगों और संस्थानों को धन्यवाद देना चाहूंगा: विलियम Portas और जेम्स Heathman (उद्योग सलाहकार, शैल ई एंड पी), रिचर्ड लिटलफील्ड और रॉडने पेनिंगटन (शैल Westhollow प्रौद्योगिकी केंद्र), डेनियल डि Crescenzo (शैल रिसर्च खैर इंजीनियर ), बिल काररुथर्स (लाफार्ज), शेवरॉन के साथ अब टिम मोड़ (), जरमन Masterman और वेन मैनुअल (LSU PERTT लैब), रिक यंग (LSU रॉक मैकेनिक्स लैब), और द्रष्टा लैब के सदस्यों (Arome Oyibo, ताओ ताओ, और आयोर्डन 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

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References

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