Expansão mecânica da tubulação de aço como uma solução para Leaky de poços

O procedimento experimental relatado tem dois componentes principais que são críticas: cilindros compósitos que simulam de poços e a fixação de expansão que é utilizada para efectuar a manipulação mecânica do cimento.

De poços são a principal porta de entrada para a produção de fluidos de subsuperfície (água, óleo, gás ou vapor), bem como injeção de vários fluidos. Independentemente da sua função, o furo do poço é necessário para proporcionar um fluxo controlado de líquidos produzidos / injectados. Construção do poço tem duas operações distintas: perfuração e completação. Cimento do poço, que faz parte do processo de completação, fornece principalmente isolamento zonal, suporte mecânico do tubo de metal (revestimento) e proteção de componentes de metal a partir de fluidos corrosivos. Estes são elementos essenciais da descomprometido, de poços em pleno funcionamento. A integridade da bainha de cimento poço é uma função das propriedades químicas e físicas do cimento hidratado, a geometria do cased bem, e as propriedades de formação / formação circundante fluidos ^2,3. Remoção incompleta do fluido de perfuração irá resultar em mau isolamento zonal, uma vez que evita a formação de laços fortes em interfaces com rock e / ou metal. Bainhas de cimento pode ser submetido a diversos tipos de falha durante a vida de um poço. Oscilações de pressão e de temperatura causadas por operações de conclusão e de produção contribuir para o desenvolvimento de fracturas no interior da matriz de cimento; desligante é causada pela pressão e / ou as mudanças de temperatura e hidratação do cimento encolhimento ^4,5,6. O resultado é quase sempre a presença de fluxo de fluido microannular, embora sua ocorrência pode ser detectado cedo ou depois de anos de vida útil.

Heathman e Beck (2006) criou um modelo de caixa cimentado submetido a mais de 100 cargas cíclicas de pressão e temperatura, que mostrou descolamento visível, de iniciação de trincas de cimento que podem representar caminhos preferenciais para a migração de fluidos <sup> 7. No campo, a expansão e contracção dos componentes de metal de um furo de poço não coincidem com os do cimento e rocha, causando descolamento interfacial e formação de um microannulus, levando a um aumento na permeabilidade da bainha de cimento. Uma carga adicional invólucro pode causar a propagação de fendas radiais na matriz de cimento uma vez que as tensões de tracção exceder a resistência à tracção do material ^8. Todas as falhas de cimento acima mencionados pode resultar em micro-canalização, o que leva a migração de gás, a ocorrência de SCP, os riscos ambientais e de longo prazo.

Um número considerável de produtores e abandonadas poços com SCP constituem uma potencial nova fonte de gás natural de emissão contínua ^9. A análise realizada pela Watson e Bachu (2009) de 315.000 petróleo, gás e poços de injeção em Alberta, no Canadá também mostrou que o desvio do poço, bem tipo, método de abandono, ea qualidade do cimento são fatores-chave de contributing ao potencial bem vazamento na parte mais rasa do poço ^10. As operações de reparação existentes são caros e mal sucedidas; a cimentação do aperto, uma das técnicas de reparação mais usados, tem uma taxa de sucesso de apenas 50% ^11.

Neste trabalho, um relatório sobre a avaliação da Caixa Tecnologia Expansível (ECT) como uma nova técnica de remediação de vazamentos de poços ^12,13. ECT pode ser aplicada em poços novos ou já existentes ^14. A primeira instalação comercial desta tecnologia foi realizada pela Chevron em um poço em águas rasas do Golfo do México em Novembro de 1999 ^15. O envelope operacional atual para tubulares expansíveis encapsula uma inclinação de 100 ° na vertical, de temperatura de até 205 ° C, peso da lama de 2,37 g / cm ^3, uma profundidade de 8763 m, a pressão hidrostática de 160,6 GPa e um comprimento de 2,092 m tubular ^16. A taxa de expansão típico para tubulares expansíveis sólidos é umaproximadamente 2,4 m / min ^17.

Este estudo oferece uma abordagem única para a adaptação da tecnologia ECT como uma nova operação de remediação para SCP. A expansão do tubo de aço comprime o cimento, o que poderia resultar no fechamento do fluxo de gás na interface e selar a fuga de gás. É importante mencionar que o foco deste estudo é a vedação de um fluxo de gás microannular existente, por isso só focado nisso como uma possível causa de vazamentos de poços. A fim de testar a eficácia da tecnologia recentemente adaptados para este fim, foi elaborado um modelo do poço com um fluxo microannular existente. Isto é obtido através da rotação do tubo interno durante a hidratação do cimento. Isto não é para simular todas as operações de campo, mas simplesmente para avançar rapidamente o que aconteceria depois de décadas de carga térmica e de pressão em um poço.