Environmental risk of sustained casing pressure

• Autorzy: Wojtanowicz A. K. , Kinik K.

Warianty tytułu

PL

Ryzyko zanieczyszczeń środowiska przez otwory naftowe z migracją gazu w przestrzeni międzyrurowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Considerable number of producing and abandoned wells with sustained casing head pressure (SCP) constitutes a potential new source of continuous natural gas emission from failed casing heads due to leaching cement sheath and external gas migration. Present regulations require assessment of SCP severity based upon a testing procedure that involves casing pressure bleed-off followed with pressure buildup. The test analysis, however, is qualitative and risk qualification - arbitrary, with no insight of the gas migration process. The objective of this work is to consider SCP an environmental hazard and analyze the Bleed-off/Buidup (B-B) tests quantitatively to determine maximum possible emissions and their probabilistic risk. The maximum SCP is directly related to the potential failure of the well's containment and breaching of the gas outside the well. Probabilistic approach is used to analyze the uncertainty of the maximum casing shoe pressure resulting from SCP and the uncertainty in determination of casing shoe strength determined by Leak-off test (LOT). The study contributes in the area of SCP well testing methodology and the environmental analysis of wells with small SCP that may be of no concern to operator but may have environmental consequences.

PL

Stosunkowo duża ilość otworów produkcyjnych i wycofanych z produkcji ma nieusuwalne ciśnienie w jednej lub wielu przestrzeniach pierścieniowych. Sytuacja taka jest potencjalnym zagrożeniem skażenia środowiska naturalnego poprzez wypływ gazu do atmosfery w przypadku awarii szczelności otworów. Przepisy wymagają testowania takich otworów poprzez upust i odbudowę ciśnienia między rurami. Niestety, wymagana analiza takich testów jest jedynie jakościowa i nie daje możliwości określenia ryzyka związanego z odbudową ciśnienia. Celem tej pracy jest usprawnienie takiej analizy w kierunku określenia ryzyka skażenia poprzez analizę tych testów przy użyciu rachunku prawdopodobieństwa. Nowa metoda pozwala określić maksymalnie możliwą prędkość wypływu gazu do atmosfery w wypadku awarii zagłowiczenia przestrzeni pierścieniowej otworu. Daje ona także możliwość obliczenia zakresu błędu przy obliczaniu warunków krytycznych utraty szczelności na dnie zacementowanych rur okładzinowych spowodowanego maksymalnym ciśnieniem w wyniku migracji gazu w przestrzeni pierściowej. Rezultatem tej pracy badawczej jest nowa metoda oceny zagrożenia środowiska naturalnego oparta na testowaniu otworów z migracją gazu i nieusuwalnym (choć czasem niewielkim) ciśnieniem rejestrowanym na szczycie przestrzeni międzyrurowej.

Słowa kluczowe

EN

sustained casing pressure; gas migration in well cements; air pollution; subsurface pollution by petroleum wells

PL

migracje gazu w otworach; ciśnienie w przestrzeni międzyrurowej; zanieczyszczenia środowiska otworami naftowymi i gazowymi

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Wiertnictwo, Nafta, Gaz
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 28, z. 1-2
• Strony: 459--467
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wojtanowicz A. K.

• Louisiana State University

autor

Kinik K.

• Louisiana State University

Bibliografia

• [1] Department of the Interior Mineral Management Service 30 CFR Part 250: Annular Casing Pressure Management for Offshore Wells. May 4, 2010
• [2] API Recommended Practice 90 First Edition: Annular Casing Pressure Management for Offshore Wells. August 2006
• [3] Adam T., Bourgoyne Jr., LSU, Stuart L., Scott LSU and James B. Regg, MMS: Sustained Casing Pressure in Offshore Producing Wells. 0TC11029, 1999
• [4] Wojtanowicz A.K., Koray Kinik, LSU: Identifying Environmental Risk of Sustained Casing Pressure. SPE 143713-PP, 2011
• [5] R. Xu, GeoQuest Schlumberger, Wojtanowicz A.K., Louisiana State University: Diagnostic Testing of Wells With Sustained Casing Pressure - An Analytical Approach. 2003
• [6] Rong Xu, Dissertation: Analysis of Diagnostic Testing Of Sustained Casing Pressure In Wells. Louisiana State University, 2002
• [7] Mark D. Zoback: Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press, 2007
• [8] Desheng Zhou et at.: Integrity of Petroleum Wells Offshore. Lambert Press 2009
• [9] Eric Van Oort, Shell E&P Americas, and Richard Vargo, Halliburton Energy Services: Improving Formation Evaluation Strength Tests and Their Interpretation. SPE/IADC 2007
• [10] Ali, M. Shahjahan, M Ali Al-Marhoun King Faud Univ.: The Effect Of High Temp., High Pressure And Aging On Water-Base Drilling Fluids. 2002
• [11] D. Watson, Terry Brittenham, Preston L. Moore: Advanced Well Control. Society of Petroleum Engineers Textbook Series, 2003
• [12] M.S. Aston, M.W. Alberty, M.R. mclean, H.J. de Jong and K. Armagost, BP Exploration: Drilling Fluids for Wellbore Strengtening. IADC/SPE, 2004
• [13] Hettema, M.H.H. et al.: Analysis of Lost Circulation During Drilling in Cooled Formations. Paper SPE 90442 presented at SPE ATCE held in Houston, Texas, 26-29 September 2004
• [14] Peters et al.: Experimental study on Mud Density variation in high T & P. 1990
• [15] M. Thompson, Schlumberger, T.M. Burgess, Anadrill: The prediction of interpretation of downhole mud temperature while drilling. SPE 1985
• [16] Gilbert: Philippe Gilbert, Yannick Peyson, SPE and Oliver Vincke, SPE, IFP, and Philippe Essel, SPE, and Matthieu Naegel, SPE, Total : Numerical Computation of a Circulating Drilling Fluid. SPE, 2009
• [17] David A. Freedman: Statistical Models: Theory and Practice. Cambridge University Press (2005)
• [18] Vasquez, M. and Beggs, H. D.: Correlations for Fluid Physical Property Prediction. JPT, pp. 968-970, June (1980)
• [19] Meehan D.N.: A Correlation for Water Compressibility. Petroleum Engineer, November, 1980, pp. 125-126
• [20] Hickman S.H. and Zoback M.D.: The interpretation of hydraulic fracturing stress measurements: Proceedings, Workshop on Hydraulic Fracturing Stress Measurements. National Academy Press, Washington D.C., 1983, 44-54