Mechanische Spannstahlrohr als eine Lösung für Leaky Bohrlöchern

Der gemeldete experimentelle Verfahren hat zwei Hauptkomponenten, die kritisch sind: Verbundflaschen, die Bohrlöcher und die Erweiterung Befestigung, die verwendet wird, um die Durchführung mechanische Manipulation des Zements zu simulieren.

Bohrlöcher sind das wichtigste Tor für die Produktion von unterirdischen Flüssigkeiten (Wasser, Öl, Gas oder Dampf) sowie Injektion verschiedener Flüssigkeiten. Unabhängig von seiner Funktion, wird das Bohrloch erforderlich ist, um einen kontrollierten Fluss von erzeugten / injizierten Fluide bereitzustellen. Bohrloch Bau hat zwei verschiedene Operationen: Bohr- und Fertig. Bohrloch Zement, Teil der Fertigstellungen Verfahren bietet vor allem Zonenisolierung, mechanische Unterstützung des Metallrohrs (Gehäuse), und den Schutz von Metallkomponenten von korrosiven Flüssigkeiten. Dies sind wesentliche Elemente der kompromisslose, voll funktions Bohrlöchern. Die Integrität des Bohrlochs Zementschicht ist eine Funktion der chemischen und physikalischen Eigenschaften des hydratisierten Zement, die Geometrie der cgut ased, und die Eigenschaften der umgebenden Formation / Formationsflüssigkeiten ^2,3. Unvollständige Entfernung der Bohrflüssigkeit zu schlechter zonale Isolation führen, da sie verhindert die Bildung von starken Bindungen an Grenzflächen mit Gestein und / oder Metall. Zementhüllen können während der Lebensdauer eines gut zu vielen Fehlerarten unterzogen werden. Druck und Temperaturschwankungen durch Fertigstellung und Produktion verursachten Beitrag zur Entwicklung von Brüchen innerhalb der Zementmatrix; Ablösen wird durch Druck und / oder Temperaturänderungen und Zementhydratation Schrumpfung ^4,5,6 verursacht. Das Ergebnis ist fast immer Gegenwart microannular Strömung, obwohl sein Auftreten kann früh oder nach Jahren der Lebensdauer nachgewiesen werden.

Heathman und Beck (2006) erstellt ein Modell aus Hartgehäuse auf über 100 Druck- und Temperaturwechselbeanspruchungen, die sichtbar Ablösung zeigte, Initiierung von Zement Risse, die Vorzugswege für die Migration von Flüssigkeit darstellen können zogen <sup> 7. Im Bereich, wird die Ausdehnung und Kontraktion der Metallkomponenten eines Bohrlochs nicht mit denen von Zement und Stein übereinstimmen, wodurch Grenzflächen Ablösen und die Bildung einer Mikroring, was zu einer Erhöhung der Permeabilität der Zementhülle. Ein zusätzliches Gehäuse Beladung kann die Ausbreitung von Radialrisse in der Zementmatrix verursachen, wenn die Zugspannungen die Zugfestigkeit des Materials ⁸ überschreiten. Sämtliche der vorgenannten Zement Ausfälle können in Mikro Kanalisierung, die Gasmigration, das Auftreten von SCP, und langfristigen Umweltrisiken führt führen.

Eine beträchtliche Anzahl von Herstellung und verlassenen Brunnen mit SCP bilden eine potenziell neue Quelle der kontinuierlichen Erdgas Emissions ^9. Die Analyse von Watson und Bachu (2009) von 315.000 Öl, Gas, und Injektionsbohrungen in Alberta durchgeführt, Kanada zeigte auch, dass Bohrloch Abweichung, auch Art, Verlassen Verfahren, und die Qualität des Zements sind Schlüsselfaktoren Contributing um mögliche Leckagen auch in dem flacheren Teil der Bohrung ^10. Die bestehenden Sanierungsarbeiten sind teuer und nicht erfolgreich; die Druckzementieren, einer der am häufigsten verwendeten Heiltechniken, hat eine Erfolgsquote von nur 50% ^11.

In diesem Beitrag berichten wir über die Bewertung der Erweiterbar Gehäuse Technologie (ECT) als neue Sanierungsverfahren für undichte Bohrlöcher ^12,13. ECT kann in neue oder bestehende Brunnen ¹⁴ angewendet werden. Die erste kommerzielle Installation dieser Technologie wurde von Chevron auf einer gut im flachen Wasser des Golfs von Mexiko im November 1999 ¹⁵ durchgeführt wird. Der aktuelle Betriebsausstattung für erweiterbare Rohre kapselt eine Neigung von 100 ° aus der Senkrechten, Temperatur bis zu 205 ° C, Schlammgewicht auf 2,37 g / cm ^3, einer Tiefe von 8.763 m, hydrostatischen Druck von 160,6 GPa und einem Rohrlänge 2.092 m ^16. Eine typische Expansionsrate für feste erweiterbare Rohre ist eintwa 2,4 m / min ^17.

Diese Studie bietet einen einzigartigen Ansatz zur Anpassung der ECT-Technologie als neue Standardisierungsvorgang für SCP. Der Ausbau des Stahlrohrs komprimiert den Zement, der in Schließung der Gasfluss an der Schnittstelle führen und Abdichtung des Gasleck würde. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der Schwerpunkt dieser Studie ist die Abdichtung eines bestehenden microannular Gasstrom, daher konzentrierten wir uns nur auf, dass als mögliche Ursache von undichten Bohrlöchern. Um die Wirksamkeit der neu adaptierten Technologie für diesen Zweck zu testen, haben wir ein Bohrlochmodell mit einem vorhandenen microannular Fluss. Dies wird durch Drehen des inneren Rohres bei der Zementhydratation erhalten. Dies ist, keine Feldoperationen zu simulieren, sondern einfach, um einen schnellen Vorlauf, was nach Jahrzehnten der thermischen und Druckbelastung in einem Bohrloch geschehen würde.