Wpływ wydatku tłoczenia cieczy przemywającej na stopień oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej

• Autorzy: Kędzierski M. , Kremieniewski M. , Rzepka M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.05.03

Warianty tytułu

EN

Influence of the flow rate of the preflush fluid on the effectiveness of the purification of the annular space

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cementowanie rur okładzinowych jest jednym z najważniejszych etapów podczas wykonywania otworu wiertniczego. Zaczyn cementowy wypełnia i uszczelnia przestrzeń pomiędzy kolumną rur okładzinowych a formacją geologiczną otaczającą otwór wiertniczy. Niekompletna izolacja strefowa i/lub słabe uszczelnienie pomiędzy rurami okładzinowymi, płaszczem cementowym a formacją skalną może powodować niekontrolowane przepływy mediów złożowych, ograniczając potencjał eksploatacyjny otworu wiertniczego. Niedostateczne usunięcie płuczki bądź osadu pozostałego po płuczce wiertniczej może prowadzić do komplikacji podczas zabiegu cementowania poprzez powstawanie kanałów płuczki w cemencie. W celu zapewnienia skutecznego związania rur okładzinowych z formacją geologiczną za pomocą zaczynu cementowego, płuczka wiertnicza oraz osad powstały na ścianie otworu muszą zostać cał- kowicie usunięte. Jako środek zapobiegawczy najczęściej stosuje się wtłaczanie przed zaczynem cementowym cieczy przemywają- cych i buforowych, które wpływają na oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej oraz pozwalają uzyskać dobre związanie cementu ze skałą. W artykule przedstawiono wpływ wydatku tłoczenia cieczy przemywającej na stopień oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego. Na podstawie pomiaru wydatków tłoczenia możliwe było określenie stopnia oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej z osadu płuczkowego. Badania zostały przeprowadzone dla różnych wartości wydatku przy stałym czasie kontaktu cieczy ze skałą. Testy wykonano przy użyciu wody jako wzorcowej cieczy przemywającej, natomiast osad płuczkowy utworzono z płuczki potasowo-polimerowej. Badania wpływu wydatku tłoczenia cieczy przemywającej na stopień oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej były przeprowadzone na rdzeniach piaskowca, które umieszczono w specjalnie skonstruowanym urządzeniu. Analiza uzyskanych wyników badań laboratoryjnych umożliwiła wytypowanie odpowiednich wydatków tłoczenia cieczy przemywającej, pozwalając na właściwe oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego z osadu płuczkowego. W wyniku przeprowadzonych badań laboratoryjnych wytypowano wydatki tłoczenia cieczy przemywającej, przy których uzyskano najlepsze usunięcie osadu płuczkowego ze ściany otworu wiertniczego, co znajduje przełożenie na skuteczne związanie rur okładzinowych z formacją skalną.

EN

Cementing is one of the most important steps in well construction. Cement slurry fills and seals the annular space between the casings and geological formation surrounding the well. Incomplete zone isolation can cause gas leakage, oil spills and reduce the potential exploitation of the well. Non-removal of the mud cake or drilling fluid from the borehole wall can lead to channeling in the cement sheath. In order to ensure effective bonding of the casing with the geological formation by cement slurry, the drilling fluid and mud cake formed on the wall of the borehole must be removed completely. As a precautionary measure, washes and spacers are pumped into the hole before the cement slurry. Preflushes prepare the annulus for the upcoming cement placement and affect the cleaning of the annular space from the drilling mud and allow good bonding of the cement to the rock. The article presents the effect of the flow rate of the preflushes on the degree of purification of the annular space of a borehole. Depending on the flow velocity, it was possible to determine the degree of purge of the annular space from the filter cake. Laboratory tests were carried out for different fluid velocities at a steady preflushes contact time with the rock. Tests performed using water as a standard wash, while the filter cake was formed from a polymer-potassium mud. The study of the influence of the flow rate of the preflushes on the degree of purification of the annular space was carried out on sandstone cores which were placed in a specially constructed device. Interpretation of the obtained results allows to identify the appropriate flow rate of the preflushes allowing proper cleaning of the annular space of the borehole from the filter cake. As a result of laboratory tests, the flow rate of the preflushes was selected for the best removal of the filter cake from the borehole wall, which is reflected in the effective bonding of the casing with the rock formation.

Słowa kluczowe

PL

wydatek tłoczenia; przemywki; ciecze przemywające; oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej

EN

flow rate; wash fluid; preflush fluid; cleaning of the annular space

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 5
• Strony: 365--371
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.., rys., tab.

Twórcy

autor

Kędzierski M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Kremieniewski M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Rzepka M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Bowman G.R., Sherer B.: How to run and cement liners. World Oil 1988, s. 38–46.
• [2] Braghini A. et.al.: Effect of rheology on flow displacement during cementing process in oil wells. 13th Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering, Uberlanda, MG, Brazylia 2010.
• [3] Brice Jr. J.W., Holmes B.C.: Engineered casing cementing programs using turbulent flow techniques. SPE 1964, s. 503–508.
• [4] Clark C.R., Carter L.G.: Mud displacement with cement slurries. J. Pet. Tech. 1973, s. 775–782.
• [5] Crinklemeyer O.W., Puntney A.W., Sharpo J.R.: Use of water base spacer with thixotropic cement systems improves cement jobs. SPE 6367, 1976.
• [6] Crook R.J., Keller S.R., Wilson M.A.: Deviated wellbore cementing: part 2 – solutions. JPT 1987, s. 961–966.
• [7] Evanoff J.I., Cook Jr. C.: Optimizing cement design for improved job results. SPE 17441, 1988, s. 389–398.
• [8] Haut R.C., Crook R.J.: Primary cementing: the mud displacement process. SPE 8253. Presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Las Vegas, Nevada, 23–26.09.1979.
• [9] Jasiński B.: Ocena wpływu cieczy przemywającej na jakość zacementowania rur w otworze wiertniczym po użyciu płuczki glikolowo-potasowej. Nafta-Gaz 2016, nr 6, s. 413–421, DOI: 10.18668/NG.2016.06.04.
• [10] Kremieniewski M.: Proces migracji gazu w trakcie wiązania zaczynu cementowego. Nafta-Gaz 2011, nr 3, s. 175–181.
• [11] Kremieniewski M., Rzepka M.: Przyczyny i skutki przepływu gazu w zacementowanej przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz metody zapobiegania temu zjawisku. Nafta-Gaz 2016, nr 9, s. 722–768, DOI: 10.18668/NG.2016.09.06
• [12] Lavrov A., Torsaeter M.: Physics and mechanics of primary well cementing. Springer, 2016, s. 25–61.
• [13] Li L., Alegria A. Doan A.A., Kellum M.G.: A novel spacer system to prevent lost circulation in cementing applications. AADE-16-FTCE-13. Presented in 2016 AADE Fluids Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 12–13.04.2016.
• [14] Li L., Padilla F., Doan A.A, Kellum M.G.: Evaluation of a new spacer system mixed on-the-fly. AADE-16-FTCE-51. Presented in 2016 AADE Fluids Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 12–13.04.2016.
• [15] Martin M., Latil M., Vatter P.: Mud displacement by slurry during primary cementing jobs – predicting optimum conditions. SPE 7590. Presented at the 53rd Annual Fall Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers of AIME, Houston, Texas, 1–3.10.1978.
• [16] McLean R.H., Manry C.W., Whitaker W.W.: Displacement mechanics in primary cementing. SPE 1488, 1966.
• [17] Nelson E.B. et al.: Well cementing. Schlumberger Educational Service, Houston, Texas, USA 1990.
• [18] Sauer C.W.: Mud displacement during cementing: a state of the art. JPT 1987, s. 1091–1101.
• [19] Shadravan A., Tarrahi M.: Agile data-driven fluid design: predicting the properties of drilling, spacer and cement slurry fluids. AADE-16-FTCE-07. Presented in 2016 AADE Fluids Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 12–13.04.2016.
• [20] Shahriar A.: Investigation on rheology of oil well cement slurries. PhD Thesis, The University of Western Ontario, London, Ontario, Canada 2011.
• [21] Smith D.K.: Cementing. SPE Monography 1986, conference materials.
• [22] Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B.. Ocena właściwości cieczy wiertniczych w aspekcie zapobiegania migracji gazu w otworach na przedgórzu Karpat. Nafta-Gaz 2015, nr 1, s. 11–17.
• [23] Zuiderwijk J.J.M.: Mud displacement in primary cementation. SPE 4830, 1974.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).