Ricerca sulla selezione dello schermo del pozzo di controllo della sabbia – Parte 2

Ricerca sulla selezione dello schermo di controllo della sabbia – Parte 2

Figura 2. Wire wrap e schermi in rete metallica. Entrambi gli schermi wire wrap (sinistra) e schermi in rete metallica (Giusto) sono costruiti attorno a un tubo di base perforato. Gli schermi wire wrap includono uno schermo che può essere fatto scivolare sul tubo di base e saldato in posizione. Gli schermi in rete metallica,
realizzato con strati metallici intrecciati che possono includere metallo sinterizzato, sono posizionati tra il tubo di base e la copertura protettiva perforata

Figura 3. Intervalli di larghezza della fessura per il design dello schermo a sabbia. La modellazione matematica e i risultati di laboratorio hanno portato gli scienziati a definire quattro larghezze di fessure per ciascuna sabbia bersaglio in base al diametro dei granelli di sabbia (d). I limiti inferiore e superiore delle dimensioni della larghezza sono definiti da d22 e d++. L'intervallo di dimensioni ottimale che non si ostruirà né produrrà sabbia è delimitato da d2 e d+ (verde

Figura 4. Due tipi di test di ritenzione della sabbia. Prove sui liquami (superiore) sono progettati per simulare il cedimento graduale della formazione che circonda il pozzo. I tecnici pompano un liquame di sabbia a bassa concentrazione attraverso un tagliando dello schermo, quindi misurare il peso dei solidi prodotti attraverso il vaglio e l'accumulo di pressione attraverso il vaglio rispetto alla quantità di sabbia a contatto con il vaglio. I laboratori progettano i test prepack (metter il fondo a) simulare un collasso completo del pozzo posizionando un campione di sabbia direttamente sullo schermo. Un liquido viene quindi fatto scorrere attraverso la sabbia e lo schermo. I tecnici quindi creano uno stress confinante sul campione che forza la sabbia a pieno contatto con lo schermo. Il test misura la quantità di sabbia che passa attraverso lo schermo, misurata in peso, e la caduta di pressione attraverso lo schermo

attorno al tubo durante la produzione o fabbricato come rivestimento individuale che viene successivamente saldato a un tubo di base. Gli schermi a rete includono uno o più strati di acciaio inossidabile intrecciato o filo di rete avvolto attorno a un tubo di base. La maglia, che funge da filtro, è coperto da un velo protettivo (Figura 2). Anche se non comune, gli operatori hanno incluso protezioni sui WWS in pozzi con tracciato laterale che hanno uscite di rivestimento impegnative. Anche quando esiste un accordo diffuso sul fatto che i SAS sono appropriati, le raccomandazioni per il tipo di schermo e le dimensioni di apertura spesso variano notevolmente. I primi sforzi per il dimensionamento dello schermo erano basati su un singolo punto (d10) sul PSD e una certa quantità di produzione di sabbia che si presumeva accettabile, come descritto in precedenza.4 Negli anni '90, è stato sviluppato un modello matematico per ottimizzare il dimensionamento delle fessure nei dispositivi di controllo della sabbia. Questo modello era basato su una descrizione frattale dell'intero PSD data in termini di numero di particelle piuttosto che di massa delle particelle.5 È stata eseguita una serie di test di laboratorio per stabilire un database dei risultati del comportamento dello schermo wire wrap utilizzando sabbie del Mare del Nord e l'area di Haltenbanken al largo della Norvegia.

Da questi esperimenti e dalle distribuzioni granulometriche basate sul numero, sono state definite quattro larghezze di fessura per ciascun tipo di sabbia testato: d22, d2, d+ e d++ (Figura 3). La designazione d22 era la dimensione della fessura più grande alla quale si verificava un grave intasamento e d++ era la dimensione della fessura più piccola alla quale si verificava la produzione continua di sabbia. Le larghezze delle fessure d2 e d+ sono state definite come la dimensione minima del foro che non consente l'intasamento e la dimensione massima della fessura che non consente la produzione continua di sabbia, rispettivamente.6 La dimensione ideale dello slot è stata stabilita tra d2 e d+. Gli ingegneri di completamento utilizzano spesso questi criteri per limitare le opzioni relative alle dimensioni dello schermo prima di eseguire i test di ritenzione della sabbia (SRT) in laboratorio per determinare la dimensione finale dello schermo. Sono disponibili due tipi di SRT: test su slurry e test pre-pack. I test sui fanghi sono progettati per replicare il cedimento graduale della roccia che circonda il pozzo (Figura 4).

Durante i test sui liquami, un impasto liquido a bassa concentrazione viene pompato a velocità costante per formare un impacco di sabbia attorno al vaglio. Il meccanismo di ritenzione della sabbia, dunque, è dettato solo dall'esclusione della dimensione delle particelle. Per eseguire i test prepack, che rappresentano il collasso completo del foro, i tecnici posizionano un sacchetto di sabbia sullo schermo e pompano liquido pulito privo di solidi attraverso il pacchetto. Perché c'è già un impacco di sabbia, la ritenzione della sabbia durante un test di preconfezionamento si ottiene sia attraverso l'esclusione dimensionale che il bridging. Recenti ricerche hanno dimostrato che gli attuali metodi di configurazione e interpretazione di SRT tendono a favorire un tipo di schermo piuttosto che un altro. I criteri tradizionali utilizzati per scegliere tra un gravel pack o un SAS sono eccessivamente conservativi e spesso portano gli analisti a optare per un gravel pack. Numerosi esperimenti lo indicano, contrariamente alla saggezza accettata, l'ostruzione dello schermo è raramente un problema nelle formazioni sabbiose pulite; quando l'ostruzione è una minaccia a causa di altri fattori come fluidi contaminati, il rischio può essere mitigato attraverso adeguate procedure di preparazione del foro., gli scienziati hanno recentemente utilizzato un approccio di simulazione numerica per valutare le prestazioni dello schermo a sabbia.

Lo sforzo faceva parte di un piano più ampio per produrre un processo sistematico di selezione dello schermo. Le pratiche di dimensionamento dello schermo che si basavano su standard accettati erano basate su PSD che non utilizzavano i risultati dei test di ritenzione della sabbia. Nonostante i limiti di questi standard, che si basano su alcuni parametri della distribuzione dimensionale della sabbia della formazione e ipotesi implicite sui livelli accettabili di produzione di sabbia, la maggior parte degli esperti continua a utilizzare tali standard non solo per restringere le opzioni di dimensioni dello schermo, ma anche per eseguire SRT per confermare la selezione finale dello schermo. In generale, tre risultati di SRT sono interessanti: produzione di sabbia correlata all'efficienza di ritenzione della sabbia del vaglio, sviluppo della pressione correlata alla tendenza all'intasamento del vaglio e alla distribuzione dimensionale delle particelle prodotte con cui valutare il rischio di vaglio erosione. tuttavia, perché ora è stato stabilito che l'ostruzione dello schermo è raramente un problema nella sabbia di formazione pulita di qualsiasi PSD, i criteri principali per la selezione del vaglio diventano la produzione transitoria di sabbia e la PSD delle particelle prodotte. Gli ingegneri possono determinare entrambi i criteri utilizzando modelli sviluppati negli ultimi cinque anni per specifiche combinazioni di schermate e PSD senza dover condurre veri e propri SRT.

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