Waiting
Login processing...

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

Engineering

Çatlak kuyularda Çözümüne olarak Çelik Boru Mekanik Genişleme

Published: November 20, 2014 doi: 10.3791/52098

Introduction

Kuyularda ve çimentonun mekanik manipülasyon yürütmek için kullanılan genleşme fikstür simüle kompozit tüpler: bildirdi deneysel prosedür kritik iki ana bileşeni vardır.

Kuyuda yer altı sıvılar (su, petrol, gaz veya buhar) üretiminin yanı sıra çeşitli sıvıların püskürtülmesi için ana geçit bulunmaktadır. Ne olursa olsun, fonksiyonu, kuyu deliği üretilen / enjekte sıvıların kontrollü akışını sağlamak için gereklidir. Sondaj ve tamamlama: kuyu yapımı, iki ayrı operasyonları vardır. Kuyu deliği çimento, tamamlamaları prosedürünün bir parçası, temel olarak bölgesel izolasyon, metal boru (kılıf) mekanik destek ve aşındırıcı akışkanlar metal bileşenleri koruma sağlar. Bu ödün, tam işleyen bir kuyuda temel unsurlarıdır. Kuyu deliği çimento kılıfın bütünlüğü hidratlanmış çimento kimyasal ve fiziksel özelliklerinin bir fonksiyonu, c geometrisiiyi ased ve çevreleyen bir oluşum / oluşumun özelliklerini 2,3 sıvıları. Bu kaya ve / veya metal arayüzlerde kuvvetli bağların oluşumunu engellediği için sondaj sıvısının tam olmayan şekilde ayrılması kötü bölgesel izolasyon neden olur. Çimento kılıflar bir kuyunun ömrü boyunca yetmezliği birçok türde tabi tutulabilir. Tamamlama ve üretim işlemleri neden olduğu basınç ve sıcaklık salınımları çimento matrisi içinde kırıklarının gelişimine katkıda; burada bağ açıcı basınç ve / veya sıcaklık değişimleri ve çimento hidratasyon büzülme 4,5,6 neden olur. Oluşması erken ya da hizmet ömrü yıl sonra saptanabilir sonucu, hemen hemen her zaman microannular sıvı akış varlığıdır.

Heathman ve (2006) Beck <, görünür ayrılmaya gösterdi sıvıyı göç için tercihli yollar yaratabilecek çimento çatlak başlaması 100'ün üzerinde basınç ve sıcaklık döngüsel yüklere maruz çimentolu kasanın bir model oluşturdusup> 7. Alanında, genleşme ve bir sondaj kuyusu metal bileşenlerin kasılması çimento kılıfın geçirgenlikte bir artışa yol açan, ara yüzey kimyasal bağdan çıkarma ve microannulus oluşumuna neden, çimento ve kaya ile çakışmamaktadır olacaktır. Çekme gerilmeleri malzemenin 8 gerilme mukavemetini aşan bir kez bir ek kaplama yükleme çimento taşı matrisindeki radyal çatlaklarının yayılmasının neden olabilir. Yukarıda belirtilen çimento başarısızlıklarının tüm gaz göç, SCP ortaya çıkması ve uzun vadeli çevresel risklere neden mikro-kanalize, neden olabilir.

SCP ile üreten ve terk edilmiş kuyuların önemli bir kısmı sürekli doğal gaz emisyonu 9 potansiyel yeni bir kaynak oluşturmaktadır. Watson ve 315.000 petrol, gaz, ve Alberta enjeksiyon kuyuları Bachu (2009) tarafından yapılan analizler, Kanada da kuyuiçi sapma, kuyu tipi, terk yöntem ve çimento kalitesi önemli faktörler işbirliği olduğunu gösterdiKuyunun 10 sığ bölümünde potansiyeli iyi sızıntı ntributing. Mevcut düzeltici operasyonlar pahalı ve başarısız; sıkmak çimentolama, en sık kullanılan iyileştirici tekniklerden biri, sadece 50% 11 başarı oranına sahiptir.

Bu yazıda sızdıran kuyuda 12,13 için yeni bir iyileştirme tekniği olarak Genişletilebilir Gövde Teknolojisi (EKT) değerlendirilmesi hakkında rapor. ECT yeni veya mevcut kuyuların 14 uygulanabilir. Bu teknolojinin ilk ticari kurulum Kasım 1999 15 Meksika Körfezi'nin sığ sularda bir kuyu üzerinde Chevron tarafından gerçekleştirildi. Genişletilebilir boruları için mevcut işletim zarf 205 ° C kadar dikey, sıcaklığı 100 ° 'lik bir eğim kapsüller, 2.37 g / cm3, 8.763 m, 160.6 GPa hidrostatik basınç ve boru şeklinde bir uzunluğu 2092 m, 16 derinliğe kadar çamur ağırlığı. Katı genişletilebilir boruları için tipik bir genişleme oranı birpproximately 2.4 m / 17 dak.

Bu çalışma SCP için yeni bir iyileştirme operasyonu olarak EKT teknolojinin adaptasyonu için benzersiz bir yaklaşım sunuyor. Çelik borunun genişletilmesi ara yüzeyde gaz akışının kapatılmasına neden ve gaz kaçak sızdırmaz olur çimento sıkıştırır. Bu nedenle biz sadece sızdıran kuyuda olası bir nedeni olarak bunun üzerinde duruldu, bu çalışmanın odak noktası mevcut microannular gaz akışının sızdırmazlık olduğunu belirtmek önemlidir. Bu amaç için yeni adapte teknolojinin etkinliğini test etmek için, var olan bir microannular akışına sahip bir kuyu deliği modeli oluşturulmuştur. Bu çimento hidratasyon sırasında iç boru döndürülerek elde edilir. Bu bir sondaj kuyusu termal ve basınç yüklenmesi yıl sonra ne olacağını ileri sarmak için sadece herhangi bir saha operasyonları simüle, ama değil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Kompozit Numune (Şekil 1)

NOT: Sınıf H çimento 18 kullanılarak yapılır Meksika Körfezi (ABD) En çimento işleri, bu nedenle, çimento aynı tip alan benzeri koşullar, SCP için bu teknolojinin potansiyel uygulanabilirliğini simüle etmek için laboratuvar deneyleri gerçekleştirmek için kullanılan Meksika Körfezi'nde iyileştirme.

  1. Örnek hazırlanması
    NOT: 61 cm uzunluğunda numune iki dereceli B elektrik kaynaklı direndi (ERW) karbon çelik boru (Şekil 1) oluşur. Iç boru 61 cm uzunluğunda ve 2.8 mm duvar kalınlığı ile çapı (OD) dışında 6 cm. Dış boru, 59.7 cm uzunluğunda, 10 cm OD ve 5.7 mm kadar bir çeper kalınlığına sahiptir. Sünme mukavemeti ve boru çekme mukavemeti, sırasıyla, 241 Mpa ve 414 MPa bulunmaktadır.
    1. Tarla koşullarında genişleme ve kayaların mimik gözeneklilik sırasında basınç rahatlama sağlamak için dış boru üzerine 2.4 mm 12 delik delin. Th sonraki matkap sekiz 8,6 mm delike boru dış, dört delik üstten 13 cm ve dört delik üstten 53 cm arayla 90 °.
    2. Numunenin alt (giriş) ve üst (çıkış) tarafındaki boru bağlantı parçaları ve naylon tüp manifoldu montaj ile bağlantısını sağlamak için 3.2 mm NPT (Ulusal Boru Konu) parçacığı ucu ile bu delikler geçirin. Giriş ve çıkış portları 40,64 cm arayla öncesi ve sonrası genişleme çok hızlı gaz akış yoluyla deneyler çalıştırmak için kullanılan emin olun.
    3. Korozyon önleyici sprey ile kaplayın boru dış çimento microfracturing neden olabilir, demir hidroksit ve aşınma ürünlerinin oluşumuna bağlı olarak deney müdahale eden kür süresi boyunca korozyonu önlemek için.
      NOT: metal korozyon çoğunlukla kuyu deliği eden sistemler içinde mevcut olduğu gibi bu senaryo gelecek deneylerde test edilecektir.
    4. İç borunun iç duvarı üzerinde bir kaynak kordonu üzerinden makine.
    5. 6,35 cm OD boru, 4.5 cm uzunluğunda ısmarlama çelik bağlanmasına engel. Tiç duvarında bulunan parça hread ve 0.63 cm kalınlığında bir çelik levha bir halka (Şekil 2), kaynak. Şekil 2'de gösterildiği gibi, kaynaklı bağlama ile bir bağlantı sağlamak için, 4.5 cm uzunluğunda bir dış duvar, iç borunun alt kısmını geçirin.
    6. Çelik levha halkasına dış boru kaynak.
    7. Onun bütün uzunluğu boyunca petrol jölesi ve pişirme spreyi ile, iç borunun dış duvar yağlanması. Kompozit örnek düzeneğini bitirmek için bağlantının içine iç boru vida.
    8. Oranı C / W, 1.57 g / cm3 çimento bulamacı ile 0,87 iç ve dış borular arasındaki hacmi Çimento.
    9. 28 günlük minimum bir süre için çevre koşullarında bir su banyosu içinde Tedavi örnekleri. Yüksek bir pH ortamı sağlamak için suya Ca (OH) 2 ilave edilerek 12 ve 13 arasında, su banyosunun pH tutun.
  2. 13,1 £ / gal çimento bulamacının hazırlanması (2.2 L hacim)
    1. Içine su 1,350 gr dökün4L, 3.75 beygir gücü laboratuar blenderi ve düşük hızda (30,000 xg) üzerinde 5 dakika boyunca bentonit ön-hidrat, 30 g (çimentonun ağırlık ile% 2).
    2. 5 dakika sonra, köpük önleyici madde 5 ml ve 51.755 x g, yüksek hızda 40 sn için blender ve kesme içine çimento tozu 1.500 g dökün. Boru montaj annulusa içine çimento şerbeti dökün ve havaya maruz kalmasını önlemek ve çimento karbonatlanmasını önlemek için ıslak bir bez ve plastik wrap ile kaplayın.
    3. Çimento bulamacı borular arasında dökülür altı saat sonra, iç boru bir arka çeyrek dönüş ileri ve çimento hidratasyon sonraki 20 saat boyunca her 15 dakikada bir iç boru ile çimento bağlanmasını engellemek için bir mikrokanalı oluşturmak döndürmek (microannular için gereklidir gaz akışı).
    4. 28 günlük bir süre için asgari su banyosuna yatay olarak çimentolu karışım örneği yerleştirin. Su banyosu, su ve 20 L'lik bir Ca (OH) 2, 100 gr eklenerek elde edilir, yaklaşık 13 arasında bir pH değerine sahip olduğundan emin olun.

2. Ön-genleşme Flow-through Deneyler

  1. Numunenin dış boru üzerine dört giriş ve çıkış delikleri içine 3.2 mm vida bağlantı elemanlarını. Parçaları basınç dönüştürücüler (Şekil 5) ile giriş ve çıkış manifoldlarını bağlayın.
  2. 50 kPa giriş basıncını başlangıç ​​gaz silindiri basınçlayınız. Rekor baskılara bilgisayar yazılımı açın.
  3. Akış ölçer açın ve akış testinde başlar. Giriş Monitör ve Şekil 6'da gösterildiği gibi, 1 dakika için ekran üzerinde baskı çıkış.
  4. 172 kPa basınç girişine ve ek 2 dakika boyunca basıncın izlenmesi için gaz silindirini zorlar.
  5. End-akış deneyi ve basınç kaydı. Gaz silindirini kapatın ve atmosfere kalan gazın boşaltılması. Manifoldları sökün ve karbonatlaşmanın ve çimento kurumasını önlemek için, genişletme birimini açarken ıslak bezle numunenin üst kapağı.
  6. L iç boru Coat iç duvardüz genişletme konisi çalışan ve örnek için ubricant genişlemesi için hazırdır.

3. Genişleme Kurulum ve Genişletme Prosedürü

  1. Tam Şekil 4a'da gösterildiği gibi, bir hidrolik silindir ile alt muhafazadan genişleme mandreli saklayın. En iyi (Şekil 4b) açıklıktan düzeninin alt örnek yuva içinde hidratlanmış çimento ile karışım örneği yerleştirin.
  2. Tam Şekil 4c'de gösterildiği gibi, arzu edilen genleşme oranı (Şekil 3) ile genişletme konisi, bunun üzerine kaydırılmakta sonra numune boyunca genişleme mandreli tabakasından oluşur. Genişleme mandrel üzerine istinat Mandreli vida, sonra alt yuvasının alt konnektörüne üzerine istinat mandrel kılavuzu vida. Numune, genişleme için hazırdır.
  3. 10.3 MPa optimum basınca hidrolik ünite güç ve eksenel kuvvet kayıt için bilgisayar yazılımı açın.
  4. Co etkinleştiringenişleme mandreli geri ve böylece boru genişletilmesi ve çimento kılıf sıkıştırılması, örneğin, iç boru boyunca genişleme çekmek için geçiş ntrol. 40,64 cm (Şekil 4d) uzunluğuna örnekleri aç ve daha sonra başlangıç ​​konumuna geri genişleme mandreli tabakasından oluşur. Eksenel kuvvetlerin Kaydı durdur.
  5. Tespit mandrel kılavuzunu sökün ve tutucu mandrel çıkarın. Genleştirme mandreli, genleşme konisi çıkar ve tam alt gövdesini oluşturan örnek çıkarmak için mandrel geri çekilir.
  6. Numune çıkartıldıktan sonra, büyüme sonrası çoklu-hızlı gaz-akış deneyleri için hazırlayın.

4. Post-genleşme Çok oranı Flow-through Deneyler

  1. Sıkılmış çimento hamurunun herhangi aşan temiz giriş ve çıkış portları.
  2. Numunenin dış boru üzerine dört giriş ve çıkış delikleri içine boru bağlantı parçaları vidalayın. Gösterildiği gibi, bağlantı parçaları giriş ve çıkış manifoldlarını bağlayın
  3. 172 kPa giriş basıncını başlangıç ​​gaz silindiri Basınç. Rekor baskılara bilgisayar yazılımı açın.
  4. Akış ölçer açın ve akış testinde başlar. Giriş Monitör ve ekranda (Şekil 6) üzerindeki baskıları çıkış.
  5. 5 dakika sonra, 345 kPa basınç girişine ve 5 dakika boyunca basıncını kontrol etmek için gaz silindirini basınç.
  6. 5 dakika sonra 517 kPa giriş basıncını yükseltebilir.
  7. 5 dakika sonra, başka bir 5 dakika için 690 kPa nihai giriş basıncına giriş basıncını yükseltebilir.
  8. Flow-through deneyi ve basınç Kaydı sonlandırmak. Gaz silindirini kapatın ve atmosfere kalan gazın boşaltılması. Örnekten manifoldlarını sökün.

Microannulus Yürürlük geçirgenliği 5. Hesaplamaları

NOT: Bu çalışmanın temel amacı önce ve e sonra gaz akışının varlığını ilişkin niteliksel bilgi vermek için olduXpansion. Deneysel tasarım, kanalın genişliğini ölçmek ve oranı doğru akımı edebilmek için karmaşık bileşenler sahip değildir. Gaz akışının sızdırmazlık bu ön deneyler sırasında ana odak noktası oldu. Bu nedenle, burada gösterilen geçirgenlik hesaplamaları daha fazla yarı-nicel ve çalışmanın değil ana hedefi vardır.

  1. Etkin geçirgenliğinin hesaplanması için, yaklaşık q sabit azot akış hızı = basınç sabitleyici üzerine 1.42 cm 3 / sn kullanın. Çevre koşullarında azot gazı sapma faktörü Z = 1 ve viskozite μ = 0.018 cP'dir. T = 535 ºR ortam koşullarında, tüm-akış testleri yürütmek için.
  2. Dış borunun iç çapındaki alarak çimentolu halka biçimli boşluğun alanı hesaplayın, Oinn = 4.6 cm, ve iç borunun dış çapındaki r Içıkış = 3.05 cm r. Giriş ve çıkış delikleri arasındaki mesafe (DL) 40.64 cm'dir. Basınç farkı (P giriş -P çıkışı), recGiriş ve çıkış basınç transdüseri ile orded, önceden üretilmiş microannulus (K EF) 19 etkin geçirgenlik hesaplamalarında kullanılan tek değişkendir:
    Denklem 1 Denk. 1
    q - azot akış hızı [cm 3 / sn] K ef - Etkili perma. microannulus of [mD]
    r Iout - dış boru [cm] r Oinn ID - iç boru [cm] OD'si
    μ - gaz viskozitesi [cP'ye] Z - gaz sapma faktörü
    T - caklıktaYeniden [ºR] DL - Basınç dönüştürücüler arasındaki mesafe [cm]
    P giriş - giriş basıncı [atm] P çıkış - çıkış basıncı [atm]
  3. Denklem 1 içine yukarıdaki değerlerin tümünün ikame ve Örnek 1 ön-genleşme-akış deney sırasında kaydedilen giriş basıncı aşağıda gösterildiği gibi, etkin geçirgenliğinin hesaplanması p girişi = 12 kPa (0.12 atm) çıkış basınç dönüştürücü iken P çıkış = 0.4 kPa (0.004 atm).
    Örnek 1: Denklem 2

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bileşik örnek ön-genleşme gaz-akış testleri (Şekil 7 ve 8), önceden imal edilmiş microannulus içinden gaz akışı teyit çıkış basınç transdüktörü basınç kayıt göstermiştir. İlk giriş basıncı 103 kPa ve gazı akış hızı, bu süre boyunca 85 ml / dakika tutuldu burada başlangıç ​​koşulları aynı tutuldu. Yüksek basınçlar 172 kPa giriş basıncını artırarak sonra kaydetti giriş ve çıkış basınç dönüştürücüler arasındaki basınç kayıt gecikme süresi, 7.5 saniye 117 kPa (giriş) ve 20.7 kPa (çıkış) edildi oldu. Nedeniyle microannulus üzerinden gaz tercihli akışı nedeniyle, tüm geçirgenlik microannulus (K EF) etkin geçirgenlik olarak alınır. K ef hesaplamalarında kullanılan basınçlar = 0.4 kPa, K ef = 0.66 D. etkili bir microannulus vererek geçirgenlik Herhangi bir kalıntı gerilme P giriş = 12 kPa ve P çıkış vardı Stabilizeçimento matrisi içinde nedeniyle boru genişleme ve geçirgenliği üzerindeki etkisi ihmal edilebilir düzeydedir.

Ikinci gaz akış geçme deneyi, 690 kPa'lık bir nihai basınca kadar 172 kPa bir başlangıç ​​basıncı 172 kPa her beş dakikada bir girişi ile basınca dereceli bir artış ile, bir% 8 genleşme oranına empoze hemen sonra çalıştırıldı. Şekil 9'da gösterildiği gibi, test, çıkış basıncı dönüştürücüye kayıt hiçbir baskı gösterdi.

Aynı prosedür, 24 saat sonra ve 60 gün sonra tekrar edildi. Her iki test% 8 büyüme oranı kuyu modelinde microannular gaz akışını kapatarak başarılı olduğunu teyit çıkış basınç dönüştürücü, üzerinde herhangi bir baskı okumaları gösterdi. Dört ilave örnekleri farklı genleşme oranları (% 2,% 4) ile genişletilebilir ve yukarıda belirtilen örnek olarak aynı şekilde akış bakımından test edilmiştir. Aynı sonuçlar elde edilmiş ve microannular gaz akışının başarılı sızdırmazlık doğrulanmıştır(Tablo 1). Her numune hazırlama o büyük sayılarda zahmetsizce kalıplanabilirler çimento çekirdek basit çalışmalarla karşılaştırıldığında olamaz neden olan, emek yoğun bir hazırlık ve zaman gerektirir söz önemlidir.

Örnek K ef [D] Genleşme oranı [%] K ef [D] K ef [D] K ef [D]
0 saat 24 saat 60 gün
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

Hesaplanan microannulus etkin geçirgenlik değerleri (K EF) ve akış doğrultusunda bir testlerin büyüme sonrası sonuçları örnekleri Tablo 1. listesi, 24 saat ve 60 gün büyütüldükten sonra hemen gerçekleştirilmiştir.

Şekil 1,
Şekil 1. Kuyuiçinde modeli şematik. Üstten görünüm iç ve dış boru arasındaki çimento (kırmızı renk) gösterir. Okun genişleme yönü. Alttan görünüm dış boru ve boru bağlantı kaynaklı çelik plaka yüzüğü gösterir. İç boru bağlantı içine vidalanır (SCAle) inç olarak verilmiştir.

Şekil 2,
. Alt kuyu modelinin bir parçası Şekil 2. Metal parçalar.:. Bir çelik plaka halka (kalınlığı 0.63 cm) b 6.35 cm OD çelik boru bağlantı; c Boru birleştirme çelik levha halkası üzerine kaynaklanmış; d Dişli parçası. iç boru boru bağlama içine vidalanan bir; e. Bitmiş montaj. Kuyu deliği modeli sonu kısmı dış bölgesi üzerinde çelik levha halka için sonuna yerleştirilir ve kaynak işlemi, dış boru.

Şekil 3,
Şekil 3.% 2,% 4 ve% 8 genişleme oranı ile Genişleme kozalakları;.. B% 2 genişleme oranı konisinin yan görünümü. Tüm co nes 14 ° koni açısına sahiptir ve ısı 60 RC sertliğe tedavi edildi alaşımlı çelikten özel yapılır.

Şekil 4,
Şekil 4. Kurulum ve genişleme süreci (üstten görünüm): a. Genleştirme mandreli bileşik numunenin yerleştirilmesi için alt mahfaza silmek için muhafaza edilir, b. bileşik örnek, alt muhafazanın içine yerleştirilir ve genleştirme mandreli, tamamen iç boru boyunca ince uzundur, c. genleşme koni genişletme mandrel üzerine kaydırılır. Büyütülmüş görünüşüdür tutma mili ile yerinde tutulan genleşme konisi göstermektedir d. Genleştirme mandreli tutulur ve genleşme konik iç boru boyunca çekilir (kırmızı ok genişleme yönü göstermektedir).

5 yeniden "src =" / files / ftp_upload / 52.098 / 52098fig5highres.jpg "/>
Şekil 5. Geri ve boru bağlantı parçaları ve naylon boru ile gaz boru takımını örnek gösteren önden görünümü. Basınç dönüştürücüler konumlandırma gösteren giriş ve çıkış manifoldları Closer görünümü.

Şekil 6,
Şekil 6. Flow-through deney düzeneği. Debimetre (FM) deney boyunca azot gazı akımı (kırmızı oklar) kontrol eder. Gaz akışları ve giriş basınç dönüştürücü (PT-1) giriş basıncını kaydeden emme manifolduna kompozit örnek girer. Gaz numunenin önceden üretilmiş microannulus akar ve çıkış manifoldunun basınç dönüştürücü kayıt basıncı (PT-2) kompozit numune üzerinden bir bağlantı ve microannular gaz göç olup olmadığının bilgi sağlar. Trans Basınçüreticiler bir araya veri toplama sistemine bağlandığında ve basınç izlenir ve bilgisayarda gerçek zamanda kaydedilir ve ekranda görüntülemek için temin edilebilir. Büyütülmüş görünüm boru bağlantı parçaları kurulumunu göstermektedir.

Şekil 7,
Giriş ve kuyu modeli ile microannular gaz akışını doğrulayan çıkış basınç dönüştürücüler, hem de kayıtlı baskıları gösteren Şekil 7. Ön-genleşme gaz akış yoluyla test verileri arsa. Gaz silindiri üzerindeki başlangıç ​​giriş basıncı kPa 50 idi ve giriş ve çıkış delikleri hem baskıların bir başak sonuçlandı 172 kPa, yükseltildi.

Şekil 8,
Şekil 8. Ön-genleşme gaz akış yoluyla test verileri yarı-log grafiği açıkça bir basınç di gösterengiriş ve çıkış basınç dönüştürücüler üzerinde kayıtlı basınçları arasındaki fferential (Ap). Ölçülen Ap göre, microannulus etkin geçirgenlik hesaplamaları 660 MD olarak adlandırılan bir değer elde edildi.

Şekil 9,
Şekil 9. Çok hızlı gaz akış yoluyla test verileri arsa hemen% 8 genişleme oranı koni ile genişleme sonra kaydedilir. Gaz silindiri 690 kPa 172 kPa her beş dakikada on giriş basıncı 172 kPa kademeli bir artış sonra, microannular gaz akışının başarılı iyileştirme gösteren, çıkış basınç dönüştürücü üzerinde kayıtlı bir baskı yoktu.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Yazarlar yardım ve destek için aşağıdaki kişi ve kurumlara teşekkür etmek istiyorum: William Portas ve James Heathman (Endüstri Advisors, Shell E & P), Richard Littlefield ve Rodney Pennington (Shell Westhollow Teknoloji Merkezi), Daniele di Crescenzo (Shell Araştırma Şey Mühendisi ), Bill Carruthers'ın (LaFarge), Chevron ile şimdi Tim Quirk (), Gerry Masterman ve Wayne Manuel (LSU PERTT Lab), Rick Young (LSU Kaya Mekaniği Laboratuarı) ve SEER Lab üyeleri (Arome Oyibo, Tao Tao, ve 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

Fizik Sayı 93 Çatlak kuyuda sondaj kuyusunun çimento Microannular gaz akışı Sürekli kasa basınç Genişletilebilir muhafaza teknolojisi.
Çatlak kuyularda Çözümüne olarak Çelik Boru Mekanik Genişleme
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