Investigación de selección de pantalla de pozo de control de arena – Parte 2

Investigación de selección de pantalla de control de arena – Parte 2

Figura 2. Pantallas de malla metálica y envoltura de alambre. Ambas pantallas de envoltura de alambre (izquierda) y mallas metálicas (bien) se construyen alrededor de un tubo base perforado. Las pantallas de envoltura de alambre incluyen una pantalla que se puede deslizar sobre la tubería base y soldar en su lugar. Las pantallas de malla metálica,
hecho de capas metálicas tejidas que pueden incluir metal sinterizado, se colocan entre el tubo base y la cubierta protectora perforada

Figura 3. Rangos de ancho de ranura para el diseño de pantallas de arena. El modelado matemático y los resultados de laboratorio llevaron a los científicos a definir cuatro anchos de ranura para cada arena objetivo en función del diámetro del grano de arena. (D). Los límites inferior y superior de los tamaños de ancho están definidos por d22 y d++. El rango de tamaño óptimo que no obstruirá ni producirá arena está limitado por d2 y d+ (verde

Figura 4. Dos tipos de pruebas de retención de arena. Pruebas de lodos (parte superior) están diseñados para simular la falla gradual de la formación que rodea el pozo. Los técnicos bombean una lechada de arena de baja concentración a través de un cupón de pantalla, luego mida el peso de los sólidos producidos a través de la malla y la presión acumulada a través de la malla en comparación con la cantidad de arena que entra en contacto con la malla. Laboratorios diseñan pruebas de preempacado (abajo) para simular un colapso completo del pozo colocando una muestra de arena directamente en la pantalla. Luego se hace fluir un líquido a través de la arena y la malla. Luego, los técnicos crean una tensión de confinamiento en la muestra que obliga a la arena a entrar en contacto total con la pantalla.. La prueba mide la cantidad de arena que pasa a través de la pantalla, medida en peso, y la caída de presión a través de la pantalla.

alrededor de la tubería durante la fabricación o se fabrica como una cubierta individual que luego se suelda a una tubería base. Las pantallas de malla incluyen una o más capas de acero inoxidable tejido o alambre de malla envuelto alrededor de una tubería base.. la malla, que actúa como filtro, está cubierto por una cubierta protectora (Figura 2). Aunque poco común, Los operadores han incluido protectores en los WWS en pozos desviados que tienen salidas de revestimiento desafiantes. Incluso cuando existe un acuerdo generalizado de que los SAS son apropiados, las recomendaciones para el tipo de pantalla y el tamaño de la abertura a menudo varían ampliamente. Los primeros esfuerzos en el tamaño de la pantalla se basaron en un solo punto (d10) en el PSD y alguna cantidad de producción de arena que se asumió como aceptable, como se describió anteriormente.4 En la década de 1990, se desarrolló un modelo matemático para optimizar el tamaño de las ranuras en los dispositivos de control de arena. Este modelo se basó en una descripción fractal de toda la PSD dada en términos del número de partículas en lugar de la masa de las partículas.5 Se realizó una serie de pruebas de laboratorio para establecer una base de datos de los resultados del comportamiento de la pantalla de envoltura de alambre usando arenas del Mar del Norte y el área de Haltenbanken en alta mar en Noruega.

A partir de estos experimentos y las distribuciones de tamaño de partícula basadas en números, Se definieron cuatro anchos de ranura para cada tipo de arena probado.: d22, d2, d+ y d++ (Figura 3). La designación d22 fue el tamaño de ranura más grande en el que se produjo un taponamiento severo y d++ fue el tamaño de ranura más pequeño en el que se produjo una producción continua de arena.. Los anchos de ranura d2 y d+ se definieron como el tamaño de pozo más pequeño que no permitía el taponamiento y el tamaño de ranura más grande que no permitía la producción continua de arena., respectivamente.6 El tamaño de ranura ideal se estipuló entre d2 y d+. Los ingenieros de terminación suelen utilizar estos criterios para restringir las opciones de tamaño de pantalla antes de realizar las pruebas de retención de arena. (SRT) en el laboratorio para determinar un tamaño de pantalla final. Hay dos tipos de SRT disponibles: pruebas de lodo y pruebas de preenvasado. Las pruebas de lodo están diseñadas para replicar la falla gradual de la roca que rodea el pozo. (Figura 4).

Durante las pruebas de lodo, se bombea una suspensión de baja concentración a una velocidad constante para formar un paquete de arena alrededor de la malla. El mecanismo de retención de arena., por lo tanto, está dictado solo por la exclusión del tamaño de partícula. Para realizar pruebas de preempacado, que representan el colapso completo del agujero, los técnicos colocan un paquete de arena en la pantalla y bombean líquido limpio sin sólidos a través del paquete. Porque ya existe un paquete de arena, la retención de arena durante una prueba de preempacado se logra a través de la exclusión por tamaño y la formación de puentes. Investigaciones recientes han demostrado que los métodos actuales de configuración e interpretación de SRT tienden a favorecer un tipo de pantalla u otro. Los criterios tradicionales utilizados para elegir entre un empaque de grava o un SAS son demasiado conservadores y, a menudo, llevan a los analistas a optar por un empaque de grava.. Numerosos experimentos indican que, contrario a la sabiduría aceptada, el taponamiento de la pantalla rara vez es un problema en formaciones de arena limpia; cuando el taponamiento es una amenaza como resultado de otros factores tales como fluidos contaminados, el riesgo se puede mitigar a través de procedimientos adecuados de preparación del pozo.7 Para abordar la variabilidad y la inconsistencia inherentes a la selección de la pantalla y para comprender mejor la física del control de arena, los científicos utilizaron recientemente un enfoque de simulación numérica para evaluar el rendimiento de la pantalla de arena.

El esfuerzo fue parte de un plan más amplio para producir un proceso sistemático de selección de pantalla.. Las prácticas de dimensionamiento de pantallas que se basaron en estándares aceptados se basaron en PSD que no utilizaron los resultados de las pruebas de retención de arena.. A pesar de las limitaciones de estas normas, que se basan en algunos parámetros de la distribución del tamaño de la arena de formación y supuestos implícitos acerca de los niveles aceptables de producción de arena, la mayoría de los expertos continúan utilizando dichos estándares no solo para reducir las opciones de tamaño de pantalla, sino también para realizar SRT para confirmar la selección de pantalla final. En general, tres resultados de SRT son de interés: producción de arena correlacionada con la eficiencia de retención de arena de la pantalla, el desarrollo de la presión se correlacionó con la tendencia al taponamiento de la pantalla y la distribución del tamaño de las partículas producidas con las que evaluar el riesgo de la pantalla erosión. sin embargo, porque ahora se ha establecido que el taponamiento de la pantalla rara vez es un problema en la arena de formación limpia de cualquier PSD, los criterios principales para la selección de la pantalla se convierten en producción de arena transitoria y PSD de partículas producidas. Los ingenieros pueden determinar ambos criterios utilizando modelos desarrollados en los últimos cinco años para combinaciones específicas de pantalla y PSD sin tener que realizar SRT reales..

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