Препоръки на компанията - Schlumberger - за подобряване на качеството на изграждане на кладенци - Бюлетин
Съвместимостта с течности е ключът към подобряване на качеството на конструкцията на кладенеца. / Автор: Л. Фрейзър, Б. Стангер, Т. Грифин и др. – Преглед на нефта и газа. — Шлумберже. - 1997. - № 2. - С.4-21.
Успешната работа по търсене, проучване и добив на нефт и газ до голяма степен зависи от качеството на циментирането на кладенеца, чието подобряване, според експерти от Съединените щати и Канада, е възможно само със съвместната работа на сондажи и фугиращи машини и е свързано предимно с ефективното изместване на сондажната течност от пространството между колоната на корпуса и сондажа.
За по-добро изместване се препоръчва да се започне с оптимизиране на сондажни течности, които трябва да имат: ниска плътност, намалено статично напрежение на срязване, пластичен вискозитет и граница на провлачване, минимална загуба на течност за предотвратяване на образуването на кора и да са химически съвместими с циментовите суспензии. Промените в геометрията на сондажа и измиването нарушават режима на потока на флуидите и в резултат на това водят до циментиране с лошо качество. Ефективният химичен контрол на реологията на твърдите частици и течността през целия процес на сондиране е от съществено значение. Сгъстената пробивна течност може да попадне в кухината и да се отстрани трудно (фиг. 1). За информация: за минимизиране на "кухината" на сондажния ствол е разработена сондажна течност, която е смес от метални хидроксиди (MMH) с уникална реология.
При промиване на кладенец, в допълнение към общите изисквания за оптимизиране на сондажната течност, се препоръчва да се извършват въртеливи или възвратно-постъпателни движения на тръбата; вземете предвид коефициента на ексцентричност на колоната и промийте най-малко двойно обема на сондажа.
Смесването на сондажни и циментови суспензии допринася за образуването на смес с висок вискозитет и неефективнаизместване на сондажна кал. Химически промивки и разделители могат да изолират тези несъвместими разтвори. За да се избегне смесването, калта в корпуса и облицовките могат да бъдат отделени с циментови тапи. Буферните течности се използват за по-ефективно отстраняване на сондажната течност както при турбулентни, така и при ламинарни потоци. Разработени са формули за ниско- и високоминерализирани среди.
Буферните течности трябва: да поддържат утежняващи агенти в суспензия, да осигуряват нормално изпомпване при турбулентни условия, да имат ниска загуба на течност, контролируем вискозитет и плътност в ламинарен поток и да са съвместими с цимент и сондажни течности. При повишена загуба на течност може да се получи пробив на буферната течност през сондажната течност (виж фиг. 1).
Фиг.1а. Традиционни проблеми с циментирането (червено), свързани със сондиране, отстраняване на кал и изместване
Фиг.1b. Традиционни проблеми с циментирането (червено), свързани със сондиране, отстраняване на кал и изместване
Разработени са нови буферни течности, като MUDPUSH (до t1500 в дупка), XEO на базата на модифициран полимер и водно-маслена емулсия, които могат да се използват при t до 2320 и само за отстраняване на сондажна кал на маслена основа.
Сондажната течност, разположена от тясната страна на ексцентричния пръстен, е най-трудна за отстраняване. За да може разтворът да се движи през тесни пролуки, границата на провлачване на разтвора трябва да бъде по-малка от напрежението на срязване на стените.
Ексцентричността на сондажната колона често се пренебрегва при проектирането на заданието, въпреки че е причина за неуспехи на канализиране и първично циментиране. Като се използваКомпютърната програма CemCADE се предлага за изчисляване на циркулацията на сондажната течност, процесите на изместване в пръстена и получаване на препоръки за циментиране, като се вземе предвид действителната геометрия на кладенеца, подравняването на корпуса и реологията на калта. Увеличаването на ексцентричността на колоната подобрява изместването на калта и инжектирането на цимент; скоростта на изместване е важна за ефективното отстраняване на сондажната течност при турбулентен поток.
Увеличаването на плътността на всяка следваща заместваща течност значително подобрява отстраняването на сондажната течност и минимизира канализирането. Колкото по-голяма е разликата в плътността, толкова по-добра е ефективността на изместване. По-вискозните разтвори осигуряват по-стабилно изместване на по-малко вискозните разтвори.
Показано е предимството от използването на ново поколение циментиращи глави EXPRES (фиг. 2). Модулен дизайн, бързи съединители, възможност за дистанционно управление подобряват оптимизирането на калта преди циментиране и осигуряват уникалната възможност за пускане на тапи в движение.
Фиг.2. Циментираща глава EXPRES. Системата за освобождаване на екструзионната тапа подобрява циркулацията и оптимизацията на сондажната течност, качеството на циментиране и в допълнение повишава безопасността при операции под високо налягане. Тапите се държат в камера под главата вътре в корпуса, така че циментовите суспензии да могат да текат около тази камера. Запушалките се изстрелват от хидравличен тласкач със сила 907 кг, което минимизира възможността за преждевременно или случайно освобождаване на запушалката. Предпазната скоба държи щепсела до началото на последния ход на тласкача.
Когато разтворите се разместят по време на циментирането, те могат да бъдат смесени, което води докатастрофални последици. Замърсяването на цимента променя неговата реология, скъсява времето за втвърдяване или води до частична липса на втвърден цимент, ниска якост на циментовия камък или лошо свързване на цимента в подметката. Ефективността на изместване се подобрява, тъй като разликата в скоростите на потока и границата на провлачване между горния и долния разтвор се увеличава. С увеличаване на диаметъра на тръбите ефективността на изместване намалява.
Механичното разделяне на всеки флуиден интерфейс е единственият начин за преминаване на "желаните" флуиди от корпуса към пръстена. Препоръчително е винаги да използвате долни щепсели, когато е възможно, а в особено критични ситуации да ги инсталирате на всеки интерфейс.
Schlumberger препоръчва обучение за персонал от мениджъри до оператори на съоръжения, за да се гарантира, че специалистите по течности разбират нуждите и намеренията на другия. Взаимното обучение трябва да бъде допълнено от създаването на "минометно-технологични групи", за да се оптимизира цялата работа по решения.