Wpływ temperatury na skuteczność działania cieczy przemywającej stosowanej w zabiegu cementowania otworu wiertniczego

• Autorzy: Kędzierski Miłosz , Rzepka Marcin , Kremieniewski Marcin

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2019.04.02

Warianty tytułu

EN

Influence of temperature on the effectiveness of preflush fluid used in the cementing of the borehole

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przestawiono wyniki badania wpływu temperatury na skuteczność działania cieczy przemywającej. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano istotne informacje o oddziaływaniu cieczy wiertniczych na rdzeń skalny w warunkach podwyższonej temperatury. Badania zostały przeprowadzone dla dwóch wydatków tłoczenia cieczy przemywającej: 10,0 i 11,2 l/min przy czasie kontaktu cieczy ze skałą wynoszącym 4 i 6 minut. W celu realizacji badań przeprowadzono modyfikację symulatora przepływu cieczy wiertniczych dodając do niego płaszcz grzewczy umożliwiający podgrzanie cieczy wiertniczych do danej temperatury. Badania wykonano dla różnych temperatur: 25°C, 40°C, 60°C.. Do przeprowadzenia badań laboratoryjnych zostały wykorzystane trzy rodzaje płuczek wiertniczych (beziłowa z blokatorami, polimerowo-chlorkowa, solno-barytowa) i zaczynów cementowych stosowanych w warunkach przemysłowych oraz ciecz przemywająca sporządzona w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym z nowego rodzaju środków. Stopień oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej określono za pomocą przyczepności na kontakcie kamień cementowy–skała. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż wraz ze wzrostem temperatury płuczki wiertniczej maleje skuteczność wymywania osadu za pomocą cieczy przemywającej. Skuteczność usuwania osadu płuczkowego uzależniona jest również od wydatku tłoczenia cieczy przemywającej oraz od czasu kontaktu tej cieczy z oczyszczaną powierzchnią. W przypadku każdej z płuczek wiertniczych największą skuteczność działania cieczy przemywającej uzyskano dla wydatku tłoczenia 11,2 l/min przy czasie kontaktu wynoszącym 6 minut w temperaturze 25°C. Najniższy stopnień wymywania osadów płuczkowych po dwudniowym sezonowaniu próbek uzyskano dla wydatku tłoczenia cieczy przemywającej wynoszącym 10,0 l/min i czasie kontaktu 4 minuty w temperaturze 60°C. Uzyskane wyniki przyczepności dla temperatury 25°C zawierały się w przedziale 60–90% wartości bazowej. Wartości przyczepności dla temperatury 40°C mieściły się w zakresie 45–60% przyczepności bazowej, zaś dla temperatury 60°C uzyskane wyniki zawierały się w przedziale 35–45% przyczepności bazowej.

EN

The article presents the results of investigation into the impact of temperature on the effectiveness of preflush fluid. The research showed significant information about the influence of drilling fluids on the rock core in conditions of elevated temperature. The testing was performed for two preflush fluid pumping rate: 10.0 and 11.2 l/min at the fluid contact time of 4 and 6 minutes. In order to carry out the tests, a modification of the drilling fluids flow simulator was made by adding a heating mantle to it, allowing the heating of drilling fluids to a given temperature. The tests were carried out at various temperatures: 25°C, 40°C, 60°C. For laboratory tests various types of drilling muds (non-bentonite drilling mud, potassium chloride-polymer drilling mud, NaCl-barite drilling mud) were used, and cement slurries used in industrial conditions, as well as preflush fluid prepared from a new type of the additives in Oil and Gas Institute – National Research Institute. The degree of cleaning of the annular space was determined by the adhesion on the contact between the cement stone and the rock. Based on the analysis of the obtained results, it was found that the effectiveness of the filter cake removal decreased with the increase of temperature. The effectiveness of the mud cake removal depends on the preflush fluid pumping rate and the contact time of this fluid with the surface being cleaned. For each of the drilling muds, the highest efficiency of the preflush fluid was obtained for a pumping rate of 11.2 l/min with a contact time of 6 minutes at 25°C. The lowest degree of filter cake removal after two-day hydration of the samples was obtained for a preflush fluid pumping rate of 10.0 l/min with a contact time of 6 minutes at 60°C. Obtained adhesion results for the temperature of 25°C were in the range of 60–90% of the base adhesion. The adhesion values for 40°C were in the range of 45–60% of the basic adhesion, while for the temperature of 60°C, the obtained results were in the range of 35–45% of the basic adhesion.

Słowa kluczowe

PL

ciecz przemywająca; przemywka; oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej; symulator przepływu cieczy wiertniczych; uszczelnienie otworu wiertniczego

EN

preflush fluid; wash fluid; cleaning of the annular space; drilling fluids flow simulator; borehole sealing

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 75, nr 4
• Strony: 205--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kędzierski Miłosz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Rzepka Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Kremieniewski Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Braghini A. et al., 2010. Effect of Rheology on Flow Displacement during Cementing Process in Oil Wells. Uberlanda, MG, Brazylia: 13th
• Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering. Conference materials.
• Brice Jr. J.W., Holmes B.C., 1964. Engineered Casing Cementing Programs Using Turbulent Flow Techniques. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/742-PA.
• Clark C.R., Carter L.G., 1973. Mud Displacement with Cement Slurries. J. Pet. Tech.: 3–19.
• Crook R.J., Keller S.R., Wilson M.A., 1987. Deviated Wellbore Cementing: Part 2 – Solutions. JPT: 961–966.
• Haut R.C., Crook R.J., 1979. Primary Cementing: The Mud Displacement Process. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/8253-MS.
• Jasiński B., 2016. Ocena wpływu cieczy przemywającej na jakość zacementowania rur w otworze wiertniczym po użyciu płuczki glikolowopotasowej. Nafta-Gaz, 6: 413–421. DOI: 10.18668/NG.2016.06.04.
• Kędzierski M., Kremieniewski M., Rzepka M., 2018. Wpływ wydatku tłoczenia cieczy przemywającej na stopień oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej. Nafta-Gaz, 5: 365–371. DOI: 10.18668/NG.2018.05.03.
• Kremieniewski M., 2011. Proces migracji gazu w trakcie wiązania zaczynu cementowego. Nafta-Gaz, 3: 175-181.
• Kremieniewski M., Kędzierski M., Rzepka M., 2018. Poprawa oczyszczania przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego przed zabiegiem cementowania. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 220: 1–172. DOI: 10.18668/PN2018.220.
• Kremieniewski M., Kędzierski M., Rzepka M., 2018. Symulator przepływu cieczy wiertniczych – zasada pomiaru i możliwości badawcze. Nafta-Gaz, 7: 518–525. DOI: 10.18668/NG.2018.07.05.
• Kremieniewski M., Rzepka M. 2016. Przyczyny i skutki przepływu gazu w zacementowanej przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz metody zapobiegania temu zjawisku. Nafta-Gaz, 9: 722–728. DOI: 10.18668/NG.2016.09.06.
• Lavrov A., Torsaeter M. 2016. Physics and Mechanics of Primary Well Cementing. Springer: 25–61.
• Nelson E.B., 1990. Well Cementing. Houston, Teksas, USA: Schlumberger Educational Service.
• Sauer C.W., 1987. Mud Displacement During Cementing: A State of the Art. JPT: 1091–1101.
• Smith D.K., 1986. Cementing. Society of Petroleum Engineers. Monograph Series.
• Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B., 2015. Ocena właściwości cieczy wiertniczych w aspekcie zapobiegania migracji gazu w otworach na przedgórzu Karpat. Nafta-Gaz, 1: 11–17.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).