Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Szczególne zagadnienia hydrogeologiczne w ocenie parametrów hydraulicznych w realizacji otworów-studni geotermalnych w Polsce Artykuł dyskusyjny „Woda źródłem zdrowia – SPA i źródłem energii”. Cz. I

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 9 (295)

4-10

PL

W artykule autor omawia szeroko zagadnienia związane z wykonaniem otworu hydrogeologicznego ze szczególnym uwzględnieniem określenia parametrów hydraulicznych i parametrów - wskaźników sprawności hydraulicznej głębokiego otworu geotermalnego. Jedną z najważniejszych operacji w wykonaniu studni geotermalnej jest kwestia właściwego zaprojektowania i zapuszczenia kolumny filtracyjnej w tym skuteczne wykonanie zabiegu żwirowania, jeżeli taka operacja ma miejsce oraz całego procesu wywołania i uzdatniana odwiertu-studni, procesu zwanego popularnie DEVELOPMENT. W artykule przedstawiono ogólne zagadnienia dotyczące kwestii geologiczno-złożowych i hydrogeologicznych, w tym głównie opisano 2 typy PZW (Podziemny Zbiornik Wodny) zwanych w nomenklaturze angielskiej AQUIFER ze szczególnym omówieniem TYPU II, a więc PZW z napiętym zwierciadłem lustra wody najczęściej spotykanym w realizacji projektu geotermalnego. Artykuł nawiązuje w części pierwszej do historii rozwoju geotermii w Polsce wskazując jednocześnie na kwestie ekonomiczne efektywności eksploatacji instalacji geotermalnych, w tym problemów jakie pojawiają się po pewnym okresie eksploatacji związanych z wysoką temperaturą wody oraz jej wysoką mineralizacją, co jest najczęściej przyczyną kolmatacji tak filtra jak i złoża. Zagadnienie to wiąże się ściśle z oceną ryzyka realizacji projektów geotermalnych z uwagi na ich bardzo wysokie koszty wykonania, w tym często otworów negatywnych lub nie gwarantujących sukcesu termalnego. Całość artykułu jest opracowana na bazie powszechnie znanej literaturze przedmiotu oraz na bazie własnych doświadczeń autora w realizacji projektów hydrogeologicznych w kraju i za granicą. Całość artykułu jest zobrazowana kilkoma ilustracjami ze wskazaniem na najważniejsze kwestie złożowo-hydrogeologiczne oraz kwestie techniczne związane z eksploatacją dubletu odwiertów, czyli odwiertu-studni eksploatacyjnej oraz odwiertu-studni chłonnej.

EN

In the article the author discusses broadly the issues related to the drilling of a hydrogeological well with particular emphasis on the implementation of hydraulic parameters and hydraulic efficiency of deep geothermal well. One of the most important operations in the execution of a geothermal well is the procedure of proper design and setting of the screen column and effective execution of the gravel placement if such operation is designed. These operations are preceded by many tests and measurements made during the drilling of the well and also after the completion of the drilling called as DEVELOPMENT of the well. In the article author presents general issues concerning geological and deposit and hydrogeological problems, mainly presenting 2 types of PZW called AQUIFER with particularly description of TYPE II called CONFINED AQUIFER. This type of aquifer is mostly met in exploration of geothermal water in Poland and not only. The article in part one shortly presents the history of development of geothermal industry in Poland pointing out the economic issues and economic efficiency of geothermal project mainly for municipal use and some other problems connected with deteriorating and contamination process of well performance connected with high temperature of geothermal water and its high minerals contents. These problems should be cover by risk analysis of the geothermal projects having in mind very high costs of drilling wells, very often negative or not successful and the cost of surface instalations. The whole article is summarized with a list of general recommendations which should apply in the design and execution process of a geothermal well and at the same time indicates the development of appropriate instructions or guidelines in this respect. The whole article is prepared on the basis of commonly known literature on the subject and on the author’s own experience in the implementation of hydrogeological projects in Poland and abroad. The whole article is illustrated by several illustrations indicating the most important deposit-hydrogeological issues and technical issues related to exploration of doublet wells means exploration well vs injection well.

2

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

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 1 (277)

4-13

PL

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.

EN

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.

3

Połączenia gwintowe rur okładzinowych i wydobywczych w aspekcie cech wytrzymałościowych i użytkowych wymaganych w przemyśle naftowym

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 2 (278)

11-24

PL

W artykule omówiono szereg aspektów technicznych z zakresu projektowania otworów poszukiwawczych za ropą i gazem, w tym głównie doboru poszczególnych kolumn rur okładzinowych i wydobywczych. Ponadto rozważono szereg kwestii ekonomicznych związanych z zakupem rur z połączeniami typu PREMIUM, co wynika z ilości asortymentu jaki pojawił się na rynku w ostatnich latach. Zagadnienia poruszane w artykule dotyczą w większości kwestii technicznych, ale również pewien akcent położono na interesy zamawiającego, czyli Operatora, na którym ciąży duża odpowiedzialność polegająca na transparentnym przeprowadzeniu procesu zakupowego, ale głównie odpowiedzialność polegająca na dokonaniu zakupu rur o odpowiedniej jakości za optymalną cenę. Istotą zagadnień poruszanych w artykule nie jest szczegółowe przestawienie kwestii technicznych z zakresu projektowania otworu i jego konstrukcji, czyli odpowiedniego doboru poszczególnych kolumn rur (na ten temat jest szereg publikacji i wdrożonych metod projektowania m.in. Program Stress Check), ale pokazanie jaki wpływ na proces projektowania i ekonomikę ma odpowiedni dobór rur z połączeniami typu PREMIUM, a w konsekwencji ograniczenie liczby stosowanych połączeń gwintowych, czyli wdrożenie racjonalnej UNIFIKACJI w tym zakresie - o czym jest mowa w podsumowaniu artykułu. Kwestie techniczne związane z optymalnym doborem rur okładzinowych i wydobywczych, w tym połączeń gwintowych tych rur dla danego projektu wiercenia, będą przedmiotem oddzielnego artykułu jaki jest planowany do publikacji. Wydaje się, że dyskusja przeprowadzona na łamach niniejszego artykułu ma szczególne znaczenie dzisiaj, kiedy proces przetargowy wyłaniania dostawców rur (producentów i dostawców) wywołuje tyle emocji i nieuzasadnionych skarg odwoławczych do KIO, nie biorąc pod uwagę głównego interesu jakim jest interes Operatora, czyli Zamawiającego, a więc w polskich warunkach interesu publicznego. Autor artykułu zdaje sobie sprawę, że niektóre z postawionych kwestii mogą wywołać dyskusje a może nawet niezadowolenie wśród pewnych producentów lub dostawców nie mniej jednak należy wyraźnie podkreślić, że w światowym obrocie rurami okładzinowymi i wydobywczymi istnieje jedna podstawowa zasada - ZERO AWARII W OTWORZE, awarii związanymi z utratą szczelności i wytrzymałością rur, tak w caliźnie jak i na połączeniu gwintowym, a więc BEZPIECZEŃSTWO - jako bezwzględny priorytet. Trzeba pamiętać, że każda awaria to są potencjalne koszty jej usunięcia, a niejednokrotnie nawet utrata otworu. Czynnik ten brany jest pod uwagę w procesie projektowania otworu i jego konstrukcji jako czynnik NUMER 1.Przestawiony w artykule materiał oparty jest m.in. na szeregu ogólnie dostępnych publikacjach z zakresu projektowanie i konstrukcji otworów, w tym wielu publikacji tak katalogowych jak i naukowych poszczególnych producentów rur oraz tzw. Manual Books. Oprócz powyższych źródeł, na przestrzeni ostatnich lat odbyło się w Polsce szereg seminariów, na których czołowi światowi producenci rur okładzinowych prezentowali szeroko zagadnienia związane z technologicznymi, technicznymi oraz jakościowymi kwestiami produkcji, testowania i odbiorami rur okładzinowych w tym głównie rur z połączeniami typu PREMIUM. Jednocześnie autor artykułu pragnie wskazać na swoje długoletnie doświadczenie w zakresie realizacji wielu projektów wiercenia otworów nie tylko w Polsce, ale i za granicą, w tym wskazać na wiele opracowań wykonanych na zlecenie głównych Operatorów tak krajowych jak zagranicznych oraz innych instytucji, w tym szeregu publikacji zamieszczonych m. in. w WNiG oraz na stronie internetowej https://www.fk-wes.pl Wykaz stosownej literatury wykorzystanej w napisaniu niniejszej pracy zamieszono na końcu artykułu Poz. 1 -24.

EN

The article has discussed a number of technical aspects from the scope of designing oil and gas exploration wells, mainly selecting particular columns of casing and tubings. In addition, a number of economic issues of purchase of pipes with PREMIUM connections has been also discussed, which results from the quantity of assortment that has appeared on the market in recent years. The issues discussed in the article mostly relate to technical issues, but also a certain emphasis has been placed on the interests of the Ordering Party, i. e. the Operator, that bears a great responsibility consisting in the transparent conduct of the purchasing process, but mainly the responsibility consisting in purchasing pipes of appropriate quality at an optimal price. The essence of the issues discussed in the article is not a detailed presentation of technical issues in the scope of well design and its construction, i. e. the appropriate selection of individual pipe columns (on this topic there is a number of publications and implemented design methods, including the Stress Check Program) but to show how the design process and economics is influenced by appropriate selection of pipes with PREMIUM connections and, as a consequence, limitation of the number of threaded connections used, that is implementation of a rational UNIFICATION in this regard - which is mentioned in the summary of the article. It seems that the discussion conducted in this article is of particular importance today when the tendering process for selecting suppliers of pipes (producers and suppliers) causes so many emotions and unjustified appeal complaints to the National Appeal Chamber without taking into account the main interest of the Operator, i. e. the Ordering Party, i. e. the public interest in Polish conditions. The author of the article is aware that some of the issues raised may cause discussions and maybe even a dissatisfaction among certain producers or suppliers, nevertheless, it should be clearly emphasized that in the global trade in casing and tubing, there is one basic principle of ZERO FAILURES IN THE HOLE, failures related to loss of tightness and strength of the pipes both in the body and in threaded connections, so SAFETY - as an absolute priority. It must be remembered that each failure is the potential cost of its removal and often even the loss of a well. This factor is taken into account in the process of well design and its construction as factor NUMBER 1. The material presented in the article is based on a number of publicly available publications in the scope of design and construction of holes, including many catalog publications as well as scientific publications of individual pipe manufacturers and the so-called Manual Books. In addition to the above sources, a number of seminars have been held in Poland in recent years, at which the world’s leading manufacturers of casing and tubing pipes have widely presented issues related to technological, technical and quality issues of production, testing and acceptance of casing and tubing pipes, including mainly pipes with PREMIUM connections. At the same time, the author of the article wish to point to his long-term and fruitful experience in the implementation of many drilling projects not only in Poland but also abroad, including many studies performed at the order of the main Operators, both domestic and foreign operators and other institutions, including a number of publications included among others in WNiG / Oil and Gas Journal/. The content of this article is largely based on these experiences. The list of relevant literature used in writing this work is provided at the end of the article Positions 1-24.

4

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

Witek Wiesław, Rzepka Marcin

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2021

|

R. 24, Nr 10 (275)

4-14

PL

Projektowanie otworów wiertniczych jest zagadnieniem kompleksowym i wielowymiarowym tak pod względem liczby kwestii jakie stoją do rozwiązania przed projektantem jak również pod względem wymogów w zakresie inżynierii mechanicznej, środowiskowej oraz bezpieczeństwa publicznego. W pierwszej części artykułu dokonano przeglądu i oceny zjawisk oraz procesów chemicznych (nie zawsze prawidłowo ocenianych) jakie zachodzą w trakcie sporządzania zaczynu cementowego oraz po jego wytłoczeniu w trak cie tworzenia się struktury żelowej cementu i kamienia cementowego. W wyniku skomplikowanego chemicznie przebiegu procesu wiązania zaczynu powstaje nowa struktura rura - kamień cementowy – skała, która w specyficzny sposób tworzy określony rodzaj obciążeń i naprężeń w przestrzeni pierścieniowej i w ten sposób wywiera wpływ na zmianę rozkładu ciśnienia hydrostatycznego. Tego rodzaju zjawiska opisane w części pierwszej artykułu pozwalają na zrozumienie metodycznego podejścia do procesu projektowania rur, w szczególności w aspekcie zgniatania i rozrywania rur o średnicy > 13 3/8” i cienkiej ściance (w IV reżimie obciążeń). Nie znaczy to, że wytrzymałość rur na rozrywanie nie jest istotną kwestią w projektowaniu rur, ale dotyczy to głównie otworów bardzo głębokich, natomiast zgniatanie i rozrywanie rur występuje w szczególnych (często nie przewidywanych) przypadkach pełnego lub częściowego opróżnienia dla małej głębokości posadowienia rur. Artykuł oparty jest na bogatej i cytowanej literaturze fachowej, jak również na licznych badaniach jakie prowadzi się w laboratoriach INIG-PIB Kraków w zakresie zaczynów cementowych i płuczek wiertniczych, a ponadto na stosownych doświadczeniach autorów artykułu, tak w zakresie projektowania zaczynów i nadzoru wykonania zabiegów cementowania, jak również projektowania i nadzoru prac związanych z realizacją wiercenia otworu w tym za puszczania i cementowania rur.

EN

Drilling hole design is a complex issue and multidimensional in terms of the number of issues to be resolved in terms of mechanical, environmental and public safety engineering requirements. In the first part of the article there is a re view and evaluation of chemical phenomena and processes (not always correctly evaluated) that occur during the preparation of cement slurry and after its displacement during the formation of the gel structure of cement and cement sheath. As a result of the chemically complicated process of slurry gelation, a new structure is created i.e. – steel pipe- sheath (cement stone) - a rock which in a specific way produces a specific type of load and stress in the annular space, and thus influences the changes to hydrostatic pressure distribution. These types of phenomena described in the first part of the article allow to understand the methodical approach to the process of designing pipes, especially in the aspect of collapse and burst of pipes with big diameter > 13 3/8” and thin wall (in 4th load regime). This does not mean that the tension strength of pipes is not an important issue in pipe design, but it mainly concerns very deep holes, while collapse and burst of pipes occurs in special (often unforeseen) cases of full or par tial evacuation for shallow depth of the hole. Article is based on rich and quoted professional literature, as well as on numerous tests carried out in the INIG - PIB Krakow on different types cement slurries and drilling muds, and, moreover, 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 and supervision of works related to drilling of the different types of the holes, including cement job and running casing.

5

Zjawiska chemiczno-technologiczne podczas zabiegu cementowania otworu w aspekcie projektowania rur okładzinowych ze szczególnym uwzględnieniem ich wytrzymałości na zgniatanie i rozrywanie

Witek Wiesław, Rzepka Marcin

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 3

187--199

PL

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, do 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 między występującymi obciążeniami działającymi na rury w trakcie procesu wiercenia i eksploatacji otworu a graniczną minimalną wytrzymałością mechaniczną rur. W niniejszym artykule dokonano przeglądu metod i wytycznych w zakresie projektowania rur okładzinowych publikowanych przez API oraz programów komputerowych, w tym programu StressCheck, który należy obecnie 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 zawartym w normie ISO 13679.

EN

One of the most important issues that needs to be addressed in the borehole design process is the optimal design of the borehole structure, including the appropriate selection of individual casing columns and their setting given the assumed geological and cementing-technical conditions. Specific geological and technical conditions imply a number of both conditions and constraints. A kind of dimensional unification of pipes adopted by API many decades ago, i.e. a series according to the outer diameter of the pipes, constitutes the main natural constraint. Other elements of this unification, such as a series of steel grades or of classic and PREMIUM thread connections were implemented gradually as drilling technology developed. Regardless of these conditions, one thing always remains the same when designing casing and selecting production tubing, i.e. maintaining the balance between the existing loads acting on the pipes during the drilling process and operation of the borehole and the minimum mechanical strength of the pipes. This article reviews the methods and guidelines for casing pipe designing published by API and of computer programs, including StressCheck, which is currently one of the commonly used pipe design tools. The strength issues discussed in the article refer mainly to the pipe body, ignoring the complex issue of the strength of the thread connections, especially those of PREMIUM type, whose qualification is not subject to API standards, but to the guidelines contained in ISO 13679.

6

Zjawiska chemiczno-technologiczne podczas zabiegu cementowania otworu w aspekcie projektowania rur okładzinowych

Witek Wiesław, Rzepka Marcin

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 2

92--105

PL

Projektowanie otworów wiertniczych jest zagadnieniem kompleksowym i wielowymiarowym zarówno pod względem liczby kwestii, jakie stoją do rozwiązania przed projektantem, jak też pod względem wymogów w zakresie inżynierii mechanicznej, środowiskowej oraz bezpieczeństwa publicznego. W niniejszym artykule dokonano przeglądu i oceny zjawisk oraz procesów chemicznych (nie zawsze prawidłowo ocenianych), jakie zachodzą w trakcie sporządzania zaczynu cementowego oraz po jego wytłoczeniu w trakcie tworzenia się struktury żelowej cementu i kamienia cementowego. W wyniku skomplikowanego chemicznie przebiegu procesu wiązania zaczynu powstaje nowa struktura rura–kamień cementowy–skała, która w specyficzny sposób tworzy określony rodzaj obciążeń i naprężeń w przestrzeni pierścieniowej, wywierając wpływ na zmianę rozkładu ciśnienia hydrostatycznego. Tego rodzaju zjawiska opisane w niniejszym artykule pozwalają na zrozumienie metodycznego podejścia do procesu projektowania rur, w szczególności w aspekcie zgniatania i rozrywania rur o średnicy >13⅜″ i cienkiej ściance (w IV reżimie obciążeń). Nie znaczy to, że wytrzymałość rur na rozrywanie nie jest istotną kwestią w projektowaniu rur, ale dotyczy to głównie otworów bardzo głębokich, natomiast zgniatanie i rozrywanie rur występuje w szczególnych (często nieprzewidywanych) przypadkach pełnego lub częściowego opróżnienia dla małej głębokości posadowienia rur. Artykuł oparty jest na bogatej literaturze fachowej, jak również na licznych badaniach, jakie prowadzi się w laboratoriach Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego w zakresie zaczynów cementowych i płuczek wiertniczych, a ponadto na stosownych doświadczeniach autorów artykułu – zarówno w zakresie projektowania zaczynów i nadzoru wykonania zabiegów cementowania, jak też projektowania i nadzoru prac związanych z realizacją wiercenia otworu, w tym zapuszczania i cementowania rur.

EN

Borehole design is a complex and multidimensional question in terms of the number of issues to be resolved in terms of mechanical, environmental and public safety engineering requirements. In this article contains a review and evaluation of chemical phenomena and processes (not always correctly evaluated) that occur during the preparation of cement slurry and after its displacement during the formation of the gel structure of cement and cement sheath. As a result of the chemically complicated process of slurry gelation, a new structure is formed, i.e. steel pipe – sheath (cement stone) – a rock which in a specific way produces a specific type of load and stress in the annular space, and thus influences changes in hydrostatic pressure distribution. Such phenomena described in this article allow to understand the methodical approach to the process of designing pipes, especially in the aspect of collapse and burst of pipes with big diameter >13⅜″ and thin wall (in the 4th load regime). This does not mean that the tensile strength of pipes is not an important issue in pipe design, but it mainly concerns very deep boreholes, while collapse and burst of pipes occurs in special (often unforeseen) cases of full or partial evacuation for shallow pipe foundation in the hole. The article is based on extensive professional literature, as well as on numerous tests carried out at Oil and Gas Institute – National Research Institute on different types of cement slurries and drilling muds, and, moreover, 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 in the design and supervision of works related to drilling of various types of boreholes, including cement job and running casing.

7

Zasady projektowania, wykonania i odbioru studni wierconych ze szczególnym uwzględnieniem procedur w zakresie wykonania otworów-studni geotermalnych

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 5 (259)

12--24

PL

W artykule autor omawia szeroko zagadnienia związane z wykonaniem otworu hydrogeologicznego ze szczególnym uwzględnieniem realizacji wiercenia głębokiego otworu geotermalnego. Specyfika realizacji takiego projektu polega na pozyskaniu wody o wysokiej temperaturze często o wysokiej mineralizacji z przeznaczeniem do celów balneologicznych lub do celów komunalnych, czyli do celów grzewczych. Z treści artykułu wynika, że cały proces realizacji projektu geotermalnego składa się z wielu istotnych operacji, których profesjonalne wykonanie często przesądza o końcowym sukcesie. Jedną z najważniejszych operacji w wykonaniu studni geotermalnej jest zabieg właściwego zaprojektowania i zapuszczenia kolumny filtracyjnej oraz skuteczne wykonanie zabiegu żwirowania. Operacje te poprzedzone są wieloma badaniami i pomiarami wykonanymi podczas wiercenia otworu jak również po zakończeniu wiercenia. W pierwszej części artykułu przedstawiono ogólne zagadnienia dotyczące kwestii geologiczno-złożowych i hydrogeologicznych, natomiast w drugiej części omówiono szczegółowo zasady i procedury, jakie powinny być stosowane w realizacji projektu geotermalnego. Całość artykułu podsumowano wykazem generalnych zasad, jakie powinny obowiązywać w procesie projektowo-wykonawczym studni geotermalnej z jednoczesnym wskazaniem na wypracowanie stosownych instrukcji lub wytycznych w tym zakresie. Całość artykułu jest opracowana na bazie powszechnie znanej literaturze przedmiotu oraz na bazie własnych doświadczeń autora w realizacji projektów hydrogeologicznych w kraju i za granicą. Całość artykułu jest zobrazowana kilkoma ilustracjami ze wskazaniem na najważniejsze kwestie złożowo-hydrogeologiczne oraz kwestie techniczne związane z zafiltrowaniem i wykonaniem zabiegu żwirowania.

EN

In the article the author discusses broadly the issues related to the drilling of a hydrogeological well with particular emphasis on the implementation of deep geothermal drilling. The specificity of such a project is to obtain water of high temperature, often of high mineralization for balneological or municipal purposes, i.e. for heating purposes. The content of the article shows that the whole process of geothermal project implementation consists of many important operations whose professional execution often determines the final success. One of the most important operations in the execution of a geothermal well is the procedure of proper design and setting of the screen column and effective execution of the gravel placement. These operations are preceded by many tests and measurements made during the drilling of the well and also after the completion of the drilling. The first part of the article presents general issues concerning geological and deposit and hydrogeological issues, while the second part discusses in detail the recommendations and procedures to be applied in the implementation of the geothermal project. The whole article is summarized with a list of general recommendations which should apply in the design and execution process of a geothermal well and at the same time indicate the development of appropriate instructions or guidelines in this respect. The whole article is prepared on the basis of commonly known literature on the subject and on the author’s own experience in the implementation of hydrogeological projects in Poland and abroad. The whole article is illustrated by several illustrations indicating the most important deposit-hydrogeological issues and technical issues related to screen and gravel placement.

8

Technologia MPD jako istotny czynnik skutecznego i bezpiecznego wykonania otworu wiertniczego

Bazan Grzegorz, Wójtowicz Tomasz, Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 12 (254)

8--13

PL

W niniejszym artykule przedstawiono w sposób ogólny technologię Managed Pressure Drilling, w skrócie MPD. Technologia MPD znana jest w praktyce od ponad 20 lat, a oficjalnie została zaakceptowana i formalnie wdrożona dla wierceń na morzu w roku 2003. Technologia MPD wywodzi się z technologii Underbalanced Drilling w skrócie (UBD) i próby jej zastosowania miały miejsce na terenie Polski - o czym jest mowa w artykule. Autorzy artykułu zwracają uwagę na warunki stosowania technologii MPD jak również na korzyści z jej stosowania. W artykule jest również mowa o określonych ryzykach czy trudnościach przy zastosowaniu technologii MPD. Jedną z istotnych kwestii poruszanych w artykule jest sprawa zastosowania technologii MPD w Polsce dla realizacji trudnych projektów wiercenia m.in. otworów w Karpatach czy też otworów na Niżu Polskim szczególnie w utworach czerwonego spągowca tzw. „TIGHT FORMATION” i otworów Extended Reach Drilling. Dokonanie rozeznania w zakresie zastosowania technologii MPD dla wierceń w trudnych warunkach geologiczno-złożowych w Polsce zdaniem autorów artykułu może stanowić sposób na rozwiązanie szeregu problemów w optymalnym projektowaniu i skutecznym, dowiercaniu szczególnie trudnych technicznie otworów. Autorzy artykułu rekomendują rozważenie zastosowania i wdrożenia systemu MPD na urządzeniu typu BENTEC -450 AC dla realizacji głębokiego lub ERD wiercenia w Karpatach lub na Niżu Polskim.

EN

This article outlines Managed Pressure Drilling technology in a general way, MPD for short. MPD technology has been known in practice for over 20 years and has been officially accepted and formally implemented for offshore drilling in 2003. MPD technology is derived from Underbalanced Drilling technology in short UBD and attempts to apply it took place in Poland, which is mentioned in the article. The authors of the article pay attention to the conditions of using MPD technology as well as the benefits of using this technology, however, the article also mentions specific risks or difficulties when using MPD technology. One of the important issues raised in the article is the application of MPD technology in Poland for the implementation of difficult drilling projects, including boreholes in the Carpathian Basin or boreholes in the Paleozoic Basins especially in Rotliegend "TIGHT FORMATION" and Extended Reach Drilling boreholes. According to the authors of the article, making an insight into the application of MPD technology for drilling in difficult geological and reservoir conditions in Poland may be a way to solve a number of problems in optimal design and effective drilling of particularly technically difficult boreholes. The authors of the article recommend considering the application and implementation of the MPD system on the BENTEC -450 AC rig for deep or ERD drilling in the Carpathian Basin or the Paleozoic Basins.

9

Procedury i wytyczne planowania, zapuszczania i cementowania rur traconych typu LINER. Cz. 3, Suplement

Witek Wiesław, Wolan Marian

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 7 (249)

4--9

PL

W artykule, który składa się z trzech części przedstawiono problematykę zapuszczania i cementowania kolumny rur typu liner w aspekcie technologii, sprzętu oraz problemów jakie występują w trakcie zabiegu rurowania i cementowania kolumny. Pierwsza część artykułu omawia generalnie proces zamawiania sprzętu, technologię zamawiania, projektowanie, zapuszczanie i cementowanie kolumny rur traconych typu liner oraz warunki stosowania tej technologii z uwzględnieniem podstawowych kwestii z zakresu konstrukcji samego linera jak i wyposażenia kolumny. W ogólnym zarysie w części pierwszej artykułu przedstawiono poszczególne fazy zapuszczania i cementowania linera z punktu widzenia technologicznego jak również w aspekcie doboru konstrukcji linera do wymogów technicznych otworu w tym jego kategorii z punktu widzenia trajektorii oraz stanu technicznego wg. oceny pomiarów geofizycznych przed operacją rurowania i cementowania. Ponadto jako generalną informację zaprezentowano w artykule pewne aspekty technologiczne związane z przygotowaniem otworu do rurowania i cementowania linera aspekty, które szczegółowo były rozwinięte w części drugiej. Artykuł oparty na bogatej literaturze problemu „state of art” jak również dużym doświadczeniu zawodowym autorów ma na celu lepsze zrozumienie i dalsze doskonalenie techniki i technologii projektowania, zapuszczania i cemetowania linerów szczególnie zapuszczanych w otworach kierunkowych i poziomych. Właściwe wdrożenie procedur w zakresie zamawiania, projektowania, zapuszczania i cementowania linerów jakie zostało zasygnalizowane w części pierwszej i szczegółowo omówione w części drugiej artykułu ma na celu całkowite wyeliminowanie zdarzających się jeszcze komplikacji i awarii związanych z realizacją tego rodzaju operacji. Całość publikacji jest podsumowana w części trzeciej jako Suplement obejmujący zagadnienia sprzętowe i wyposażenia linerów stosowanych powszechnie w wiertnictwie naftowym.

10

Procedury i wytyczne planowania, zapuszczania i cementowania rur traconych typu LINER. Cz. 2

Witek Wiesław, Wolan Marian

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 6 (248)

4--10

PL

W artykule, który składa się z trzech części przedstawiono problematykę zapuszczania i cementowania kolumny rur typu liner w aspekcie technologii, sprzętu oraz problemów jakie występują w trakcie zabiegu rurowania i cementowania kolumny. Pierwsza część artykułu omawia generalnie proces zamawiania sprzętu, technologię zamawiania, projektowanie, zapuszczanie i cementowanie kolumny rur traconych typu liner oraz warunki stosowania tej technologii z uwzględnieniem podstawowych kwestii z zakresu konstrukcji samego linera jak i wyposażenia kolumny. W ogólnym zarysie w części pierwszej artykułu przedstawiono poszczególne fazy zapuszczania i cementowania linera z punktu widzenia technologicznego jak również w aspekcie doboru konstrukcji linera do wymogów technicznych otworu w tym jego kategorii z punktu widzenia trajektorii oraz stanu technicznego wg. oceny pomiarów geofizycznych przed operacją rurowania i cementowania. Ponadto jako generalną informację zaprezentowano w artykule pewne aspekty technologiczne związane z przygotowaniem otworu do rurowania i cementowania linera, aspekty które szczegółowo będą rozwinięte w części drugiej. Artykuł oparty na bogatej literaturze problemu „state of art” jak również dużym doświadczeniu zawodowym autorów ma na celu lepsze zrozumienie i dalsze doskonalenie techniki i technologii projektowania, zapuszczania i cemetowania linerów szczególnie zapuszczanych w otworach kierunkowych i poziomych. Właściwe wdrożenie procedur w zakresie zamawiania, projektowania, zapuszczania i cementowania linerów jakie zostało zasygnalizowane w części pierwszej i jakie zostanie szczegółowo omówione w części drugiej artykułu ma na celu całkowite wyeliminowanie zdarzających się jeszcze komplikacji i awarii związanych z realizacją tego rodzaju operacji. Całość publikacji zostanie podsumowana w części trzeciej jako Suplement obejmujący zagadnienia sprzętowe i wyposażenia linerów stosowanych powszechnie w wiertnictwie naftowym.

11

Procedury i wytyczne planowania, zapuszczania i cementowania rur traconych typu LINER. Cz. 1

Witek Wiesław, Wolan Marian

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 5 (247)

4--9

PL

W artykule, który będzie się składał z dwóch (2) części przedstawiono problematykę zapuszczania i cementowania kolumny rur typu liner w aspekcie technologii, sprzętu oraz problemów jakie występują w trakcie zabiegu rurowania i cementowania kolumny. Pierwsza część artykułu omawia generalnie proces zamawiania sprzętu, technologię zamawiania, projektowanie, zapuszczanie i cementowanie kolumny rur traconych typu liner oraz warunki stosowania tej technologii z względnieniem podstawowych kwestii z zakresu konstrukcji samego linera jak i wyposażenia kolumny. W ogólnym zarysie w części pierwszej artykułu przedstawiono poszczególne fazy zapuszczania i cementowania linera z punktu widzenia technologicznego, jak również w aspekcie doboru konstrukcji linera do wymogów technicznych otworu, w tym jego kategorii z punktu widzenia trajektorii oraz stanu technicznego wg. oceny pomiarów geofizycznych przed operacją rurowania i cementowania. Ponadto jako generalną informację zaprezentowano w artykule pewne aspekty technologiczne związane z przygotowaniem otworu do rurowania i cementowania linera aspekty, które szczegółowo będą rozwinięte w części drugiej. Artykuł oparty na bogatej literaturze problemu „state of art” jak również dużym doświadczeniu zawodowym autorów ma na celu lepsze zrozumienie i dalsze doskonalenie techniki i technologii projektowania, zapuszczania i cemetowania linerów szczególnie zapuszczanych w otworach kierunkowych i poziomych. Właściwe wdrożenie procedur w zakresie zamawiania, projektowania, zapuszczania i cementowania linerów jakie zostało zasygnalizowane w części pierwszej i jakie zostanie szczegółowo omówione w części drugiej artykułu ma na celu całkowite wyeliminowanie zdarzających się jeszcze komplikacji i awarii związanych z realizacją tego rodzaju operacji.

EN

In this article, which will consist of three parts, are presented issues of running and cementing of liner type casing in particular the technology, equipment and possible problems which could occur during this processes. First part includes briefly procedures of ordering necessary equipment, acquisition technology, liner running and cementing and conditions of use this technology taking into a consideration design of liner itself and liner downhole equipment. General overview of this part includes stages of running, installing and cementing of liner from in terms of technological issues as well as choice of liner design in terms of trajectory and technical condition of well, obtained from appraisal geophysical logging before running and cementing operations. Moreover article contains some technological aspects concerning proper well preparation for liner running and cementing operations as general knowledge. This topics will be developed and presented in second part of the article. This article is based on number of “state of the art” publications and vast professional experience of authors, it aims at improving current understanding and further improvement of technique and technology of liner design, running and cementing especially in deviated and horizontal wells. Effective implementation of procedures regarding placing orders, liner design, running and cementing mentioned in first part would be discussed in detail in second part of the article, to aim to eliminate absolutely the failures and hazards related with that type of operations. Both of parts of the articles would be summarized in third part published as a supplement including aspects of special tools and liner downhole equipment commonly used in petroleum drilling engineering.