Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wydatki krytyczne przy dopływie ropy lub gazu w odwiercie pionowym i poziomym

Szpunar Tadeusz, Budak Paweł

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

589--597

PL

Artykuł poświęcony jest metodom określania wydatku krytycznego w odwiertach pionowych i poziomych eksploatujących ropę naftową i gaz ziemny w stanie pseudoustalonym i nieustalonym. Podano szereg zależności do ustalania wydatku krytycznego dla rozmaitych konfiguracji, tj. rodzaju odwiertu (poziomy/pionowy), charakteru dopływu medium złożowego (pseudoustalony/nieustalony) oraz rodzaju medium (gaz ziemny/ropa naftowa) opracowanych przez rozmaitych autorów, poświęcając szczególną uwagę metodzie Chaperon – jako jedynej mającej podstawy teoretyczne. Podano zaproponowane przez autorów bardzo proste wzory, które mogą służyć do orientacyjnej oceny wielkości wydatku krytycznego, i losowo porównano wyniki z otrzymanymi za pomocą metody Chaperon, stwierdzając dającą się zaakceptować rozbieżność wyników, pomimo że w modelu Chaperon w przypadku odwiertu poziomego przyjmowano inne założenia odnośnie do kształtu obszaru drenowanego przez odwiert i charakteru przepływu. Zależności te wykorzystywane są do interpretacji zachowania ciśnienia przy radialnym dopływie ropy naftowej i gazu ziemnego do odwiertu pionowego i poziomego. Podane zależności oparte są na powszechnie znanych wzorach wiążących ciśnienie denne ruchowe w odwiercie z natężeniem dopływu medium złożowego. W artykule zestawiono rozmaite korelacje służące do określania wydatku krytycznego proponowane przez rozmaitych autorów opracowane przy przyjęciu rozmaitych założeń. Rozbieżności wyników poszczególnych korelacji dla tego samego zestawu danych proponowanych przez różnych autorów mogą dochodzić do kilkuset procent, co uzmysławia złożoność zagadnienia zawadniania się odwiertów eksploatacyjnych i trudność realistycznego opisu tego zjawiska. Korelacje podane w tekście artykułu opracowano na podstawie modeli analogowych lub na podstawie badań laboratoryjnych.

EN

The article discusses the methods used for evaluation of the critical flow rate in vertical and horizontal wells in case of oil or natural gas flow. The transient and pseudo-steady flow is considered. Various relations used for evaluation of critical flow rate for vertical/horizontal wells proposed by several authors have been provided. Special attention has been paid to Chaperon model which is the only one having the theoretical foundation. Very simple equations which can be used for evaluation of critical flow rate, based on well-known and generally accepted equations relating the bottom hole pressure and flow rate have been proposed. Those equations relate the pressure behavior in oil and gas wells assuming the radial flow in the reservoir. Relations for vertical and horizontal wells have been provided. They can be used for approximate evaluation of critical flow rate which is the highest flow rate not causing inflow of water into oil or gas well. Of course there are discrepancies between results given by Chaperon and the proposed methods but they are not very large and are acceptable from the technical point of view. One should remember that in case of the horizontal wells the Chaperon model assumes rectangular shape of drainage area while the methods proposed in this paper use the circular drainage area and radial flow. It should be noted that the critical flow rates evaluated using various methods provided in literature and listed in this article yield results which may differ by several hundred percent for the same set of input data – this indicates the complexity of the problem of water inflow to the production wells. Equations proposed by various authors are based on the analog models or results of the laboratory experiments.

2

The history of UGS Strachocina investment as an example of success achieved by cooperation between a western company and Polish oil and gas companies

Filar Bogdan, Miziołek Mariusz, Kawecki Mieczysław, Piaskowy Marek

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 11

760--764

EN

In 2006 Oil and Gas Institute, Underground Gas Storage Department was given the task of designing the UGS Strachocina working volume, production and injection rates enlargement. Gas storage Strachocina is located in the south eastern part of Poland, near Sanok. The UGS Department ran some analysis before that date, which gave us the answer that the old vertical well technology would not be enough to achieve investment success. We knew that we needed to use horizontal well technology in which we had no experience at all. At that time there were only a few horizontal wells drilled in Poland. We decided to start cooperation with the company Baker Hughes, and asked them to help us to design the drilling technology and well completions. We knew that we needed to drill 8 horizontal wells in difficult reservoir conditions. Based on Baker Hughes’ recommendations, the EXALO Polish drilling company’s experience and the Institute’s knowledge of storage reservoir geology, the trajectories of 8 new wells were designed. Working with Baker Hughes, we designed the well completion based on expandable filters, the second time this type of completion technology had been used in the world at that time. During drilling, we were prepared for drilling fluid losses because of the extensive Strachocina reservoir’s natural fracture system. The investment was in doubt during the drilling of the first two horizontal wells because of huge drilling fluid losses and the inability of drilling the horizontal section length as designed. We lost 4000 cubic metres of drilling fluid in a one single well. During the drilling of the 2 nd well, we asked Baker Hughes to help us to improve the drilling technology. Our partners from Baker Hughes prepared the solution in 3 weeks, and so we were able to use this new technology on the 3rd well drilled. It turned out that we could drill a longer horizontal section with less drilling fluid loss. The paper will show the idea of the project, the team building process, the project problems solved by the team, decisions made during the UGS Strachocina investment and the results. It will show how combining “western” technology and experience with “eastern” knowledge created a success story for all partners.

PL

W 2006 roku Instytutowi Nafty i Gazu, Zakładowi Podziemnego Magazynowania Gazu, powierzono zadanie zaprojektowania rozbudowy PMG Strachocina poprzez powiększenie pojemności czynnej i zwiększenie mocy zatłaczania oraz odbioru gazu. Magazyn gazu Strachocina zlokalizowany jest w południowo-wschodniej Polsce, niedaleko Sanoka. Zakład Podziemnego Magazynowania Gazu przeprowadził analizę eksploatacji PMG Strachocina do roku 2006. Wykonana analiza dała odpowiedź, że stara technologia odwiertów pionowych nie wystarczy do osiągnięcia sukcesu inwestycyjnego, polegającego na rozbudowie magazynu Strachocina. Zakład PMG wiedział, że musi skorzystać z technologii odwiertów poziomych, w której nie posiadał żadnego doświadczenia. W tym czasie wykonano w Polsce tylko kilka odwiertów poziomych. Postanowiliśmy nawiązać współpracę z firmą Baker Hughes i poprosiliśmy ją o pomoc w zaprojektowaniu technologii wiercenia i wykonania odwiertów. Zespół Zakładu PMG obliczył, że musi zostać odwierconych 8 otworów horyzontalnych, w trudnych warunkach geologicznych. Na podstawie zaleceń Baker Hughes, doświadczeń polskiej firmy wiertniczej Exalo oraz wiedzy Instytutu z zakresu geologii PMG Strachocina zaprojektowano trajektorię 8 nowych odwiertów. Współpracując z Baker Hughes, wspólnie zaprojektowaliśmy udostępnienie horyzontów magazynowych z wykorzystaniem technologii filtrów poszerzalnych. W tamtym czasie technologia ta została zastosowana na świecie po raz drugi. Podczas wiercenia byliśmy przygotowani na ucieczki płynów wiertniczych ze względu na rozległy system naturalnych spękań występujących w horyzontach magazynu Strachocina. Osiągnięcie parametrów inwestycyjnych było zagrożone podczas wiercenia dwóch pierwszych odwiertów poziomych ze względu na duże straty płuczki wiertniczej oraz niemożność odwiercenia projektowanej długości odcinka poziomego. W jednym odwiercie straciliśmy 4000 metrów sześciennych płuczki wiertniczej. Podczas wiercenia drugiego odwiertu poprosiliśmy firmę Baker Hughes o pomoc w udoskonaleniu technologii wiercenia. Nasi partnerzy z Baker Hughes przygotowali rozwiązanie w 3 tygodnie. W związku z tym udoskonalona technologia została zastosowana podczas wiercenia trzeciego odwiertu. Okazało się, że możemy wywiercić dłuższy odcinek poziomy z mniejszymi stratami płynu wiertniczego. W artykule przedstawiona została idea projektu, proces budowania zespołu, problemy projektowe rozwiązane przez zespół, decyzje podjęte w trakcie realizacji rozbudowy PMG Strachocina oraz ich rezultaty. Głównym celem publikacji jest pokazanie, jak połączenie „zachodniej” technologii i doświadczenia ze „wschodnią” wiedzą tworzy historię sukcesu wszystkich partnerów.

3

Performance analysis of a horizontal well located in an underground gas storage facility

Zyzański Paweł

Journal of Geotechnology and Energy

|

2021

|

Vol. 38, no. 2

25--38

EN

Natural gas is the most ecological fossil fuel thanks to lower CO2 emissions and no dust pollution, hence it is included into raw materials beneficial from the point of view of environmental protection. Natural gas is extracted from deposits often located at great depths by means of both vertical and horizontal drilling, characterised by high efficiency in terms of obtaining the highest possible productivity, which will allow the existing resources of the deposit to be exploited in the shortest possible time. The paper analyses the influence of factors such as reservoir pressure, the thickness of the reservoir, the length of a horizontal section, average permeability of a reservoir, turbulence coefficient and water exponent on the process of lifting a liquid phase during the operation of a horizontal well located in an underground gas storage facility. The calculations were carried out using data concerning exploitation of the “B” natural gas field and conducted using the “IHS PERFORM” computer programme, which is the leading industry software for carrying out analyses of productivity changes in gas wells. In the final part of the article, conclusions are given, summarising the results of the nodal analysis reservoir performance curve (IPR) and well throughput curve (VLP).

4

Analysis of the Collapse Gradient of Deep Water Horizontal Wellbore and the Effects of Mud Chemical Activity and Variation in Water Depth

Dosunmu Adewale, Nwonodi Roland I., Ekeinde Evelyn

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2020

|

Vol. 42, nr 3

232--241

EN

Wellbore collapse is an instability-event that occurs at low mud density and leads to unfavorable economic project, reaching billions of US dollars. Thus, it is important to accurately determine its value, especially in deepwater horizontal wellbores. The main reasons for nontrivial problems with such wellbores are evident: the shale encountered are anisotropic in nature and possess planes of weakness; they react with water-based mud, generate osmotic stresses, swell, and fall unto the wellbore bottom, thereby increasing the non-productive time. To this end, salts are added to reduce the collapse tendency, but it is not currently known what amount of salt addition maintains stability, and does not lead to wellbore fracture; in deepwater, the current trend in global warming means there is a future concern to the industry. As the climate temperature increases, more ice melts from the polar region, the seawater expands and the sea level rises. How to incorporate the corresponding effect on collapse gradient is scarcely known. This study captures the major concerns stated above into wellbore stability analysis. Following the classical approach for geomechanical analysis, Mogi-Coulomb criterion was combined with a constitutive stress equation comprising contributions from mechanical and osmotic potentials of mud and shale. A sophisticated industry model was used to consider the deepwater effect. The results show significant reduction in collapse gradient as the water depth increases, also, larger difference between the mud and shale chemical activities represents higher complexities in the wellbore. In addition, the reduction in the chemical activities of mud limited to 37.5% of the initial value can be practically safe.

5

A comparison of the efficiency of riverbank filtration treatments in different types of wells

Górski J., Dragon K., Kruć R.

Geologos

|

2018

|

Vol. 24, No. 3

245--251

EN

In the paper, a comparison of the efficiency of riverbank treatments is outlined for the Krajkowo well field, where different methods of water abstraction are used. The water is extracted from 29 vertical wells that are located at a distance of 60–80 m from the channel of the River Warta and from a horizontal well with radial drains located 5 m below the bottom of the river. The results of a two-year water-quality investigation indicate that the water quality in both types of abstraction system is influenced by the quality of river water. The water quality observed in the horizontal well is closely similar to that of the river water, with similar concentrations of sulphates, nitrates and micropollutants, but a reduction in bacteriological contamination and plankton is clearly seen. The reduction in contaminants is mainly the result of physical processes, such as mechanical entrapment of suspended material and colloids as well as bacteria and plankton. In the vertical wells, the influence of contamination from river water is also visible, but the reduction in contamination is more significant, especially in cases of bacteria, plankton, micropollutants and nitrates, and is determined by both physical and chemical processes, such as sorption, dissolution, red-ox processes and denitrification. The present research shows that river water treatment is more effective in the case of vertical wells. The most favourable distance of a well from the channel of the river, from the perspective of water quality, is 150–200 m, which corresponds to a residence time of about six months.

6

Optymalizacja kosztów prac wiertniczych na złożach gazu z pokładów łupków – zarys koncepcji

Byrska-Rąpała A., Feliks J., Karkula M., Wiśniowski R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

21--35

PL

Polska w ostatniej dekadzie stała się jednym z najbardziej aktywnych rynków poszukiwania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Obecnie na terenie kraju obowiązuje 20 koncesji na poszukiwanie i/lub rozpoznawanie złóż, w tym gazu z łupków. Powierzchnia objęta koncesjami poszukiwawczymi to 7,5% powierzchni kraju. W cyklu życia projektu zagospodarowania i eksploatacji gazu z zasobów łupkowych można wyróżnić cztery główne etapy: wybór i przygotowanie miejsca wykonania odwiertów, etap wiercenia i szczelinowania hydraulicznego, eksploatacja (produkcja) i marketing oraz „wygaszenie” eksploatacji i rekultywacja terenu. W artykule przedstawiono koncepcję analizy kosztów projektu inwestycyjnego związanego z poszukiwaniem i zagospodarowaniem złoża/obszaru gazu z łupków. Poddano analizie dwa pierwsze etapy dotyczące prac przygotowawczych, realizowanych na wybranym placu oraz prac wiertniczych i szczelinowania hydraulicznego. Ze względów ekonomicznych jedynym racjonalnym sposobem udostępnienia złóż gazu łupkowego jest stosowanie otworów poziomych, wykonywanych pojedynczo lub grupowo. Ilość padów wiertniczych, pokrywających obszar koncesji jest podstawowym determinantem kosztów zagospodarowania złoża. W artykule przedstawiono wyniki analizy kosztów różnego rodzaju sposobu rozwiercania złoża o powierzchni 25 000 000 m2 . Oszacowań kosztów dokonano dla dwóch wariantów: grupowego wiercenia dla trzech rodzajów padów wiertniczych − z trzema, pięcioma i siedmioma otworami oraz dla otworów wykonywanych pojedynczo. Wyniki analizy pokazują, że wraz ze wzrostem liczby odwiertów w padzie maleją sumaryczne koszty rozwiercania złoża o założonej powierzchni. Dla padów z trzema odwiertami są mniejsze w stosunku do wariantu drugiego o ponad 7%, przy pięciu są mniejsze o 11%, a przy siedmiu odwiertach realizowanych z jednego placu budowy są mniejsze w stosunku do wariantu drugiego o 11,5%. Autorzy poprzez zastosowaną metodykę wskazują kierunek oraz sposoby dalszych badań i analiz, które umożliwią optymalizację prac wiertniczych na złożach gazu z łupków.

EN

In the last decade, Poland has become one of the most active markets for unconventional hydrocarbon deposits exploration. At present, there are twenty concessions for the exploration and/or discovery of reserves, including shale gas. The area covered by exploration concessions constitutes ca. 7.5% of the country’s area. Four main stages can be distinguished In the shale gas development and exploitation project: the selection and preparation of the place of development of the wells, hydraulic drilling and fracturing, exploitation (production) and marketing, exploitation suppression and land reclamation. In the paper, the concept of cost analysis of an investment project related to the exploration and development of a shale gas field/area was presented. The first two stages related to the preparatory work, carried out on the selected site, as well as drilling and hydraulic fracturing were analyzed. For economic reasons, the only rational way to make shale gas reserves available is to use horizontal drilling, either singly or in groups. The number of drilling pads covering the concession area is a fundamental determinant of the development cost of the deposit. In the paper, the results of the cost analysis of various types of reaming method with an area of 25,000,000 m2 were presented. Cost estimates were prepared for two variants: group drilling for three types of drilling pads: with three, five and seven wells and for single wells. The results show that, as the number of horizontal wells increases, the total cost of the development of the deposit is reduced. For tree-wells pad, these costs are 7% lower than in the second variant, for five-well pads they are 11% lower, and for seven-well pads they are 11.5% smaller than in the second variant. Authors, using applied methodology, indicate the direction of further research that will enable the optimization of shale gas drilling operations.

7

The nonlinear oil–water two-phase flow behavior for a horizontal well in triple media carbonate reservoir

Wang Y., Tao Z., Chen L., Ma X.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 5

977--989

EN

Carbonate reservoir is one of the important reservoirs in the world. Because of the characteristics of carbonate reservoir, horizontal well has become a key technology for efficiently developing carbonate reservoir. Establishing corresponding mathematical models and analyzing transient pressure behaviors of this type of well-reservoir configuration can provide a better understanding of fluid flow patterns in formation as well as estimations of important parameters. A mathematical model for a oil-water two-phase flow horizontal well in triple media carbonate reservoir by conceptualizing vugs as spherical shapes are presented in this article. A semi-analytical solution is obtained in the Laplace domain using source function theory, Laplace transformation, and superposition principle. Analysis of transient pressure responses indicates that seven characteristic flow periods of horizontal well in triple media carbonate reservoir can be identified. Parametric analysis shows that water saturation of matrix, vug and fracture system, horizontal section length, and horizontal well position can significantly influence the transient pressure responses of horizontal well in triple media carbonate reservoir. The model presented in this article can be applied to obtain important parameters pertinent to reservoir by type curve matching.

8

Zastosowanie odwiertów horyzontalnych w eksploatacji złóż i PMG

Kwilosz T.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 12

926--931

PL

Opracowanie zawiera wyniki obserwacji i analiz związanych z wykorzystaniem odwiertów horyzontalnych w eksploatacji konwencjonalnych złóż ropy i gazu oraz podziemnych magazynów gazu. Wskazano główne obszary zastosowania technologii odwiertów horyzontalnych i przedstawiono wyniki oceny ich efektywności w porównaniu z odwiertami pionowymi. Posłużono się rezultatami analiz opracowanymi głównie przez ośrodki badawcze w USA, dotyczącymi obszaru USA i Kanady.

EN

The study contains the results of observations and analyzes associated with the usage of horizontal wells in conventional production from oil and gas fields and underground gas storage. The article shows the main areas of the application of horizontal drilling technology and the results of the assessment of their effectiveness in comparison with vertical well technology. Results of analyzes developed, mainly by research centers from the USA, relating to the territory of the United States of America and Canada were used.

9

Analytical design of water-free production in horizontal wells using hodograph method

Qin W., Wojtanowicz A. K., White C. D.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

287--300

EN

Horizontal well has been widely used as a solution for oil reservoir with underlain strong water drive. The advantage of horizontal well over vertical well is to increase the reservoir contact and thereby enhance well productivity. Because of that, horizontal well can provide a very low pressure drawdown to avoid the water coning and still sustain a good productivity. However, the advantage of the large contact area with reservoir will soon become the disadvantage when the water breakthrough into the horizontal well. The water cut will increase rapidly due to the large contact area with reservoir and it may cause the productivity loss of the whole well. Therefore, keeping the horizontal well production rate under critical rate is crucial. However, existing models of critical rate either oversimplify or misrepresent the nature of the WOC interface, resulting in misestimating the critical rate. In this paper, a new analytical model of critical rate is presented to provide accurate calculations on this subject for project design and performance predictions. Unlike the conventional approach, in which the flow restriction due to the water crest shape has been neglected; including the distortions of oil-zone flow caused by the rising water crest, the new analytical model gives an accurate simultaneous determination of the critical rate, water crest shape and the pressure distribution in the oil zone by using hodograph method combined with conformal mapping. The accuracy of this model was confirmed by numerical simulations. The results show that neglecting the presence of water crest leads to up to 50 percent overestimation of critical rates.

PL

Typową metodą eksploatacji złóż ropy naftowej z naporową wodą podścielającą są otwory poziome. Ich zaleta w porównaniu z otworami pionowymi jest wysoki wskaźnik produktywności dzięki większej powierzchni kontaktu ze złożem. Otwór poziomy jest produktywny przy bardzo małej depresji która pomaga uniknąć stożków wodnych prowadzących do zawodnienia otworu. Jednakże duża powierzchnia kontaktu ze złożem staje się wadą otworów poziomych gdy stożek wodny dostanie się do otworu. Następuje wtedy gwałtowne zawodnienie otworu i szybka utrata produktywności. Z tego powodu wydatek otworu musi być utrzymany poniżej wartości wydatku krytycznego, tzn. maksymalnego wydatku bez udziału stożka wodnego. Istniejące modele analityczne wydatku krytycznego są albo zbyt uproszczone lub też niedokładne w opisie lokalnej powierzchni kontaktu między ropą naftową i wodą podścielającą co prowadzi do błędnej oceny wydatku krytycznego. W tym artykule prezentujemy nowy model matematyczny wydatku krytycznego który jest bardziej dokładny przez co lepiej nadaje się do obliczeń projektowych. W przeciwieństwie do istniejących modeli, nasz model uwzględnia ograniczenie dopływu ropy do otworu spowodowane wzrostem stożka wodnego ponad statyczną powierzchnię kontaktu ropy z wodą podścielającą oraz pozwala dokładnie obliczyć wydatek krytyczny oraz opisać kształt powierzchni stożka i zmianę ciśnienia w złożu z odległością od otworu poziomego. Równania modelu zostały wyprowadzone z teorii hodografu połączonej z metodą odwzorowań konforemnych. Wyniki obliczeń przy użyciu równań modelu wykazują zgodność z wynikami symulatora złoża. Stwierdzono również, że typowe dla innych modeli założenie płaskiej powierzchni kontaktu ropa/woda i zaniedbanie efektu kształtu stożka wodnego może prowadzić do 50-procentowej przeceny wartości wydatku krytycznego.

10

Pomiary w odwiercie W-2

Tokarz S.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2003

|

R. 6, Nr 4-5 (60-61)

43-47