Forschung zur Auswahl von Sand Control Well Screens – Teil 1

Forschung zur Auswahl von Sandkontrollsieben – Teil 1

22 Oilfield ReviewAuswahl von SandsiebenViele Formationen produzieren Sand, der die Produktion behindern oder Fertigstellungs- und Oberflächenausrüstung beschädigen kann. Für Jahrzehnte, Die Industrie hat sich für Sandschutzsiebe entschieden, um dieser Bedrohung auf der Grundlage traditioneller Praktiken zu begegnen. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine neue Methode, die numerische Simulationen zur Auswahl von Bildschirmgröße und -typ verwendet, die Ergebnisse verbessern kann

Übernahme von Methoden, die zuerst in Wasserbrunnen verwendet wurden, Öl- und Gasbetreiber des frühen 20. Jahrhunderts, die sich mit der potenziellen Sandförderung aus nicht konsolidierten Formationen befassten, schlossen Bohrlöcher mit Rohren ab, die geschlitzte oder runde Öffnungen hatten. Die Öffnungen, über das Produktionsintervall gelegt, wurden so bemessen, dass Sand am Eindringen in das Bohrloch gehindert wurde, während der Flüssigkeitsfluss minimal eingeschränkt wurde

Rechtzeitig, Die Öl- und Gasindustrie entwickelte Sandrückhaltemethoden, die Siebe enthielten, Harz- oder kunststoffbeschichtete Partikel und Kiespackungen. Einige Unternehmen haben, in den vergangenen Jahren, versucht, zwischen Sandmanagement und Sandrückhaltung zu unterscheiden, wobei erstere Techniken wie die Ausrichtung des Bohrlochs und Perforationen verwendet, Überwachung und Kontrolle o

gut Druck, Flüssigkeitsraten und Sandzufluss, um die Sandproduktion zu begrenzen.1 Sandretention, oder Sandkontrolle, bezieht sich auf die Verwendung von Sieben und anderen Werkzeugen, um die Risiken der Sandförderung zu verringern, ohne die Öl- und Gasproduktivität einzuschränken. Frühe Bemühungen zur Sandkontrolle konzentrierten sich auf die Annahme, dass die Auswahl des optimalen Sandsiebs auf einer Beziehung zwischen der Sieböffnung und einem einzigen Punkt in der Korngrößenverteilung basierte. Experimente, die unter idealen Vorverpackungs-Testbedingungen unter Verwendung von Kugeln mit einem einzigen Durchmesser durchgeführt wurden, führten den frühen Forscher C.J. Übermütig zu dem Schluss, dass eine vernachlässigbare Partikelproduktion durch rechteckige Schlitze mit Breiten auftritt, die doppelt so groß sind wie der Partikeldurchmesser, oder durch kreisförmige Öffnungen, die Durchmesser haben, die dreimal so groß sind wie der Partikeldurchmesser (Figur 1).2In Formationssandproben, Teilchen haben eine Größenverteilung, was Coberly zwang, einen charakteristischen Durchmesser auszuwählen, d, innerhalb dieser Größenverteilung basierend auf physikalischen Experimenten mit Formationssandproben.

Dimensionierung der Schlitzbreite auf das Doppelte von d10 (2d10) Eine vernachlässigbare vorübergehende Sandproduktion zuzulassen, ist als Coberly-Regel bekannt. Als Antwort auf Coberlys Arbeit, HD. Wilson schrieb das für Sandproben von der US-Golfküste, zum Beispiel, Eine ordnungsgemäße Rückhaltung des Sandes erforderte eine Dimensionierung der Schlitze auf nicht mehr als d10.3 Branchenexperten kamen zu dem Schluss, dass die Unterschiede in diesen Schlussfolgerungen mit einer vernachlässigbaren Menge an produziertem Sand und dem Versuch zusammenhängen, die gesamte Partikelgröße zu charakterisieren Verteilung mit einem einzigen Parameter. Andere Aspekte der Auswahl einer Schlitz- oder Siebgröße auf der Grundlage traditioneller Praktiken beinhalten die Entnahme repräsentativer Sandproben und die Charakterisierung dieser Proben. Die repräsentativsten Proben werden durch konventionelle Bohrkerne aus bekannten Tiefen gewonnen. Formationen zu charakterisieren, laboranten bestimmen die partikelgrößenverteilungen (PSDs), typischerweise durch Sieb- oder Laseranalyse oder beides. In den vergangenen Jahren, den Einsatz von Laser-Partikelgrößenanalyse (LPSA) ist in einigen Unternehmen üblich geworden, da eine solche Analyse die Details des feineren Teils der Partikelgrößenverteilung besser liefern kann als eine Siebanalyse. In Ergänzung, Die Laseranalyse ist weniger arbeitsintensiv als die Siebanalyse und daher in der Regel kostengünstiger, Dadurch können Bediener viele Proben wirtschaftlich analysieren. Verwenden der repräsentativsten verfügbaren Probe, Ingenieure bestimmen normalerweise die richtigen Sieböffnungen basierend auf den gröbsten 10% einer Partikelgrößenverteilung, oder d10. Siebe mit Schlitzbreiten, die durch diesen Prozess bestimmt werden, sind so konstruiert, dass sie eine gewisse Sandmenge passieren lassen

Figur 1. Traditionelle Methode zur Dimensionierung von Bildschirmen. Tests in den 1930er Jahren durchgeführt, Verwendung von Sanden einer einzigen Korngröße auf Sieben mit rechteckigen Schlitzen, führte zu Kurven, die nahezu lineare Funktionen sind. Über Schlitzen, deren Breite etwa dem Doppelten des Korndurchmessers entsprach, bildete sich eine stabile Partikelbrücke (Rot), und der gesamte Sand lief durch das Sieb, das eine Schlitzgröße von etwa dem Dreifachen des Korndurchmessers aufwies (Blau). (Adaptiert von Coberly, Referenz 2).

während die gröbsten Partikel durch Größenausschluss oder Überbrückung zurückgehalten werden. Im Prozess der Beibehaltung, feine Partikel werden durch den Porenraum der groben Körner zurückgehalten und noch feinere Partikel werden zwischen den Porenräumen der feinen Partikel zurückgehalten; dieser vorgang wiederholt sich, bis die sandproduktion aufhört. Dieser Artikel beschreibt den Prozess, mit dem Ingenieure die optimale Drahtumwicklung und den eigenständigen Metallgitterschirm zusammenstellen (SAS) Größe und Art, um Formationen in offenen Bohrlochkomplettierungen anzuvisieren. In Ergänzung, dieser artikel beschreibt eine technik, die es ingenieuren ermöglicht, die gesamte sandgrößenverteilung bei der auswahl eines siebs zu verwenden und den bereich der siebgrößen und -typen schnell einzugrenzen, um die sandkontrolle zu optimieren.

Dieser Prozess führt häufig zu Sandkontrollentscheidungen, die für das vorliegende Bohrloch besser geeignet sind, als dies unter Verwendung früherer Praktiken möglich war, die nur einen Entwurfsparameter verwenden, wie d10, und verringert die Anzahl von Labortests, die durchgeführt werden müssen, um die optimale Wahl für die Zielformation zu bestimmen. Eine Fallgeschichte aus der Offshore-Region Westafrika demonstriert das Potenzial der besprochenen Methoden, Bediener müssen verschiedene Entscheidungen treffen, die sich darauf auswirken, wie die Vervollständigung schließlich konfiguriert wird. Ingenieure müssen dann entscheiden, ob sie den Fall übernehmen, das Produktionsintervall zu zementieren und zu perforieren oder eine Openhole-Fertigstellung zu verwenden. Openhole-Fertigstellungen, in der Regel weniger kostspielig als verrohrte Bohrlochvervollständigungen, kann unter Verwendung von Kiespackungen oder eigenständigen Sieben vervollständigt werden, wenn die Formation voraussichtlich Sand produzieren wird. Zu den eigenständigen Siebtypen gehören Wire-Wrap-Siebe (WWS) und Metallmaschensiebe (MMS). Um ein WWS zu erstellen, Hersteller wickeln Draht um ein perforiertes Basisrohr. Der Draht wird entweder platziert

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