Introduction
الإجراء تجريبي ذكرت واثنين من المكونات الرئيسية التي تعتبر بالغة الأهمية: اسطوانات المركبة التي تحاكي wellbores والمباراة التوسع التي يتم استخدامها لتنفيذ التلاعب الميكانيكية من الاسمنت.
Wellbores هي البوابة الرئيسية لإنتاج السوائل تحت السطحية (المياه والنفط والغاز، أو البخار) وكذلك حقن السوائل المختلفة. بغض النظر عن وظيفتها، يتعين على البئر لتوفير تدفق تسيطر عليها ل/ حقن السوائل المنتجة. بناء البئر له عمليتين متميزتين: الحفر والإكمال. الاسمنت حفرة البئر، وهو جزء من الإجراء الاكمال، ويوفر أساسا العزلة مناطقية والدعم الميكانيكي للأنبوب معدني (غلاف)، وحماية المكونات المعدنية من السوائل المسببة للتآكل. هذه هي العناصر الأساسية كاملة غير منقوصة، wellbores تعمل بشكل كامل. سلامة غمد البئر الاسمنت هي وظيفة من الخصائص الكيميائية والفيزيائية للأسمنت رطب، هندسة جASED جيدا، وخصائص المحيطة تشكيل / تشكيل السوائل 2،3. سيتم إزالة كاملة من سائل الحفر يؤدي ذلك إلى ضعف العزل مناطقية لأنه يمنع تشكيل روابط قوية على واجهات مع الصخور و / أو المعادن. الأغماد الاسمنت يمكن ان تخضع لأنواع عديدة من الفشل خلال حياة أيضا. الضغط ودرجة الحرارة التذبذبات الناجمة عن عمليات إنجاز وإنتاج وتساهم في تطوير كسور داخل المصفوفة الاسمنت. ويتسبب debonding بالضغط و / أو التغيرات في درجات الحرارة والماء الأسمنت انكماش 4،5،6. والنتيجة هي دائما تقريبا جود تدفق السوائل microannular، على الرغم من وقوعه يمكن الكشف مبكرا أو بعد سنوات من خدمة الحياة.
خلق Heathman وبيك (2006) نموذجا للغلاف ملاطي تعرض لأكثر من 100 الضغط ودرجة الحرارة الأحمال الدورية، والتي أظهرت debonding مرئية، والشروع في الشقوق الاسمنت التي يمكن أن تشكل مسارات تفضيلية للهجرة السوائل <سوب> 7. في هذا المجال، والتوسع والانكماش من المكونات المعدنية من البئر لا تتطابق مع تلك التي من الاسمنت والصخور، مما تسبب debonding بينية وتشكيل microannulus، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية غمد الأسمنت. لتحميل غلاف إضافي يمكن أن يسبب انتشار الشقوق الشعاعية في مصفوفة الاسمنت مرة الضغوط الشد تتجاوز قوة الشد للمادة 8. كل الإخفاقات الاسمنت المذكورة آنفا يمكن أن يؤدي إلى توجيه الصغيرة، الأمر الذي يؤدي إلى الهجرة الغاز، وقوع الدائمة، والمخاطر البيئية على المدى الطويل.
وهناك عدد لا بأس به من إنتاج والآبار المهجورة مع SCP تشكل مصدرا جديدا من المحتمل انبعاث غاز الطبيعي المستمر 9. تحليل أجرته واتسون وباتشو (2009) من 315،000 النفط والغاز وآبار الحقن في ألبرتا، كندا أظهر أيضا أن البئر الانحراف، وأيضا نوع أو أسلوب الهجر، ونوعية الاسمنت من العوامل الرئيسية المشتركةntributing لتسرب محتمل بشكل جيد في الجزء ضحالة البئر 10. العمليات العلاجية الحالية مكلفة وفاشلة. والتدعيم ضغط، واحدة من التقنيات العلاجية الأكثر استخداما، لديها نسبة نجاح 50٪ بقليل (11).
في هذه الورقة فإننا تقريرا عن تقييم للتوسيع الغلاف تكنولوجيا (ECT) كأسلوب علاج جديدة للراشح wellbores 12،13. العلاج بالصدمات الكهربائية يمكن تطبيقها في الآبار الجديدة أو القائمة 14. تم إجراء تثبيت التجاري الأول لهذه التكنولوجيا من قبل شركة شيفرون على بئر في المياه الضحلة في خليج المكسيك في 15 نوفمبر 1999. المغلف التشغيل الحالي للالدرنات القابلة للتوسيع بتغليف ميل من 100 درجة من رأسي، درجة حرارة تصل إلى 205 درجة مئوية، وزن الطين إلى 2.37 جم / سم 3، على عمق 8763 متر، الضغط الهيدروليكي من 160.6 برنامج العمل العالمي ويبلغ طوله 2092 متر 16 أنبوبي. معدل التوسع نموذجي للالدرنات القابلة للتوسيع الصلبة هوpproximately 2.4 متر / دقيقة 17.
وتقدم هذه الدراسة نهجا فريدا لتطويع التكنولوجيا ECT كعملية معالجة جديدة لSCP. توسيع أنابيب الصلب يضغط الاسمنت التي من شأنها أن تؤدي إلى إغلاق تدفق الغاز في واجهة وختم تسرب الغاز. من المهم أن نذكر أن محور هذه الدراسة هو ختم تدفق الغاز microannular الحالية، لذا ركزنا فقط على ذلك كسبب محتمل للwellbores راشح. من أجل اختبار فعالية للتكنولوجيا تكييفها حديثا لهذا الغرض، قمنا بتصميم نموذج حفرة البئر مع تدفق microannular القائمة. يتم الحصول على هذه من خلال تناوب الأنابيب الداخلية خلال ترطيب الاسمنت. هذه ليست لمحاكاة أي عمليات ميدانية، ولكن ببساطة أن تصوم إلى الأمام ما سيحدث بعد عقود من التحميل الحراري والضغط في البئر.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. نموذج مركب (الشكل 1)
ملاحظة: معظم الوظائف الاسمنت في خليج المكسيك (الولايات المتحدة الأمريكية) تتم باستخدام الفئة H الأسمنت 18، لذلك، تم استخدام نفس النوع من الأسمنت لإجراء التجارب المعملية لمحاكاة الظروف الميدانية مثل، إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا لSCP المعالجة في خليج المكسيك.
- إعداد عينة
ملاحظة: تتكون عينة طويلة 61 سم اثنين من الدرجة الثانية كهربائيا قاوم الأنابيب الملحومة (ERW) الكربون الصلب (الشكل 1). الأنبوب الداخلي هو 61 سنتيمترا ولها 6 سم القطر الخارجي (OD) مع 2.8 مم سماكة الجدار. الأنبوب الخارجي هو 59.7 سم، 10 سم لديه OD وسمك الجدار 5.7 مم. مقاومة الخضوع وقوة الشد من الأنابيب هي 241 ميجا باسكال و 414 ميجا باسكال، على التوالي.- حفر 12 حفرة من 2.4 ملم في الأنبوب الخارجي لتوفير الإغاثة من الضغط خلال التوسع ومسامية الصخور تقليد في الظروف الميدانية. حفر ثمانية ثقوب 8.6 ملم القادمة على الالبريد الأنابيب الخارجي، و 90 درجة على حدة مع أربعة ثقوب 13 سم من أعلى وأربعة ثقوب 53 سم من الأعلى.
- كاتب هذه الثقوب مع 3.2 ملم معاهدة حظر الانتشار النووي (الوطنية الأنابيب الموضوع) خيوط طرف للسماح للاتصال مع الأنابيب والتجهيزات والتجمع مشعب أنابيب النايلون على الجزء السفلي (مدخل) وأعلى (مخرج) جانب من العينة. تأكد من أن مدخل ومخرج المنافذ 40.64 سم عن بعضها وتستخدم لتشغيل من معدل متعدد التجارب التدفق من خلال الغاز قبل وبعد التوسع.
- معطف الأنبوب الخارجي مع الرش ومكافحة التآكل لمنع التآكل خلال فترة التصلب الذي يمكن أن تتداخل مع التجارب بسبب تكوين هيدروكسيد وتآكل منتجات الحديد يمكن أن تسبب microfracturing من الاسمنت.
ملاحظة: سيتم اختبار هذا السيناريو في التجارب المستقبلية كما تآكل المعدن وغالبا ما يكون موجودا في النظم حفرة البئر. - آلة من حبة اللحام على الجدار الداخلي للأنبوب الداخلي.
- قطع مصنوعة خصيصا لاقتران الصلب بطول 4.5 سم، 6.35 سم من أنبوب OD. تيhread قطعة على الحائط داخل وحام إلى 0.63 سم الصلب السميك لوحة حلقة (الشكل 2). كاتب الجزء السفلي من الأنبوب الداخلي على الجدار الخارجي في طول 4.5 سم للسماح للاتصال مع اقتران الملحومة، كما هو مبين في الشكل رقم 2.
- لحام الأنابيب الخارجي إلى الحلبة لوحة الصلب.
- تليين الأنبوب الداخلي للجدار الخارجي مع الفازلين ورذاذ الخبز على طول كامل طولها. المسمار الأنبوب الداخلي في اقتران لإنهاء تجميع عينة مركب.
- تعزيز حجم الأنابيب بين الداخلي والخارجي مع 1.57 جم / سم 3 الاسمنت الطين، 0.87 ث / ج النسبة.
- عينات علاج في حمام مائي في الظروف المحيطة لمدة لا تقل عن 28 يوما. الحفاظ على درجة الحموضة في حمام الماء بين 12 و 13 وذلك بإضافة الكالسيوم (OH) 2 إلى الماء للحفاظ على البيئة ودرجة الحموضة العالية.
- إعداد 13.1 رطل / غال الطين الاسمنت (لحجم 2.2 لتر)
- صب 1350 غرام من الماء إلى4 L، 3.75 حصان خلاط مختبر وقبل هيدرات 30 ز (2٪ من وزن الأسمنت) من البنتونيت لمدة 5 دقائق على سرعة منخفضة (30000 x ج).
- بعد 5 دقائق، صب 5 مل من وكيل defoaming و 1500 غرام من مسحوق الاسمنت في الخلاط والقص لمدة 40 ثانية على سرعة عالية من 51755 س ز. صب الطين الاسمنت في بالطوق الجمعية الأنابيب وتغطي مع الرطب من القماش والبلاستيك التفاف لتجنب التعرض للهواء ومنع الكربنة من الاسمنت.
- بعد ست ساعات يسكب المزيج بين أنابيب الأسمنت، تدوير الأنبوب الداخلي ربع-تتحول ذهابا وإيابا كل 15 دقيقة للساعة 20 المقبلة من الماء لمنع الاسمنت الاسمنت الترابط مع الأنبوب الداخلي وخلق متناهية (مطلوب للmicroannular تدفق الغاز).
- ضع عينة مركبة عزز أفقيا في حمام الماء لمدة لا تقل عن 28 يوما. تأكد من أن حمام الماء له قيمة الرقم الهيدروجيني من حوالي 13 الذي يتحقق من خلال إضافة 100 غرام من الكالسيوم (OH) 2 إلى 20 لتر من الماء.
2. قبل التوسع التجارب التدفق من خلال
- المسمار 3.2 مم التجهيزات في أربعة منافذ مدخل ومخرج على الأنبوب الخارجي للعينة. ربط مدخل ومخرج الفتحات مع محولات الضغط على حديد التسليح (الشكل 5).
- ضغط اسطوانة غاز المبدئي ضغط مدخل من 50 كيلو باسكال. تشغيل برامج الكمبيوتر لضغوط قياسية.
- فتح تدفق متر والبدء في اختبار التدفق من خلال. مراقبة مدخل ومخرج الضغوط على الشاشة لمدة 1 دقيقة، كما هو مبين في الشكل (6).
- ضغط اسطوانة الغاز إلى مدخل ضغط 172 كيلو باسكال ومراقبة الضغط لمدة 2 دقيقة أخرى.
- نهاية التدفق من خلال التجربة وتسجيل ضغط. إغلاق اسطوانة الغاز وتنفيس الغاز المتبقي في الغلاف الجوي. تفكيك الفتحات والغطاء العلوي للعينة بقطعة قماش مبللة أثناء بدء تشغيل وحدة توسع، لمنع الكربنة وتجفيف الاسمنت.
- معطف الجدار الداخلي للأنبوب الداخلي مع لترubricant لحسن سير العمل في مخروط التوسع والعينة مستعدة للتوسع.
الإعداد 3. التوسع والتمدد الداخلي
- الاحتفاظ الكامل للمغزل التوسع من السكن أقل من أسطوانات هيدروليكية، كما هو مبين في الشكل 4A. ضع عينة مركبة مع الأسمنت رطب في الجزء الأسفل من عينة الإسكان من المباراة من خلال فتح في الجزء العلوي (الشكل 4B).
- استطال تماما مغزل التوسع من خلال العينة التي يتم بعدها تراجع مخروط التوسع مع نسبة التوسع المطلوب (الشكل 3) على ذلك، كما هو مبين في الشكل 4C. المسمار مغزل الحفاظ على مغزل التوسع، ثم المسمار دليل مغزل الإبقاء على الرابط السفلي من السكن أقل. العينة مستعدة للتوسع.
- السلطة في وحدة هيدروليكية للضغط الأمثل من 10.3 ميجا باسكال، وتشغيل برامج الكمبيوتر لتسجيل القوة المحورية.
- تفعيل التعاونntrol التحول إلى التراجع عن مغزل التوسع وسحب التوسع من خلال الأنبوب الداخلي للعينة، وبالتالي توسيع الأنابيب وضغط غمد الأسمنت. توسيع عينات لطول 40.64 سم (الشكل 4D) ثم استطال مغزل التوسع في موقعها الأصلي. إيقاف التسجيل من القوى المحورية.
- فك دليل الاحتفاظ مغزل ومغزل إزالة الاحتفاظ. خلع مخروط التوسع من مغزل التوسع وسحب كامل مغزل من أجل إزالة عينة تشكيل الإسكان أقل.
- بعد إزالة عينة، إعداده لمرحلة ما بعد توسع معدل متعدد التجارب الغاز التدفق من خلال.
4. بعد توسع معدل متعدد التجارب التدفق من خلال
- نظيفة مدخل ومخرج الموانئ من أي فائض من عجينة الأسمنت تقلص.
- المسمار الأنابيب والتجهيزات في أربعة منافذ مدخل ومخرج على الأنبوب الخارجي للعينة. ربط مدخل ومخرج الفتحات إلى التجهيزات، كما هو مبين في
- الضغط على اسطوانة الغاز المبدئي ضغط مدخل من 172 كيلو باسكال. تشغيل برامج الكمبيوتر لضغوط قياسية.
- فتح تدفق متر والبدء في اختبار التدفق من خلال. مراقبة مدخل ومخرج الضغوط على الشاشة (الشكل 6).
- بعد 5 دقائق، الضغط على اسطوانة الغاز إلى مدخل ضغط 345 كيلو باسكال ورصد الضغوط لمدة 5 دقائق أخرى.
- بعد 5 دقائق زيادة الضغط مدخل إلى 517 كيلو باسكال.
- بعد 5 دقائق زيادة الضغط مدخل إلى مدخل الضغط النهائي من 690 كيلو باسكال لمدة 5 دقائق أخرى.
- إنهاء التجربة التدفق من خلال تسجيل والضغط. إغلاق اسطوانة الغاز وتنفيس الغاز المتبقي في الغلاف الجوي. تفكيك الفتحات من العينة.
5. حسابات النفاذية الفعالة للMicroannulus
وكان الغرض الرئيسي من هذه الدراسة هو توفير معلومات نوعية حول وجود تدفق الغاز قبل وبعد ه ملاحظة:xpansion. التصميم التجريبي لا تملك مكونات متطورة لتكون قادرة على قياس عرض القناة وتدفق معدل دقة. خلال هذه التجارب الأولية ختم تدفق الغاز كان التركيز الرئيسي. وبالتالي، فإن أي من حسابات نفاذية المعروضة هنا هي أكثر شبه الكمي وليس الهدف الرئيسي من هذه الدراسة.
- لحساب النفاذية الفعالة، واستخدام ثابت معدل تدفق النيتروجين حوالي ف = 1.42 سم 3 / ثانية على استقرار الضغط. عامل الانحراف غاز النيتروجين في الظروف المحيطة هو Z = 1 واللزوجة μ = 0.018 CP. إجراء جميع الاختبارات في التدفق من خلال الظروف المحيطة من T = 535 ºR.
- حساب مساحة الحيز الحلقي مدعومين أخذ نصف القطر الداخلي للأنبوب الخارجي، ص Oinn = 4.6 سم، وقطرها الخارجي من الأنبوب الداخلي، ص Iout = 3.05 سم. المسافة بين مدخل ومخرج الموانئ (ΔL) هو 40.64 سم. فرق الضغط (P منفذ مدخل ف)، التوصيةأورديد من قبل مدخل ومحولات ضغط مخرج، هو المتغير الوحيد المستخدمة في حسابات النفاذية الفعالة للmicroannulus المصنعة مسبقا (K EF) 19:
مكافئ. 1
س - النيتروجين معدل التدفق [3 سم / ثانية] K EF - بيرم فعال. من microannulus [MD]
ص Iout - ID من الأنابيب الخارجي [سم] ص Oinn - OD الأنابيب الداخلي [سم]
μ - اللزوجة الغاز [CP] Z - عامل انحراف الغاز
T - من درجات الحرارةإعادة [ºR] ΔL - المسافة بين محولات ضغط [سم]
P مدخل - ضغط مدخل [جوي] P مخرج - الضغط منفذ [جوي] - استبدال كافة القيم أعلاه في المعادلة (1) وحساب النفاذية الفعالة كما هو مبين أدناه في المثال 1. الضغط مدخل سجلت خلال التجربة قبل التوسع التدفق من خلال مدخل كان P = 12 كيلو باسكال (0.12 ضغط جوي)، في حين كان محول الضغط منفذ P منفذ = 0.4 كيلو باسكال (0.004 ATM).
مثال 1:
مكافئ. 1 
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وأظهرت اختبارات ما قبل التوسع الغاز تدفق من خلال عينة مركبة على تسجيل الضغط على المفاتيح الضغط منفذ، مؤكدا تدفق الغاز عبر microannulus المصنعة مسبقا (الشكلان 7 و 8). بقيت الظروف الأولية نفسها حيث كان الضغط مدخل الأولي 103 كيلو باسكال وأبقى معدل تدفق الغاز في 85 مل / دقيقة لتلك الفترة. كان الفارق الزمني في تسجيل الضغط بين مدخل ومخرج محولات الضغط 7.5 ثانية، في حين سجلت أعلى الضغوط بعد زيادة الضغط مدخل إلى 172 كيلو باسكال كانت 117 كيلو باسكال (مدخل) و 20.7 كيلو باسكال (مخرج). بسبب تدفق تفضيلية للغاز من خلال microannulus، يتم أخذ نفاذية برمتها النفاذية الفعالة للmicroannulus (K EF). استقرت كانت الضغوط المستخدمة في العمليات الحسابية EF K P = 12 كيلو باسكال مدخل ومخرج P = 0.4 كيلو باسكال، وإعطاء microannulus فعالة نفاذية K EF = 0.66 D. أي إجهاد المتبقيةضمن مصفوفة الاسمنت بسبب التوسع الأنابيب وتأثيره على نفاذية لا يكاد يذكر.
تم تشغيل اختبار التدفق من خلال الغاز الثاني مباشرة بعد فرض نسبة التوسع 8٪، مع زيادة تدريجية في ضغط مدخل طريق 172 كيلو باسكال كل خمس دقائق من الضغط الأولي من 172 كيلو باسكال إلى الضغط النهائي من 690 كيلو باسكال. أظهر اختبار أي ضغط على تسجيل محول الضغط منفذ، كما هو مبين في الشكل 9.
وتكرر نفس الإجراء بعد 24 ساعة ثم بعد 60 يوما. وأظهرت الاختبارات على حد سواء لا قراءات الضغط على المفاتيح الضغط مخرج، الذي أكد أن معدل التوسع 8٪ وكان ناجحا في إغلاق تدفق الغاز microannular في نموذج حفرة البئر. تم توسيع أربع عينات إضافية مع نسب التوسع مختلفة (2٪ و 4٪) واختبار لتدفق بنفس الطريقة كما العينة المذكورة. وقد تم الحصول على النتائج نفسها، وأكد ختم الناجح لتدفق الغاز microannular(الجدول 1). من المهم أن نذكر أن كل إعداد نموذج يتطلب إعداد كثيفة العمالة والوقت، والذي هو السبب في أنه لا يمكن مقارنتها مع دراسات بسيطة من النوى الاسمنت التي يمكن مصبوب جهد بأعداد كبيرة.
| عينة | K EF [D] | نسبة التوسع [٪] | K EF [D] | K EF [D] | K EF [D] |
| 0 ساعة | 24 ساعة | 60 يوما | |||
| 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 × 10 -7 | 0 | 0 |
الجدول 1. قائمة عينات مع microannulus احتساب النفاذية الفعالة (K EF) والنتائج بعد توسع اختبارات التدفق من خلال أجرت على الفور، 24 ساعة و 60 أيام بعد التوسع.
الشكل 1. التخطيطي نموذج حفرة البئر. ويوضح رأي كبار الاسمنت (اللون الأحمر) بين الأنابيب الداخلي والخارجي. يشير السهم إلى اتجاه التوسع. يظهر عرض القاع الحلقة مسطحات الصلب الملحومة لأنابيب الخارجي والأنابيب اقتران. هو مشدود الأنبوب الداخلي في اقتران (هيئة السلع التموينيةلو هي في بوصة).
الشكل 2. المكونات المعدنية للجزء السفلي من نموذج البئر:... خاتم وحة الصلب (0.63 سم في السمك)؛ ب 6.35 سم أنابيب الصلب OD اقتران ج اقتران الأنابيب الملحومة على مسطحات الصلب الدائري، د جزء من خيوط. الأنبوب الداخلي يجري ثمل في أنبوب اقتران، ه التجميع النهائي. الجزء الأخير من نموذج البئر هو الأنبوب الخارجي الذي يوضع في نهاية وغير الملحومة لحلقة مسطحات الصلب في المنطقة الخارجية.
الشكل 3. المخاريط التوسع مع 2٪ و 4٪ و 8٪ نسبة التوسع... ب منظر جانبي من 2٪ نسبة التوسع مخروط. كل مشارك متنوعه لها 14 درجة زاوية مخروط وصنعت خصيصا من سبيكة من الصلب الذي المعالجة حراريا على صلابة من 60 RC.
الرقم 4. الإعداد وعملية التوسع (رأي كبار): أ. يتم الاحتفاظ مغزل التوسع من أجل مسح أقل الإسكان لوضع العينة المركبة؛ ب. يتم وضع العينة المركبة في السكن أقل وممدود مغزل التوسع بشكل كامل من خلال الأنابيب الداخلية؛ ج. وتراجع مخروط التوسع على مغزل التوسع. يظهر عرض تضخيم مخروط التوسع محتجز في مكان مع الاحتفاظ مغزل؛ د. يتم الاحتفاظ مغزل التوسع ويتم سحبها مخروط التوسع من خلال الأنبوب الداخلي (السهم الأحمر يظهر اتجاه التوسع).
إعادة 5 "SRC =" / ملفات / ftp_upload / 52098 / 52098fig5highres.jpg "/>
الرقم 5. عودة والمشهد الأمامي من العينة تبين تجميع الغاز متعددة مع مواسير وأنابيب من النايلون. عرض أقرب من مدخل ومخرج الفتحات التي تبين المواقع من محولات الضغط.
الرقم 6. التدفق من خلال الإعداد التجريبية. تدفق متر (FM) يتحكم تدفق غاز النيتروجين (الأسهم الحمراء) في كافة مراحل التجربة. تدفقات الغاز وتدخل عينة مركبة على مدخل مشعب حيث محول الضغط مدخل (PT-1) يسجل ضغط مدخل. تدفقات الغاز من خلال تصنيعها قبل microannulus العينة وتسجيل الضغط على محول الضغط مشعب ويوفر منفذ (PT-2) المعلومات عن ما إذا كان هناك اتصال والهجرة الغاز microannular من خلال عينة مركبة. عبر الضغطترتبط ducers لنظام الحصول على البيانات وتتم مراقبتها الضغوط وسجلت في الوقت الحقيقي على الكمبيوتر ومتاحة للعرض على الشاشة. يظهر عرض تضخيم تركيب الأنابيب والتجهيزات.
الرقم 7. ما قبل التوسع تدفق الغاز من خلال مؤامرة بيانات الاختبار تظهر الضغوط المسجلة في كل من مدخل ومحولات ضغط مخرج، مؤكدا تدفق الغاز microannular من خلال نموذج حفرة البئر. كان ابتداء الضغط مدخل على اسطوانة الغاز 50 كيلو باسكال، وزاد إلى 172 كيلو باسكال، مما أدى إلى تصاعد الضغوط على كل من مدخل ومخرج الموانئ.
الرقم 8. ما قبل التوسع تدفق الغاز من خلال مؤامرة سجل شبه بيانات الاختبار تبين بوضوح دي الضغطfferential (ΔP) بين الضغوط المسجلة على مدخل ومخرج محولات الضغط. بناء على ΔP قياسه، أسفرت حسابات النفاذية الفعالة للmicroannulus في قيمة 660 MD.
سجلت الرقم معدل متعدد 9. الغاز تدفق من خلال مؤامرة بيانات الاختبار مباشرة بعد التوسع مع 8٪ نسبة التوسع مخروط. بعد زيادة تدريجية من 172 كيلو باسكال في مدخل الضغط على اسطوانة غاز كل خمس دقائق من 172 كيلو باسكال إلى 690 كيلو باسكال، لم يكن هناك أي ضغط المسجلة على منفذ محول الضغط، مشيرا إلى علاج ناجح لتدفق الغاز microannular.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
فإن الكتاب أود أن أشكر الشعب والمؤسسات التالية للحصول على المساعدة والدعم: ويليام بورتاس وجيمس Heathman (صناعة الاستشارات، وشركة شل E & P)، ريتشارد يتلفيلد ورودني بنينجتون (شل مركز تكنولوجيا Westhollow)، دانييلي دي Crescenzo (شل للأبحاث حسنا المهندس )، بيل كاروثرز (لافارج)، تيم المراوغة (الآن مع شركة شيفرون)، جيري Masterman واين مانويل (LSU PERTT مختبر)، ريك يونغ (مختبر ميكانيكا LSU روك)، وأعضاء في مختبر SEER (AROME Oyibo، تاو تاو، و يوردان 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 |
References
- King, G. E. Well Integrity: Hydraulic Fracturing and Well Construction – What are the Factual Risks. SPE Wellbore Integrity Webinar. 5, (2013).
- Taylor, H. F. Cement Chemistry. , Telford Thomas. London, United Kingdom. (1997).
- 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).
- Nelson, E. B., Guillot, D. Well Cementing. , Second edition, Schlumberger. Sugar Land, Texas. (2006).
- Carter, L., Evans, G.
- Goodwin, K., Crook, R.
- 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).
- 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).
- 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).
- Watson, T. L., Bachu, S. Evaluation of the potential for gas and CO2 leakage along wellbores. SPE Drill & Compl. 24 (1), 115-126 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Grant, T., Bullock, M. The evolution of Solid Expandable Tubular Technology: Lessons Learned Over Five Years. Offshore Technology Conference, 2005, , (2005).
- Jennings, I. Dynamic formations rendered less problematic with solid expandable technology. IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference and Exhibition, 2008, , (2008).
- Fanguy, C., Mueller, D., Doherty, D. Improved method of cementing solid expandable tubulars. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 2004, , (2004).
- American Petroleum Institute. Appendix C (tentative), Fluid Density Balance. Recommended Practice for Testing Oilwell Cements and Cement Additives. , American Petroleum Institute. (1971).
- Nelson, E. B. Well cementing. , Elsevier Science. Amsterdam, Denmark. (1990).
