Ricerca sulla selezione dello schermo del pozzo di controllo della sabbia – Parte 1

Ricerca sulla selezione dello schermo di controllo della sabbia – Parte 1

22 Analisi del giacimento petroliferoSelezione dello schermo di sabbiaMolte formazioni producono sabbia che può ostacolare la produzione o danneggiare il completamento e le attrezzature di superficie. Per decenni, l'industria ha scelto schermi di controllo della sabbia per affrontare questa minaccia basata su pratiche tradizionali. La ricerca suggerisce che una nuova metodologia che utilizza la simulazione numerica per selezionare le dimensioni e il tipo di schermo potrebbe migliorare i risultati

Adozione di metodi utilizzati per la prima volta nei pozzi d'acqua, gli operatori del settore petrolifero e del gas dell'inizio del XX secolo interessati alla potenziale produzione di sabbia da formazioni non consolidate hanno completato i pozzi utilizzando tubi con fessure o aperture rotonde. Le aperture, posizionati lungo l'intervallo di produzione, sono stati dimensionati per impedire alla sabbia di entrare nel pozzo limitando al minimo il flusso del fluido

In tempo, l'industria petrolifera e del gas ha sviluppato metodi di ritenzione della sabbia che incorporavano schermi, resina- o particelle plastificate e pacchi di ghiaia. Alcune aziende hanno, negli ultimi anni, ha cercato di distinguere tra gestione della sabbia e ritenzione della sabbia, in cui il primo utilizza tecniche come l'orientamento del pozzo e le perforazioni, monitoraggio e controllo g

bene pressioni, velocità del fluido e flusso di sabbia per limitare la produzione di sabbia.1 Ritenzione di sabbia, o controllo della sabbia, si riferisce all'uso di schermi e altri strumenti per ridurre i rischi di produzione di sabbia senza limitare la produttività di petrolio e gas. I primi sforzi per il controllo della sabbia erano incentrati sul presupposto che la scelta del vaglio ottimale per la sabbia fosse basata su una relazione tra l'apertura del vaglio e un singolo punto nella distribuzione granulometrica. Esperimenti eseguiti in condizioni di test preconfezionamento ideali utilizzando sfere di un singolo diametro hanno portato il primo ricercatore C.J. Coberly per concludere che la produzione trascurabile di particelle avviene attraverso fessure rettangolari di larghezza doppia rispetto al diametro delle particelle o attraverso aperture circolari che hanno diametri tre volte superiori al diametro delle particelle (Figura 1).2Campioni di sabbia in formazione, le particelle hanno una distribuzione dimensionale, che ha costretto Coberly a scegliere un diametro caratteristico, d, all'interno di tale distribuzione dimensionale basata su esperimenti fisici utilizzando campioni di sabbia di formazione.

Dimensionando la larghezza della fessura a due volte d10 (2d10) consentire una produzione di sabbia transitoria trascurabile è nota come regola di Coberly. In risposta al lavoro di Coberly, HD. Wilson lo ha scritto per i campioni di sabbia della costa del Golfo degli Stati Uniti, per esempio, una corretta ritenzione della sabbia richiedeva un dimensionamento delle fessure non superiore a d10.3 Gli esperti del settore hanno concluso che le differenze in tali conclusioni sono correlate a ciò che costituisce una quantità trascurabile di sabbia prodotta e al tentativo di caratterizzare l'intera dimensione delle particelle distribuzione utilizzando un singolo parametro. Altri aspetti della selezione di una fessura o delle dimensioni dello schermo in base alle pratiche tradizionali comportano il prelievo di campioni di sabbia rappresentativi e la caratterizzazione di tali campioni. La maggior parte dei campioni rappresentativi sono ottenuti attraverso carotaggi convenzionali recuperati da profondità note. Caratterizzare le formazioni, i tecnici di laboratorio determinano le distribuzioni granulometriche (PSD), tipicamente mediante setaccio o analisi laser o entrambi. In anni recenti, l'uso dell'analisi granulometrica laser (LPSA) è diventato comune in alcune aziende perché tale analisi può fornire meglio i dettagli della parte più fine della distribuzione delle dimensioni delle particelle rispetto all'analisi al setaccio. Inoltre, l'analisi laser è meno laboriosa dell'analisi al setaccio e quindi in genere ha un costo inferiore, che consente agli operatori di analizzare economicamente molti campioni.Utilizzando il campione più rappresentativo disponibile, gli ingegneri in genere determinano le aperture dello schermo corrette in base al più grossolano 10% di una distribuzione granulometrica, o d10. Gli schermi che hanno larghezze delle fessure determinate da questo processo sono progettati per consentire il passaggio di una certa quantità di sabbia

Figura 1. Metodo tradizionale per il dimensionamento degli schermi. Test eseguiti negli anni '30, utilizzando sabbie di una singola granulometria su schermi che avevano fessure rettangolari, ha prodotto curve che sono funzioni quasi lineari. Un ponte di particelle stabile formato attraverso fessure la cui larghezza era circa il doppio del diametro del grano (rosso), e tutta la sabbia passava attraverso lo schermo che aveva una dimensione della fessura circa tre volte il diametro dei grani (blu). (Adattato da Coberly, riferimento 2).

mentre le particelle più grossolane vengono trattenute per esclusione dimensionale o bridging. In fase di ritenzione, le particelle fini sono trattenute dallo spazio dei pori dei grani grossolani e anche le particelle più fini sono trattenute tra lo spazio dei pori delle particelle fini; questo processo si ripete fino alla cessazione della produzione di sabbia. Questo articolo descrive il processo mediante il quale gli ingegneri abbinano l'avvolgimento ottimale del filo e lo schermo autonomo in rete metallica (SAS) dimensione e tipo per mirare alle formazioni nei completamenti a foro aperto. Inoltre, questo articolo discute una tecnica che consente agli ingegneri di utilizzare l'intera distribuzione delle dimensioni della sabbia quando selezionano un vaglio e di restringere rapidamente la gamma di dimensioni e tipi di vaglio per ottimizzare il controllo della sabbia.

Questo processo si traduce spesso in decisioni di controllo della sabbia più adatte al pozzo a portata di mano di quanto sia possibile utilizzando pratiche passate che utilizzano un solo parametro di progettazione, come d10, e riduce il numero di test di laboratorio che devono essere eseguiti per determinare la scelta ottimale per la formazione del bersaglio. Un case history dall'offshore dell'Africa occidentale dimostra il potenziale dei metodi discussi., gli operatori devono prendere varie decisioni che influiranno sulla configurazione finale del completamento. Gli ingegneri devono quindi decidere se fare caso, cementare e perforare l'intervallo di produzione o utilizzare un completamento a foro aperto. Completamenti a foro aperto, tipicamente meno costoso dei completamenti dei fori rivestiti, può essere completato utilizzando pacchi di ghiaia o schermi autonomi se si prevede che la formazione produca sabbia. I tipi di schermi autonomi includono schermi wire wrap (WWS) e schermi in rete metallica (MMS). Per creare un WWS, i produttori avvolgono il filo attorno a un tubo di base perforato. Il filo è posizionato

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