Zjawiska chemiczno-technologiczne zachodzące podczas wykonywania operacji zabiegu cementowania otworu w aspekcie wyznaczania obciążeń granicznych w procesie projektowania rur okładzinowych – część II

Witek, Wiesław; Rzepka, Marcin

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zjawiska chemiczno-technologiczne zachodzące podczas wykonywania operacji zabiegu cementowania otworu w aspekcie wyznaczania obciążeń granicznych w procesie projektowania rur okładzinowych – część II

Autorzy

Witek Wiesław , Rzepka Marcin

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://www.sitpnig.pl/archiwum-wnig

Identyfikatory

Warianty tytułu

Chemical and technological phenomena occurring during cement operation of borehole in terms of determining the limit loads in casing design process

Języki publikacji

Abstrakty

Jedną z najbardziej istotnych kwestii jaka wymaga rozwiązania w procesie projektowania otworu wiertniczego jest optymalne zaprojektowanie konstrukcji otworu, w tym odpowiedni dobór poszczególnych kolumn rur okładzinowych oraz ich posadowienie dla zakładanych warunków geologiczno-złożowych oraz warunków cementowania. Dobór poszczególnych kolumn rur okładzinowych do konkretnych warunków geologiczno-technicznych ma szereg nie tylko uwarunkowań, ale również ograniczeń. Głównym naturalnym ograniczeniem jest przyjęta przez API wiele dekad temu swoista unifikacja wymiarowa rur, tzn. typoszereg ze względu na średnicę zewnętrzną rur. Inne elementy tej unifikacji, jak np. typoszereg gatunków stali czy klasycznych połączeń gwintowych i typu PREMIUM były wdrażane stopniowo w miarę rozwoju technologii wiercenia. Niezależnie od tych uwarunkowań w procesie projektowania rur okładzinowych i doboru rur wydobywczych jedna kwestia zawsze pozostaje niezmienna, czyli zachowanie równowagi pomiędzy występującymi obciążeniami działającymi na rury w trakcie procesu wiercenia i eksploatacji otworu, a graniczną minimalną wytrzymałością mechaniczną rur. W części drugiej artykułu dokonano przeglądu metod i wytycznych w zakresie projektowania rur okładzinowych, publikowanych przez API oraz programów komputerowych, w tym programu Stress Check, który aktualnie należy do powszechnie stosowanych narzędzi w zakresie projektowania rur. Poruszane w artykule zagadnienia wytrzymałościowe odnoszą się głównie do calizny rury, z pominięciem skomplikowanego zagadnienia wytrzymałości samego połączenia gwintowego w szczególności połączeń typu PREMIUM, którego kwalifikacja nie podlega unifikacji norm API, lecz wytycznym zawartych w normie ISO 13679. Artykuł oparty jest na bogatej i cytowanej literaturze fachowej, a ponadto na stosownych doświadczeniach autorów artykułu, tak w zakresie projektowania zaczynów i nadzoru wykonania zabiegów cementowania, jak również projektowania otworów, w tym doboru poszczególnych kolumn rur okładzinowych i wydobywczych oraz nadzoru prac związanych z realizacją wiercenia otworów, w tym zapuszczania i cementowania rur.

One of the most important issues that needs to be solved in the borehole design process is the optimal design of the borehole structure, including the appropriate selection of individual columns of casing and their setting at and for the assumed geological and cementing -technical conditions. There are a number of conditions, but also limitations to specific geological and technical conditions. The main natural limitation is adopted by API many decades ago a kind of dimensional unification of pipes, i.e. a series of types due to the outer diameter of pipes. Other elements of this unification, such as a series of steel grades or classic thread connections and PREMIUM type were implemented gradually as the drilling technology developed. Regardless of these conditions in the process of designing casing and selecting production tubing, one issue always remains the same, i.e. maintaining the balance between the existing loads acting on the pipes during the drilling process and operation of the hole and the minimum mechanical strength of the pipes. Part 2 of the article reviews the methods and guidelines for casing pipe design published by API and computer programs, including Stress Check, which is currently one of the commonly used pipe design tools. The strength issues discussed in the article refer mainly to the body of pipe, without the complicated issue of strength of the thread connection itself, especially PREMIUM type connections, whose qualification is not subject to API standards, but to the guidelines contained in ISO 13679. Article is based on rich and quoted professional literature, as well as on the relevant experience of the authors of the article, both in the field of slurry design and supervision of cement operations, as well as design the wells including selection both casing and tubing and supervision of works related to drilling of the different types of the holes, including cement job and running casing.

Słowa kluczowe

otwory wiertnicze rury okładzinowe przemysł naftowy wytrzymałość rur

drill holes casing pipes oil industry strength of pipes

Wydawca

Stowarzyszenie Naukowo-Techniczne Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego

Czasopismo

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

Rocznik

2022

Tom

R. 25, Nr 1 (277)

Strony

4--13

Opis fizyczny

Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Witek Wiesław

Firma Konsultingowa WES ul. Warszawska 17 05-504 Złotokłos

autor

Rzepka Marcin

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

Bibliografia

1. Aadnoy B., Cooper I., Miska S., Mitchell R.F., Payne M. L. Advanced Drilling and Well Technology, Chapter - Casing Design, ISBN: 978-1-55563- 145-1, 2009.
2. Bourgoyne, A.T. Millheim K.K. Chenevert M.E. Young F.S. Jr. 1986 , Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series Vol. 2, ISBN: 978-1-55563- 001-0, 1991.
3. Budak P., Szpunar T., Witek W. Zagadnienia wytrzymałości i wytężenia materiału przy projektowaniu kolumny rur okładzinowych w odniesieniu do zjawisk zachowania się górotworu w trakcie wiercenia i po odwierceniu otworu, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-8, nr 3, 2010.
4. Budak P., Szpunar T., Witek W. Kryteria doboru rur okładzinowych i wydobywczych jako funkcje wytrzymałości i wytężenia materiału oraz rodzaju i typu połączenia gwintowego, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-10, nr 4, 2010.
5. Budak P., Szpunar T., Witek W. Kryteria doboru rur okładzinowych i wydobywczych jako funkcje wytrzymałości i wytężenia materiału oraz rodzaju i typu połączenia gwintowego: RURY HC „High Collapse”, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-7, nr 5, 2010.
6. Byrom T.G. Casing and liners for drilling and completion - Gulf Publishing Company 2007.
7. Economides M.J., Watters L.T., Norman S.D. Petroleum Well Construction, Wydawnictwo John Wiley & Sons Rozdział 7. Casing and Tubing Design Economides, Stefan Miska, Randolf R. Wagner pp. 175-214 https://www.scribd.com/ document/49893936/Economides-M-J-WattersL-T-and-Norman-S-D-Petroleum-Well-Construction (dostęp 09.10.2020), Duncan, Oklahoma July 2, 1997.
8. Gabolde G., Nguyen J.P. Drilling Data Handbook - Seventh Edition - Instytut Francais du Petrole Publications, ISBN-13: 978-2710807568, ISBN10: 2710807564. Gulf Pub Co, 7th Edition, 1999.
9. Kowalewski Z.L. Podstawy wytrzymałości materiałów, Oficyna Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
10. Timoshenko, S, P. and Goodier, J. N. Theory of Elasticity (third edition). McGraw: New York, 1970.
11. Witek W. Firma Konsultingowa „WES”, Opracowania dla PGNiG S.A. Oddział w Sanoku, Dobór rur okładzinowych oraz połączeń gwintowych dla obszaru poszukiwań Przedgórza Karpat oraz Nasunięcia Karpackiego - opracowanie z 2009 r.
12. Witek W. Materiały archiwalne niepublikowane, Firma Konsultingowa „WES”: opinie oraz ekspertyzy, 2009 r.
13. API BULL 5C3 Bulletin on Formulas and Calculations for Casing, Tubing, Drill Pipe, and Line Pipe Properties, https://global.ihs.com/doc_detail.cfm?document_name=API%20BULL%205C3&item_s_key=00010624, API Washington DC 1999.
14. ASME Presentation, Advances in Casing Design with ISO DIS 10400 http://www.docdatabase.net/more-advances-in-casing-design-with-iso-dis-10400-1019765.html (dostęp 09.10.2020), Dec 2005.
15. Directive 010: Minimum Casing Design Requirements Dec 22 2009 Eff. June 2013 Alberta Energy Regulator - Canada, https://www.scribd.com/document/381260963/Directive-010-MinimumCasing-Design-Requirements-June-20-2008-pdf, (dostęp 09.10.2020)
16. Isolating Potencial Flow Zones During Well Construction - API STANDARD 65 - Part 2 Reafirmed November 2016, https://www.api.org/~/media/Files/Policy/Exploration/Stnd_65_2_e2.pdf (dostęp 09.10.2020)
17. Halliburton - Casing Design Manual, https://www. halliburton.com/en-US/ps/cementing/casingequipment/default.html (dostęp. 09.10.2020).
18. Handbook - Tenaris, https://www.tenaris.com/en/ products-and-services/octg/tenarishydril-running- -manual/, (dostęp 09.10.2020).
19. Premium Connections Cataloque - Tenaris - Hydril, https://www.tenaris.com/media/1wvb3eti/tenarishydril-premium-connections-catalog.pdf, (dostęp 09.10.2020).
20. Strona internetowa Firmy Konsultingowej „WES” - http://fk-wes.pl (dostęp 09.10.2020).
21. Technical Report ISO/TR 10400:2007, Petroleum and natural gas industries - Equations and calculations for the properties of casing, tubing, drill pipe and line pipe used as casing or tubing, https://www.iso.org/standard/44107.html (dostęp 09.10.2020), ISO, 2007.
22. VAM BOOK - Technical Manual, November 2017, http://www.vamservices.com/Library/files/VAM%C2%AE%20Book.pdf, (dostęp 09.10.2020)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-ae775c93-78d9-40da-b276-aff8366270dd