Improving the efficiency of cleaning annular space with a new flushing fluid

• Autorzy: Kremieniewski M. , Rzepka M. , Stryczek S. , Wiśniowski R.

Identyfikatory

DOI

10.7494/drill.2018.35.1.219

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most important conditions to be met when cementing casing columns is obtaining appropriate tightness of the sealed interval, otherwise gas will have to be released from the annular space due to the dangerously high pressure in the upper part of the well. Gas migrating along the well in the annular space can penetrate directly the soil, groundwater or atmosphere. To counteract these unfavorable effects the casing columns are sealed and the annular space filled with appropriate cement slurry. During injection, the slurry displaces mud from the annular space. However mud residue left out in the wellbore walls may cause that the slurry does not bond the rock sufficiently well and consequently gas may flow on the hardened cement slurry/rock/casing contact. This effect can be eliminated by thorough cleaning of the annular space from mud cake with flush fluid, followed by its complete displacement with buffer fluid and cement slurry. Hence it is crucial for the efficiency of cementing to precede this job with thorough cleaning of the annular space with appropriate flush fluids. Laboratory experiments were undertaken to work out a new flush fluid with which the efficiency of removal of filtration cake from the wellbore walls and the cleaning of the annular space will be improved. Tests were performed for a group of agents, which appropriately selected as far as their quantity and quality is concerned, could create bases for a new type of fluid with very good flushing properties. The efficiency of mud cake removal was analyzed in a mud flow simulator. The analysis of the results revealed that the efficiency of removal of the mud cake on the rock surface can be improved by synergic operation of surfactants and surface active agent, when they are used in good concentrations. The influence of the injection volume and duration of contact of the flush fluid with the rock were taken into account as the main emphasis was on how to increase the efficiency of the designed fluid on the near well zone. The works on the new recipe of flush fluid and its efficiency were based on the measurement of adhesiveness of hardened cement slurry and the rock sample, from which mud cake was removed with the use of flush fluid. The analysis of the laboratory results shows that the efficiency of mud cake removal was considerably increased when the presented flush fluid was applied.

Słowa kluczowe

EN

flush fluid; buffer fluid; cementing casing columns; flushing annular space; surface active agents; surfactants; annular space

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: AGH Drilling, Oil, Gas
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 35, no. 1
• Strony: 219--233
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kremieniewski M.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute, Krakow, Poland

autor

Rzepka M.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute, Krakow, Poland

autor

Stryczek S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Drilling, Oil and Gas, Krakow, Poland

autor

Wiśniowski R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Drilling, Oil and Gas, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Błaż S.: Nowe rodzaje cieczy przemywających osady z płuczki inwersyjnej przed zabiegiem cementowania otworów wiertniczych. Nafta-Gaz, nr 5, 2017, pp. 302–311.
• [2] Habrat S., Raczkowski J., Zawada S.: Technika i technologia cementowań w wiertnictwie. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa 1980.
• [3] Herman Z.: Doskonalenie procesu cementowania rur okładzinowych w otworach wierconych przy użyciu płuczek: polimerowej z inhibitorem i polimerowej z inhibitorem kapsułującym w wybranych rejonach Karpat i przedgórza Karpat. Etap 01 – Opracowanie receptur zaczynów cementowych i technologii cementowania kolumn rur okładzinowych w wytypowanych rejonach wierceń w Karpatach Wschodnich. Instytut Nafty i Gazu, 1995 [unpublished].
• [4] Herman Z.: Doskonalenie procesu cementowania rur okładzinowych w otworach wierconych przy użyciu płuczek: polimerowej z inhibitorem i polimerowej z inhibitorem kapsułującym w wybranych rejonach przedgórza Karpat. Etap 02 – Opracowanie receptur zaczynów cementowych i technologii cementowania dla wybranych rejonów skał zbiornikowych przedgórza Karpat. Instytut Nafty i Gazu, 1995 [unpublished].
• [5] Jasiński B.: Ocena wpływu cieczy przemywającej na jakość zacementowania rur w otworze wiertniczym po użyciu płuczki glikolowo-potasowej. Nafta-Gaz, nr 6, 2016, pp. 413–421.
• [6] Kremieniewski M.: Ograniczenie ekshalacji gazu w otworach wiertniczych poprzez modyfikację receptur oraz kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających. Prace Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, Kraków 2016.
• [7] Kremieniewski M., Rzepka M.: Przyczyny i skutki przepływu gazu w zacementowanej przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz metody zapobiegania temu zjawisku. Nafta-Gaz, nr 9, 2016, pp. 722–728.
• [8] Nelson E.B. et al.: Well Cementing. Schlumberger Educational Service, Houston, Texas, USA, 1990.
• [9] Stryczek S., Gonet A.: Kierunki ograniczania migracji gazu z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego. Wyższy Urząd Górniczy, nr 3, 2005.
• [10] Stryczek S. et al.: Studia nad doborem zaczynów uszczelniających w warunkach wierceń w basenie pomorskim. Wydawnictwo AHG, Kraków 2016.
• [11] Uliasz M., Chudoba J., Herman Z.: Płuczki wiertnicze z inhibitorami polimerowymi i ich oddziaływanie na przewiercane skały. Prace Instytutu Nafty i Gazu, nr 139, 2006.
• [12] Uliasz M. et al.: Kompleksowa analiza przyczyn migracji gazu w otworach realizowanych na przedgórzu Karpat i w Karpatach pod kątem właściwości cieczy wiertniczych stosowanych w czasie wiercenia i cementowania kolumn rur okładzinowych. Prace Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 2012.
• [13] Uliasz M. et al.: Ocena wpływu cieczy wiertniczych w aspekcie zapobiegania migracji gazu w otworach na przedgórzu Karpat. Nafta-Gaz, nr 1, 2015, pp. 11–17.
• [14] Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B.: Systemy płuczek wiertniczych do wiercenia otworów w formacjach łupkowych. Rzeczpospolita Łupkowa, Instytut Nafty i Gazu, Kraków 2012.
• [15] Zima G.: Wpływ właściwości płuczek wiertniczych na jakość cementowania w gazonośnych poziomach miocenu. Nafta-Gaz, nr 12, 2014, pp. 899–907.
• [16] PN-EN 10426-2: 2006. Oil and Gas Industry. Cements and materials for cementing wellbores. Part 2: Analysis of drilling cements.
• [17] API SPEC 10: Specification for materials and testing for well cements.

Uwagi

EN

This paper was based on a research work How to improve the efficiency of cleaning of annular space before cementing jobs – work by OGI-NRI ordered by MS&HE, archival no.: DK-4100/58/17, order no.: 58/KW/17, and work performed within the statutory research program of AGH UST no. 11.11.190.555

PL

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