Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ cieczy przemywających na jakość zacementowania rur po użyciu płuczek wiertniczych o różnych mechanizmach inhibitowania hydratacji

Jasiński Bartłomiej, Uliasz Małgorzata, Zima Grzegorz, Błaż Sławomir

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

171--183

PL

Jednym z najważniejszych wymogów stawianych przed zabiegiem cementowania kolumn rur okładzinowych jest to, aby stwardniały zaczyn cementowy tworzył maksymalnie szczelne i trwałe połączenie między rurami a skałą. Mimo dużego postępu w technice cementowania, jak i coraz bardziej nowoczesnych składów stosowanych zaczynów cementowych ciągle zdarzają się nieudane zabiegi, szczególnie w utworach ilastych i zailonych. W trakcie przewiercania tego typu skał niekontrolowana hydratacja wywołana fizykochemicznym oddziaływaniem filtratu z nieodpowiednio zastosowanej płuczki wiertniczej może powodować naruszenie stateczności ściany otworu przez zachodzenie zjawiska dyspersji lub pęcznienia, dlatego stosuje się płuczki wiertnicze zawierające w składzie związki chemiczne mające za zadanie maksymalne ograniczenie niekorzystnego zjawiska pęcznienia minerałów ilastych. Utworzony na ścianie otworu osad korzystnie wpływa na proces wiercenia, jednak może być przyczyną gorszej przyczepności kamienia cementowego po zabiegu cementowania rur okładzinowych. Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych nad sformułowaniem składu cieczy przemywających pozwalających uzyskać wysoką jakość zacementowania kolumn rur okładzinowych po stosowaniu przy wierceniu płuczek wiertniczych zawierających różne inhibitory hydratacji skał ilastych: lateks, glikol, poliaminę. Do oceny skuteczności działania poszczególnych cieczy przemywających wykorzystano nowatorską metodykę badawczą polegającą na zastosowaniu cylindrycznych rdzeni skalnych. Na rdzeniach tych wytwarzano osad płuczkowy w warunkach otworopodobnych, używając aparatu Grace M2200 oraz specjalnie przystosowanej do tego komory HPHT. Następnie próbki poddawano przemywaniu za pomocą cieczy zawierających różne środki powierzchniowo czynne, a na końcu cementowano. Zacementowane próbki rdzeni skalnych były sezonowane w temperaturze 20°C oraz 50°C przez okres dwóch i siedmiu dni, po czym mierzono siłę potrzebną do zerwania przyczepności na kontakcie stwardniałego zaczynu cementowego ze skałą. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła wytypować środki, których użycie zapewnia najwyższą efektywność w usuwaniu osadu wytworzonego przez płuczkę wiertniczą.

EN

One of the main criteria to be met prior to the cementing the casing pipe column is that the hardened cement slurry should form the most tight and durable connection between the pipes and the rock. Despite the great progress in both the cementing technique and the increasingly modern compositions of the cement slurries used, unsuccessful treatments still occur, especially in clay and silt formations. When drilling through this type of rock, uncontrolled hydration caused by the physicochemical influence of the filtrate from improperly applied drilling mud may disturb the stability of the borehole wall through dispersion or swelling phenomena. This is why drilling fluids containing chemical compounds are used to minimize the unfavorable phenomenon of mineral swelling. The sediment formed on the wall of the hole has a positive effect on the drilling process, but it may lead to deteriorated adhesion of the cement stone after cementing of the casing pipes. The article presents the results of laboratory studies on the formulation of washer fluids to achieve high-quality cementation of casing columns after the use of drilling muds containing various hydration inhibitors of clay rocks: latex, glycol, polyamine. An innovative research methodology based on the use of cylindrical rock cores was used to assess the effectiveness of washer fluids. On these cores, a filter cake was produced in borehole-like conditions, using the Grace M2200 apparatus and a specially adapted HPHT chamber. The samples were then washed with liquids containing various surfactants and finally cemented. The cemented rock core samples were seasoned at 20°C and 50°C for two and seven days, and then the force needed to break the adhesion on the contact of the hardened cement slurry with the rock was measured. The analysis of the obtained results made it possible to select the agents the use of which ensures the highest efficiency in removing the sediment produced by the drilling mud.

2

Research and development of combined universal cement mortar admixture

Suleymanov Eldar, Ibrahimov Rafiq, Novruzova Sudaba, Bahshaliyeva Shirin

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

106--109

EN

Due to the wide variety of drilling and cementing conditions, different grades of cements for different conditions need to be produced by factories. Nowadays, with the development of test methods and techniques, additional materials and substances, the trend has been to focus on some basic cement (base), which, with various additional substances or materials, can be modified according to the conditions of use. According to the technology adopted in Schlumberger, two portions of cement slurry are mainly used for the entire length of the annulus “lead” and “tail” i.e. literally the “leader” (the first portion) and the “tail’ (the second, last portion). Of course, the treatment of these portions with chemical reagents is different, and the first portion is several times larger in volume than the second portion. It is known that as a result of unsuccessful cementing, a gas-water-oil show may appear, leading to the removal of casing strings, fire, etc. As a result, this leads to the abandonment of the well. There is a time difference between the mixing of the first and subsequent portions of dry cement, especially the last ones, since while the subsequent portions of dry cement are just being mixed, the freshest ones have not yet been mixed at all, but the first portions are already finished; this portion of cement slurry in the well gradually begins to thicken under the influence of temperature and pressure. An effective reagent is needed. The optimal composition of the combined reagent should be considered as follows: CMC – 0.2%; FLS – 0.4%; Na2CO3 – 0.05%.

PL

Ze względu na dużą różnorodność warunków wiercenia i cementowania, wcześniej w zakładach produkcyjnych starano się wytwarzać różne gatunki cementów, dostosowane do różnych warunków wiercenia. Obecnie, wraz z rozwojem metod i technik badawczych, jak również dodatkowych materiałów i substancji, trendem jest skoncentrowanie się na pewnym podstawowym cemencie (bazie), który za pomocą różnych dodatkowych substancji lub materiałów można modyfikować w zależności od warunków użytkowania. Zgodnie z technologią przyjętą w firmie Schlumberger stosuje się głównie dwie porcje zaczynu cementowego na całej długości przestrzeni pierścieniowej „prowadzącą” i „kończącą”, czyli dosłownie „lead” – pierwsza porcja i „tail” – druga, ostatnia porcja. Oczywiście obróbka tych porcji odczynnikami chemicznymi jest inna, a pierwsza porcja ma kilkakrotnie większą objętość niż druga. Wiadomo, że w wyniku nieudanego cementowania może dojść do wycieku gazowo-wodno-ropnego, prowadzącego do usunięcia kolumny rur okładzinowych, pożaru itp., co w efekcie prowadzi do likwidacji odwiertu. Istnieje różnica czasu między mieszaniem pierwszej i kolejnych porcji suchego cementu, zwłaszcza tych ostatnich, podczas gdy kolejne porcje suchego cementu są mieszane, ostatnie nie są jeszcze w ogóle wymieszane, a pierwsze porcje są już przygotowane; zaczyn znajdujący się w otworze zaczyna stopniowo gęstnieć pod wpływem temperatury i ciśnienia. Potrzebny jest więc skuteczny odczynnik. Optymalny skład połączonego odczynnika należy rozważyć w następujący sposób: CMC – 0,2%; FLS – 0,4%; Na2CO3 – 0,05%.

3

Analysis of cement stone in a well and a modern strategy for choosing grouting systems

Suleymanov Eldar, Ibrahimov Rafiq, Bashshaliyeva Shirin, Ibrahimov Zaur

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

662--667

EN

The long road of development of cementing technology, which ensured the development of cement compositions, methods of preparation, chemical treatment and transportation of binder material into the annular space of the well, did not solve all the problems of high-quality isolation of the layers. A reasonable physical criterion and exact methods for assessing the quality of fastening have not been found either as it is very difficult to reproduce downhole conditions during experimental work in order to establish a large number of simultaneously acting factors on the durability of the borehole lining. In this regard, there is no generally accepted method for testing cementing materials in the world and the issue of the necessary strength of stone from various cementing materials intended for cementing columns and installing cement bridges has not been resolved. The world's leading drilling service companies (Schlumberger, Halliburton, etc.) do not use special cements such as UCG, OCG, etc., but prepare their mixture specifically for each cementing process, based on one base cement selected for these oil and gas fields. Various types of weighting agents, lighteners and other mixing additives with the base cement provide the well-specific grouting system. All over the world, these systems are being prepared at specially equipped bases. The conducted studies give grounds to assert that high-quality normal, lightweight and weighted cement mortars can be obtained on the basis of local raw materials, provided that modern technology and equipment are available.

PL

: Długa droga rozwoju technologii cementowania, która zapewniła opracowanie składów cementu, metod jego przygotowania, obróbki chemicznej i transportu materiału wiążącego do przestrzeni pierścieniowej odwiertu, nie rozwiązała wszystkich problemów związanych z wysokiej jakości izolacją warstw. Podczas prac eksperymentalnych bardzo trudno jest odtworzyć warunki panujące w otworze wiertniczym, aby można było ustalić i przebadać szereg działających równocześnie czynników, mających wpływ na trwałość warstwy rur okładzinowych w otworze. W związku z tym na świecie nie ma ogólnie przyjętej metody testowania materiałów cementowych, a kwestia niezbędnej wytrzymałości kamienia z różnych materiałów cementowych przeznaczonych do cementowania kolumn rur okładzinowych i instalowania mostów i korków cementowych w odwiercie nie została rozwiązana. Wiodące na świecie firmy świadczące usługi wiertnicze (Schlumberger, Halliburton itp.) nie stosują specjalnych cementów, takich jak UCG, OCG itp., lecz przygotowują swoją mieszankę specjal- nie do każdego procesu cementowania, bazując na jednym rodzaju cementu wybranym dla tych konkretnych złóż ropy i gazu. Różne rodzaje środków obciążających i innych dodatków mieszanych z cementem bazowym zapewniają stosowanie specyficznego dla danego złoża systemu cementowania. Na całym świecie systemy te są przygotowywane w specjalnie wyposażonych bazach. Przeprowadzone badania dają podstawę do stwierdzenia, że wysokiej jakości normalne, lekkie i obciążone zaczyny cementowe można uzyskać na bazie lokalnych surowców – pod warunkiem dostępności nowoczesnej technologii i sprzętu.

4

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.

5

Zaczyny cementowe od uszczelniania otworów wiertniczych na Niżu Polskim w trudnych warunkach geologiczno-technicznych

Rzepka Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 2

91--100

PL

Artykuł omawia zagadnienia związane z uszczelnianiem kolumn rur okładzinowych na obszarze Niżu Polskiego. W części wstępnej publikacji omówiono uwarunkowania geologiczno-techniczne panujące podczas wykonywania prac wiertniczych w głębokich otworach Niżu Polskiego oraz trudności jakie mogą wystąpić podczas realizowania wierceń. W części badawczej zaprezentowano wyniki testów receptur zaczynów cementowych prowadzonych w warunkach HPHT. Badania laboratoryjne wykonywano w Zakładzie Technologii Wiercenia w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym. Ramowe składy receptur zaczynów cementowych opracowane zostały w INiG – PIB przy współpracy z Serwisem Cementacyjnym działającym przy firmie Exalo należącej do grupy PGNiG. Testy zaczynów cementowych wykonywane były zgodnie z normami: Przemysł naftowy i gazowniczy – Cementy i materiały do cementowania otworów – Część 1: Specyfikacja (PN-EN ISO 10426-1:2009) oraz Przemysł naftowy i gazowniczy – Cementy i materiały do cementowania otworów wiertniczych – Część 2: Badania cementów wiertniczych (PN-EN ISO 10426-2:2003). Zaczyny cementowe sporządzano na bazie 10% lub 20% solanki NaCl. W testowanych recepturach jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G HSR o wysokiej odporności na siarczany. Do uszczelniania kolumn rur o średnicy 9⅝” zaproponowano dwa rodzaje zaczynów: „lekkie” oraz o „normalnej” gęstości, które badano w temperaturze 80°C. Dla kolumny rur o średnicy 7” zamieszczono propozycję ciężkich zaczynów cementowych (o regulowanej gęstości) testowanych w 95°C i 120°C. Z kolei dla kolumn rur o średnicy 5” opracowano receptury o „normalnej” gęstości dla temperatur 130°C i 160°C. Wprowadzenie do zaczynu dodatków obniżających gęstość (w przypadku zaczynu górnego dla rur o średnicy 9⅝”) pozwoliło na uzyskanie receptur o regulowanej gęstości od około 1500–1650 kg/m3 . Z kolei dodatek obciążający (dodawany do receptur proponowanych do uszczelniania rur 7”) pozwolił na opracowanie zaczynów o gęstości w granicach od około 2060 do około 2350 kg/m3 . Zastosowanie odpowiednio dobranych opóźniaczy wiązania nowej generacji, umożliwiło sporządzanie receptur dla bardzo wysokich temperatur (do 160°C). Opracowane receptury zaczynów mogą znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych podczas prac prowadzonych na Niżu Polskim w trudnych warunkach geologiczno-technicznych.

EN

The article discusses issues related to casing pipe columns sealing in the Polish Lowlands. The introductory part of the publication presents geological and technical conditions prevailing during drilling the deep boreholes in the Polish Lowlands and difficulties that may occur during drilling. The authors present the results of cement slurries recipies tests conducted under HPHT conditions. Laboratory tests were carried out at the Drilling Technology Department in Oil and Gas Institute – National Research Institute. Slurry recipes had been developed in the Oil and Gas Institute – NRI in collaboration with the Cementing Service operating at the Exalo company belonging to the PGNiG group. Cement slurry tests were carried out in accordance with the following standards: Petroleum and natural gas industries – Cements and materials for well cementing – Part 1: Specification (PN-EN ISO 10426-1:2009) and Petroleum and natural gas industries – Cements and materials for well cementing – Part 2: Testing of well cements (PN-EN ISO 10426-2:2003). Cement slurries were prepared with 10% or 20% NaCl brine as a base. The G HRS cement with high sulfate resistance was used as a binder. Two types of slurry were proposed for sealing 9⅝” casing: “lightweight” and “normal” density, which were tested at 80°C. High-density cement slurries (with adjustable density) tested at 95°C and 120°C were proposed for 7” casing column. In turn, for 5” casing column recipes with “normal” density were developed for temperatures of 130°C and 160°C. The application of density-reducing additives to the slurry (in the case of lead cement slurry of 9⅝” casing) allowed us to obtain formulations with adjustable density from 1500 to 1650 kg/m3 . In turn, the weighting material added to the slurries for sealing 7” casings allowed us to develop slurries with a density ranging from 2060 to 2350 kg/m3 . The use of appropriately selected new generation setting retarders made it possible to prepare formulations for very high temperatures (up to 160°C). The developed cement slurry formulations can be used in the process of cementing casing columns in boreholes in the Polish Lowlands in difficult geological and technical conditions.

6

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.

7

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.

8

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.

9

Cement slurries for sealing high temperature and high reservoir pressure boreholes

Rzepka M., Kremieniewski M., Kędzierski M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 10

739--744

EN

A number of cement slurries proposed for sealing casing string in boreholes, where dynamic temperatures are in the range range from about 110 to about 150o C and pressures from 45 to 90 MPa, were investigated and analyzed in this article. In developing recipes were guided by the requirements to be met by cement slurry for the cementing of casing in the conditions of the occurrence of very high temperatures and reservoir pressures. Before the application of cement slurry in industrial conditions, the density, viscosity, thickening time, cement setting, free water and compressive strength of cement stone were examined. Developed cement slurries for HPHT conditions in research carried out in the Oil and Gas Institute – National Research Institute, had densities in the range from 1865 to 1890 kg/m3 and after appropriate fluidifying were characterized by good rheological parameters. Thickening times of the developed cement slurries ranged from approx. 4 to approx. 6 ½ hours, and can be successfully adjusted (most effectively with a suitably selected additive of sodium lignosulfonate in an amount of about 0,25÷1%). The initial viscosities of the cement slurries tested in the HPHT consistometer were small (about 10 Bc). The course of changes in the consistency of cement slurries was “rectangular”, and time between the consistency of 30 and 100 Bc was generally short (about 10 minutes or less). Cement stones formed after bonding of developed cement slurries were characterized by extremely high mechanical parameters. After 2 days, compressive strength of most tested samples exceeded 25 MPa, and after 7 days of hydration, the compressive strength was about 35 MPa. The cement slurry recipes presented in the article can be used for sealing casing strings in our country or in Ukraine (where cementation is performed in deep boreholes).

PL

W artykule przedstawiono opis i analizę badań szeregu zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych, w których występują temperatury dynamiczne w zakresie od około 110°C do około 150°C i ciśnienia od 45 MPa do 90 MPa. Przy opracowywaniu receptur kierowano się wymaganiami, jakie powinien spełniać zaczyn cementowy użyty do cementowania rur okładzinowych w warunkach występowania bardzo wysokich temperatur oraz ciśnień złożowych. Przed zastosowaniem zaczynu cementowego w warunkach przemysłowych zwracano uwagę na jego gęstość, lepkość, czas gęstnienia, wiązanie, filtrację, odstój wody oraz wytrzymałość kamienia cementowego na ściskanie. Opracowane w INiG – PIB zaczyny cementowe do warunków HPHT posiadały gęstości od 1865 kg/m3 do 1890 kg/m3 i po odpowiednim upłynnieniu cechowały się dobrymi parametrami reologicznymi. Czasy gęstnienia zaczynów cementowych wynosiły od około 4 godzin do około 6,5 godziny i można je z powodzeniem regulować (najskuteczniej za pomocą odpowiednio dobranego dodatku lignosulfonianu sodowego w ilości około 0,25÷1%). Lepkości początkowe zaczynów badanych w konsystometrze ciśnieniowym były niewielkie (wynosiły około 10 Bc). Przebieg zmian konsystencji zaczynów cementowych miał charakter „prostokątny”, a czas pomiędzy uzyskaniem konsystencji 30 Bc i 100 Bc był z reguły krótki (około 10 minut lub krócej). Kamienie cementowe powstałe po związaniu opracowanych zaczynów cechowały się niezwykle wysokimi parametrami mechanicznymi. Już po 2 dniach wytrzymałość na ściskanie większości badanych próbek przekraczała 25 MPa, natomiast po 7 dniach hydratacji wynosiła około 35 MPa. Zaprezentowane w artykule receptury zaczynów mogą być zastosowane podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w naszym kraju lub na obszarze Ukrainy (gdzie mamy do czynienia z wykonywaniem prac cementacyjnych w głębokich otworach wiertniczych).

10

Dobór prędkości tłoczenia cieczy przemywającej w aspekcie poprawy oczyszczania przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego

Kędzierski M.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2017

|

R. 20, Nr 9 (227)

4--6

PL

Cementowanie jest jednym z najważniejszych etapów podczas wykonywania otworu wiertniczego. Zaczyn cementowy wypełnia i uszczelnia przestrzeń pierścieniową pomiędzy kolumną rur okładzinowych a formacją geologiczną otaczającą otwór wiertniczy. Niekompletna izolacja strefowa może powodować ucieczki gazu, wycieki ropy naftowej oraz ograniczyć potencjał eksploatacyjny otworu wiertniczego. Nieusunięcie osadu płuczkowego lub płuczki wiertniczej ze ściany otworu prowadzić może do powstawania kanałów płuczki w płaszczu cementowym. W celu zapewnienia skutecznego związania rur okładzinowych z formacją geologiczną z pomocą zaczynu cementowego, płuczka wiertnicza oraz osad powstały na ścianie otworu muszą zostać w jak największym stopniu usunięte. Jako środek zapobiegawczy najczęściej stosuje się wtłaczanie przed zaczynem cementowym cieczy przemywających i buforowych. Ciecze przemywające wpływają na oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej z płuczki wiertniczej i umożliwiają dobre związanie cementu ze skałą.

EN

Cementing is one of the most important steps in well construction. Cement slurry fills and seals the annular space between casings and geological formation surrounding the well. Incomplete zone isolation can cause gas leakage, oil spills and reduce the potential exploitation of the well. Non-removal of the filter cake or frilling fluids from the borehole wall can lead to channelling in the cement sheath. In order to ensure effective bonding of the casing with geological formation by cement slurry, the drilling fluids and filter cake formed on the wall of the borehole mu be removes as much as possible. As a precautionary measure, washes and spacers are pumped into the hole before the cement slurry. Preflushes prepare the annulus for the upcoming cement placement and affect the cleaning of the annular space from the drilling mud and allow good bonding of the cement to the rock.

11

Zastosowanie terpolimeru poli(KAMPS-co-AAm-co-VAm) do regulacji filtracji zaczynu uszczelniającego

Stryczek S., Wiśniowski R., Wysocki S., Złotkowski A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

984--988

PL

Zaczyny uszczelniające przeznaczone do cementowania kolumn rur okładzinowych w głębokich otworach muszą odznaczać się ściśle określonymi parametrami technologicznymi, pozwalającymi na skuteczne zastosowanie ich w danych warunkach otworowych. Jednym z takich parametrów jest filtracja zaczynu uszczelniającego, która powinna odznaczać się jak najmniejszą wartością. Domieszki chemiczne służące do regulacji filtracji oferowane są przez Serwisy Cementacyjne. Mechanizm ich działania w zaczynach uszczelniających jest złożony i w większości przypadków oprócz ograniczenia filtracji dodatkowo powodują pogorszenie właściwości reologicznych zaczynu. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu nowo syntezowanego w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie polimeru obniżającego filtrację zaczynu, który nie ingeruje w sposób istotny na wzrost parametrów reologicznych w porównaniu z domieszkami stosowanymi dotychczas.

EN

The title polymer and a com. additive for reducing rate of filtration were sep. introduced into the sealing slurries used for cementing the casing in deep wells. Filtration rate and rheol. parameters of both types of suspensions were detd. according to the relevant std. The tested polymer was recommended for making slurries.

12

Flüssigkeitsstrahllöten - ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen an extrem dünnen Bauteilen

Winkelmann R., Kilian A., Serafinski D.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 9

9--13

DE

Das Automobil der Zukunft muss die wach-senden gesellschaftlichen Erwartungen im Hinblick auf Energieeffizienz, Kraftstoffver-brauch, Klimaschutz, Sicherheit, Komfort und Nachhaltigkeit erfüllen. Dem Leichtbau kommt dabei eine besondere Rolle zu. Neuere Entwicklungen gestatten es, dem Endan-wender – der Mobilität produzierenden Industrie – bereits mit vorgefertigten Leichtbau-verbundwerkstoffen, den Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen, zu arbeiten. Diese neuen Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffe intelligent zu nutzen, erfordert geeignete Fügetechnologien. Das tragfähige Verbinden von Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen unter Beibehaltung des Multimaterialkonzeptes wird zum zentralen Baustein der Realisierung von Leichtbau. Ziel des Beitrages ist es, eine neuartige, effiziente Fügetechnologie zur Herstellung von Karosseriekomponenten mit Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen und konventionellen Stählen durch den Einsatz thermischer Energie in Form eines metallischen Flüssigkeitsstrahles vorzustellen.

PL

Motoryzacja przyszłości musi sprostać rosnącym społecznym oczekiwaniom związanym z efektywnym wykorzystaniem energii, zużyciem paliwa, ochroną środowiska, bezpieczeństwem, komfortem i trwałością. Lekkie konstrukcje pojazdów odgrywają przy tym szczególną rolę. Najnowsze rozwiązania technologiczne pozwalają użytkownikowi – w tym wypadku branży motoryzacyjnej – pracować z odpowiednio przygotowanymi lekkimi kompozytami na bazie stali i tworzywa sztucznego. Inteligentne zastosowanie tych kompozytów typu sandwich wymaga odpowiedniej technologii łączenia. Uzyskanie połączeń kompozytów, które spełniają warunki nośności, przy uwzględnieniu wielomateriałowej struktury pojazdu będzie głównym aspektem realizacji lekkich konstrukcji w motoryzacji. Celem artykułu jest przedstawienie nowej, efektywnej technologii wykonywania połączeń elementów karoserii z blach kompozytowych i konwencjonalnych z wykorzystaniem energii cieplnej strumienia ciekłego metalu i aktywacji laserowej.

13

Remkan - pionierzy polskiego cementowania

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2016

|

Nr 5

26--28

PL

Poznańskie Przedsiębiorstwo Robót i Usług Specjalistycznych Remkan Sp. z o.o. powstało w Poznaniu w 1987 r. z inicjatywy założycieli, Mariana Krajewskiego i Ryszarda Jureckiego, jako firma specjalizująca się w budowie i remontach sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. Świadczymy usługi na rzecz przedsiębiorstw komunalnych i wodociągowych. Jako pierwsi w Polsce wprowadziliśmy technologię cementowania przewodów wodociągowych. Do dnia dzisiejszego wycementowaliśmy ponad 250 km magistral wodociągowych i sieci rozdzielczych o średnicach Ø 150–2200 mm w Polsce oraz Europie.

EN

As pioneers in Polandm, we have introduced the technology of cementing water pipelines. To date, we have cemented over 250 km of trunk water mains and distribution networks with diameters of Ø 150-2200 mm in Poland and in Europe.

14

Ocena wpływu cieczy przemywających na jakość zacementowania rur w otworze wiertniczym po użyciu płuczki glikolowo-potasowej

Jasiński B.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 6

413--421

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad sformułowaniem składu cieczy przemywających pozwalających uzyskać wysoką jakość zacementowania kolumn rur okładzinowych po stosowaniu przy wierceniu płuczki glikolowopotasowej. W toku badań sprawdzono wpływ pięciu rodzajów cieczy przemywających oraz wody na wartość przyczepności na kontakcie stwardniały zaczyn cementowy–skała. Zacementowane próbki rdzeni skalnych były sezonowane w temperaturze 20°C oraz 80°C przez okres dwóch i siedmiu dni, a następnie wyniki badania przyczepności odnoszono do przyczepności bazowej. Po analizie uzyskanych rezultatów wytypowano środki, których użycie zapewnia najwyższą efektywność usuwania osadu wytworzonego przez płuczkę wiertniczą.

EN

The article presents results of laboratory tests, on the formulation of wash fluids composition, which allow to obtain high quality casing cementing after using glycol based drilling mud. During the studies the impact of five types of wash fluids, on the value of adhesion between set cement slurry and rock was tested. Cemented rock cores were kept at 20°C and 80°C for a period of two and seven days, and then the adhesion test results were compared to the base adhesion. After analysis of the obtained results, several agents were selected, the use of which provides the highest efficiency in the removal of mud cake created by the drilling fluid.

15

Porównanie metody klejenia oraz przykręcania korony zęba do łącznika implantu stomatologicznego przy pomocy analizy MES

Materac A., Niesłony A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 11

95--102

PL

Istnieją dwie metody osadzania sztucznej korony zęba na łączniku. Wyróżniamy klejenie (cementowanie), które jest kosztowną metodą, ale pozostawia bardzo zadowalający efekt końcowy leczenia oraz przykręcanie korony zęba – tańsze, jednak problematyczne i pozostawia ślady lakowania na koronie. W artykule przedstawiono porównanie wytrzymałości poszczególnych połączeń przeprowadzone przy pomocy Metody Elementów Skończonych. Uproszczone modele zostały poddane sile równej 100N oraz 500N.

16

Środki utleniające i enzymatyczne do usuwania osadów filtracyjnych z płuczek wiertniczych przed zabiegiem cementowania

Zima G., Uliasz M., Błaż S., Jasiński B.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

727--732

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad określeniem zdolności enzymów i utleniaczy do rozkładu polimerów stosowanych w składach płuczek wiertniczych, na podstawie pomiarów parametrów reologicznych zawiesin koloidalnych polimerów i płuczek wiertniczych. Badania te prowadzono przy różnym pH i zasoleniu (NaCI) i dotyczyły one wpływu wybranych środków (utleniaczy i enzymów) na parametry reologiczne płuczek wiertniczych. Do badań użyto płuczek wiertniczych o składach stosowanych przez serwisy płuczkowe na przedgórzu Karpat oraz na Niżu Polskim. Wybrane do badań płuczki zawierały w swoim składzie zarówno koloidy ochronne typu skrobiowego, jak i celulozowego, co pozwoliło na dobór odpowiednich środków (utleniaczy i enzymów) w zależności od typu użytego w składzie płuczki zestawu polimerów. Badania z udziałem płuczek wykonywano głównie w warunkach symulujących warunki otworowe, tj. w obecności zwiercin i skażeń chemicznych oraz w podwyższonej temperaturze. Uzyskano pozytywne wyniki odnośnie możliwości upłynniania płuczki bezpośrednio przed cementowaniem, a również możliwości zastosowania utleniaczy i enzymów w składach cieczy przemywających do usuwania osadów filtracyjnych.

EN

The paper presents the results of laboratory tests to determine the ability of enzymes and oxidants to degrade the polymers used in the composition of drilling fluids from measurements of the rheological parameters of colloidal suspensions of polymers and drilling fluids. These studies were carried out at different pH and salinity (NaCI), they relate to impact of oxidants and enzymes on rheological parameters of drilling fluids. Muds used in the study are applied by the drill sites in the foothills of the Carpathians and the Polish Lowlands. Muds selected for study included in its composition, both protective colloids such as starch and cellulose which allowed the selection of oxidants and enzymes, depending on the type of polymers used in the composition of a mud. Studies of drilling muds was performed under borehole conditions, i.e. presence of cuttings and chemical contamination and high temperatures. Positive results were achieved regarding the possibility of thinning of mud just before cementation, and the possibility of using oxidants and enzymes in the composition of the washing fluids to remove filter cake.

17

Ocena działania dodatków opóźniających czas wiązania zaczynów cementowych na podstawie badań laboratoryjnych

Dębińska E.

Nafta-Gaz

|

2012

|

R. 68, nr 4

225-232

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań zaczynów cementowych o obniżonej, "normalnej" i zwiększonej gęstości, przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych na głębokościach około 3000-4000 metrów. Badania laboratoryjne prowadzono w warunkach otworopodobnych, tj. w temperaturze około 90[stopni]C i ciśnieniu około 60 MPa. Gęstości zaczynów regulowano dodatkami odciążającymi (mikrosfery) i obciążającymi (hematyt). Do składów o obniżonej i .normalnej. gęstości dodawano ponadto środek uplastyczniający, który zwiększał elastyczność kamienia cementowego. Badania wykonywano dla dwóch rodzajów środków opóźniających czas wiązania, o symbolach A i B, należących do grupy najczęściej stosowanych dodatków opóźniających - modyfikowanych lignosulfonianów. Były one odporne na zasolenie i można je było stosować w zaczynach zarabianych 20-procentową solanką, jak i bazujących na wodzie słodkiej o różnym zasoleniu (KCl - 3%, NaCl - 10%). Zastosowane opóźniacze wiązania powodowały proporcjonalne narastanie czasu gęstnienia wraz ze wzrostem ich stężenia w zaczynie cementowym, a ponadto wpływały na obniżenie konsystencji zaczynu. Jednocześnie po osiągnięciu założonego czasu potrzebnego do zatłoczenia zaczynu do otworu zapewniały krótki okres przejścia między 30 Bc a 100 Bc. Za skuteczniejszy dodatek opóźniający uznano środek A, gdyż niewielkie jego ilości wystarczały, aby znacznie wydłużyć czas gęstnienia zaczynu cementowego. Dla prezentowanych w artykule zaczynów cementowych wykonano oznaczenia gęstości, rozlewności, parametrów reologicznych, czasu gęstnienia, odstoju wody i wielkości filtracji. W przypadku kamieni cementowych określono parametry mechaniczne: wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur oraz przepuszczalności dla gazu. W wyniku badań opracowano receptury zaczynów cementowych mogących znaleźć zastosowanie w przemyśle do uszczelniania kolumn rur w głębokich otworach wiertniczych przy wysokich temperaturach i ciśnieniach.

EN

The paper presents results of tests performed on reduced-, normal- and high-density cement slurries used to seal casings at depths to about 3000-4000 meters. Laboratory tests were carried out in conditions similar to those that occur in deep boreholes i.e. at about 90[degrees]C and a pressure of about 60 MPa. The density of slurries was adjusted by adding microspheres and hematite. A flexible agent was added to reduced and normal density slurries to obtain higher values of elasticity cement stone. Tests were performed for two different types of retarders A and B, which belong to the most commonly used group of retarders - modified lignosulfonates. They were resistant to salinity, and can be used in slurries attaining 20% brine and based on fresh water about different salinity (KCl - 3%, NaCl - 10%). It caused a proportional increase of thickening time with increase of their concentration. Simultaneously after reaching the time needed to pumping cement slurry it provided a short period of transition between 30 to 100 Bc. Better results were obtained using retarder marked A, because smaller amounts of this retarder were enough to increase thickening time. For slurries present in this article the following properties were measured: density, fluidity, thickening time, rheological parameters, free water and filtration. Mechanical parameters for cement stone were determined: compressive strength, adhesion to the pipe, gas permeability. As a result of the testing, a new recipe of cement slurries was developed. These cement slurries can potentially be applied in industry for sealing deep HTHP boreholes (with high temperatures and pressures).

18

Cementy wiertnicze. Cz.9. Zagadnienia reologii w cementowaniu otworów wiertniczych

Bensted J., Smith J. R.

Cement Wapno Beton

|

2011

|

R. 16/78, nr 2

92-100

PL

Charakterystyka cementów wiertniczych w trakcie pompowania zaczynów do przestrzni pierścieniowej w głębi odwiertu jest bardzo ważna. Zaczyn cementowy powinien normalnie znajdować się w ruchu turbulentnym, aby zapewnić dobre związanie cementu ze stalowym orurowaniem, jak i ze ścianami otworu odwiertu. Niezależnie od zwyczajowych badań reologicznych prowadzonych w laboratoriach cementowych, pomiary w warunkach polowych nie mogą mieć powszechnie obowiązujących granic, gdyż warunki w odwiercie zależą od występujących temperatur i ciśnień oraz oprzyrządowania zastosowanego w trakcie cementowania odwiertu.

EN

Rheological characteristics of oilwell cements during pumping the slurries into position in the well annuli down hole are very important. The cement slurries should normally be in turbulent motion for achieving good cement bonding with both the steel casing and the borehole walls. Apart from the customary rheological tests undertaken in the cement laboratories, field tests cannot have mandatory limits on a global basis, because actual field conditions are dependent upon the precise temperatures, pressures and equipment employed during the well cementing jobs carried out in the field operations.

19

Projektowanie zabiegów cementowania

Bernacki R., Skuba J.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2010

|

R. 13, Nr 11 (151)

4-7

20

Nowe sposoby dostosowywania reologii płuczki polimerowej do zabiegów cementowania

Błaż S., Uliasz M., Zima G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 170 wyd. konferencyjne

751--755

PL

W referacie przedstawiono sposoby modyfikowania właściwości płuczek wiertniczych przed zabiegiem cementowania rur okładzinowych. W większości przypadków, podczas płukania otworu przed zabiegiem cementowania występują trudności związane z usunięciem osadu filtracyjnego powstałego na ścianach otworu w procesie wiercenia. Usunięcie osadów może być ułatwione po częściowym zniszczeniu polimerów nadających mu przyczepność i wytrzymałość. Rozkład polimerów można przeprowadzić poprzez zastosowanie enzymów lub środków o działaniu utleniającym. Zastosowanie ww. związków powoduje zmiany parametrów reologicznych płuczek oraz wpływa na właściwości osadów filtracyjnych.

EN

This presentation shows some ways of drilling mud properties tuning before casing cementing. In most cases, during well cleaning before the cement job there are difficulties with the removal of filter cake which was formed on borehole wall during drilling. Mud cake removing may be easier, if mud polymers contained in the cake will be partly disintegrated. Polymer disintegration may be performed using enzymes or oxidants. Application of these compounds leads to the change of mud rheology and mud cake properties.