Wie Zementflotgeräte die Risiken bei der Druckkontrolle während der Zementung verringern können

Zementschwimmergeräte reduzieren das Druckkontrollerisiko während der Primärzementung, indem sie als einseitige Barriere am Boden der Gehäuse-String wirken.Der U-Rohr-Effekt versucht, den Fluss umzukehren, wenn die Schlackkolonne im Ring schwerer ist als die Flüssigkeitskolonne im Gehäuse.Ein Schwimmband und ein Schwimmschuh schließen sich automatisch gegen den umgekehrten Fluss und halten die Zementsäule an Ort und Stelle.,Ventile für das erwartete Differenzial, üblicherweise 5.000 bis 15.000 psi,und nach API-Spezifikation 10F/ISO 10427-2 qualifiziertIn diesem Artikel werden die wichtigsten Druckrisiken während des Zementens erklärt, warum die Gegendruckfunktion wichtig ist,und wie Schwimmgeräte in einem Schalldruckmanagementplan eingesetzt werden.

Welche Risiken besteht es bei der Zementung?

Bei der Zementung wird dichte Schlamm in den Ring gelegt, während die Hülle noch mit leichterem Bohrschlamm gefüllt ist.ist schwerer als der SchlammWenn die Verlagerung voranschreitet, wird die Ringkolonne zunehmend schwerer als die Gehäuse-Säule, und die beiden Säulen verhalten sich wie die Beine eines U-Rohr.Das schwere Bein versucht zu fallen.Der U-Rohr-Effekt ist die Quelle der meisten Druckkontrolle Ereignisse während der Zementung.

Wenn der Ring durch den Schuh offen bleibt, entstehen mehrere Probleme.Verunreinigt den Schuhspur und verhindert den Zweck der Wischstopfen.Zweitens senkt die fallende Säule den hydrostatischen Druck am Schuh, und wenn das Untergewicht groß genug ist, kann das Bildungsgas oder Wasser in das Bohrloch gelangen, während der Zement noch flüssig ist.Druckspitzen treten auf, wenn der Stecker landet oder wenn die Pumpen gegen eine sich bewegende Säule neu startenViertens lässt ein undichtes oder fehlendes Gegendruckventil die Zementsäule zurückfallen.Öffnung eines Strömungsweges für die Gasmigration durch den Ring.

Ein Schwimmhalsband und ein Schwimmschuh enthalten ein Rückschlagventil, einen Klappen, eine Kugel-Sitz- oder Kegelkonstruktion,die sich für den Abfluss öffnet und schließt, wenn der Druck unter dem Werkzeug den Druck darüber übersteigtWenn sich das Ventil schließt, werden Gehäuse und Ring isoliert: Der Ringdruck kann das Rohr nicht nach oben drücken, die Zementsäule kann nicht zurückfallen,und die Crew kann den Gehäusedruck an der Oberfläche als direkten Indikator für die Stringintegrität überwachenDie automatisch gefüllten Versionen haben eine gesteuerte Füllfunktion während des Einlaufs, aber ihre Dichtungsfunktion während und nach der Zementung ist identisch.

Das kritische Fenster ist der Zeitraum, nachdem die Stecker gestoßen sind, aber bevor der Zement zusammengesetzt wird.Der hydrostatische Kopf der Schlammkolonne ist in den meisten Bohrungen die primäre Downhole-Schranke gegen Formationsflüssigkeiten, und jede Verringerung der Säulenhöhe schwächt diese Barriere unmittelbar ab. Deshalb benötigen die meisten Betriebsbereiche ein funktionierendes Gegendruckventil in der Gehäuse-String,mit einem Zementkopf, der die Überwachung und Ableitung ermöglichtDie Schwimmmaschine ist die unterste Hälfte dieses Barrieresystems.

Warum ein Rückdruckventil für die Druckkontrolle von zentraler Bedeutung ist

Die Schwimmmaschine wird oft als Routinezubehör behandelt, aber ihre Gegendruckfunktion ermöglicht es, den Rest des Zementverfahrens sicher durchzuführen.die Hülle und der Ring bleiben verbunden, und jeder Dichteunterschied zwischen den beiden Säulen wird bei jedem Anschlag der Pumpen direkt in einen unkontrollierten Fluss umgesetzt.Druck kann gemessen werden, geblutet, und von der Oberfläche interpretiert, und die Zementsäule bleibt, wo die Verschiebung es platziert.

Der wirtschaftliche Fall ist ebenso unmittelbar: Die meisten Vorfälle bei der Kontrolle des Drucks während des Zementens führen zu einer kurzen Liste von Ergebnissen: eine nasse Schuhspur, die gepresst werden muss,eine Zementoberfläche, die der geplanten Höhe nicht entsprichtDies ist ein sehr schwieriger Fall, da die meisten der in den ersten drei Jahren untersuchten Methoden nicht in der Lage sind, die Gefahr zu überwinden, dass die Gefahr entsteht, dass ein Gas im Ringlauf, der einen anhaltenden Oberflächendruck erfordert, oder in schweren Fällen einen unterirdischen Ausbruch verursacht.und jeder ist wahrscheinlicher, wenn die Gegendruckfunktion schwach ist. Deshalb nehmen viele Betreiber Schwimmausrüstung in die Kontrollliste ein, überprüfen die Prüfbescheinigungen vor dem Auftrag,und verlangen, dass der Zementbauunternehmer vor Beginn des Pumpenvorgangs die Gegendruckfunktion beim Prüfdruck des Gehäuses nachweist.

Vier Vorteile der Druckregelung rechtfertigen eine sorgfältige Beachtung bei der Auswahl und Prüfung von Schwimmgeräten:

• Durch die Schließung gegen den Rückfluss verhindert das Ventil, dass der Ring nach dem Herunterfahren der Pumpe das Gehäuse entleert, wodurch die häufigste Ursache für den Verlust des hydrostatischen Kopfes am Schuh beseitigt wird.
• Das Ventil hält die gesamte Schlammkolonne an Ort und Stelle, während sich der Zement befindet.die hydrostatische Barriere gegen Formationsflüssigkeiten bewahrt und das Eindringen von Gas oder Wasser während des Warten auf Zement verhindert.
• Wenn der obere Stecker landet, steigt der Druck gegen einen geschlossenen Schwimmer; ein stabiler Schließdruck bestätigt, dass der Zement an Ort und Stelle ist und das Ventil versiegelt,Während ein verfallender Druck sofort ein Leck zeigt.
• Da der ringförmige Druck nicht wieder in das Gehäuse gelangen kann, kann der Oberflächendruck sicher abgeblutet und überwacht werden.Verringerung der Gefahr von Druckschäden am Gehäuse während der Zementkonstruktion.

Diese Vorteile bestehen nur, wenn das Ventil für den Betrieb geeignet ist und vor dem Einsatz geprüft wurde.oder ein unter dem erwarteten Differenzial ausgewähltes Ventil, verwandelt eine Schutzeinrichtung in eine Belastung genau in dem Moment, in dem sie benötigt wird.und alle Zweifel an der Gegendruckfunktion als Grund für eine Untersuchung vor Beginn der Pumpe behandeln.

Wie man Schwimmausrüstung zum Druckmanagement während des Zementens verwendet

Die Anwendung von Schwimmgeräten als Druckregelungsmittel erfordert die richtige Einstufung, das richtige Verfahren und die richtige Überwachung.

Auswahl von Bewertungen, die der erwarteten Differenz entsprechen

Das Rückdruckventil muss das Differenzial halten, das durch die am Schuh erwartete schwerste Schlammkolonne erzeugt wird.Bewertet nach dem Stillstand der PumpenDie üblichen Nennwerte sind 5.000 und 10.000 psi, bei speziellen Konstruktionen bis 15.000 psi für Hochdruckbohrungen.und das Dichtungssystem muss mit der statischen Temperatur des Bodenloches kompatibel sein.. Im Sauerbetrieb sollten Materialien und Elastomere den Anforderungen der NACE MR0175/ISO 15156 entsprechen.

Entwerfen der Verschiebung, um U-Rohre zu minimieren

Das Schwimmventil ist das Sicherheitsnetz, aber der Versetzungsplan sollte den U-Rohr-Effekt überhaupt nicht hervorrufen.Wenn der Ringel schwerer wird, mit einem gewichteten Abstand oder Schlamm verschieben, damit die Gehäuse Säule ein positives Gleichgewicht beibehält, und den Ring voll halten, damit die hydrostatische Unterstützung nie verloren geht.Auswahl der Verschiebungsraten, die den Betrieb bei dem geplanten Oberflächendruck unter Kontrolle halten, und berechnen das erwartete Druckprofil, damit die Crew weiß, wie eine normale Arbeit aussieht, bevor sie beginnt.

Überprüfen Sie das Ventil vor und während der Arbeit

Bei jeder Gelegenheit überprüfen Sie die Rückdruckfunktion. Beobachten Sie während des Einlaufs das Auffüllverhalten und kreisen Sie regelmäßig, um zu überprüfen, ob die Schnur Flüssigkeit aufnimmt und normal zurückkehrt.Nachdem das Gehäuse gelandet ist und vor der Zementung, Druckversuch gegen den Schwimmer auf den geplanten Prüfwert und halten Sie ihn für die erforderliche Zeit; die Prüfung prüft gleichzeitig die Hülle und das Ventil.die Druckreaktion zu verfolgen, so dass eine Änderung der Signatur sofort bemerkt wirdNach der Steckdämpfung halten Sie den Druck an und überprüfen Sie, ob er sich stabilisiert, was sowohl die Steckdämpferintegrität als auch die Floatdichtung bestätigt, bevor die Crew zum Warten auf Zement übergeht.

Lesen Sie die Drucksignale um den Stecker

Wenn der oberste Stecker landet, steigt der Druck mit einer durch die Pumpe kontrollierten Geschwindigkeit, wenn der Stecker sich befindet, steigt der Druck, wenn der Stecker sich befindet.Der Druckanstieg sollte bei dem Stoßdruck stoppen und sich stabilisieren.. Ein Druck, der weiter steigt, zeigt an, dass der Stecker nicht gesetzt ist oder der Schwimmer undicht ist und sich die Säule bewegt.Ein langsamer Verfall bedeutet, dass Flüssigkeit durch den Schwimmer fließt.Der Trend wird mit dem berechneten Profil verglichen und jede Abweichung wird dem Zementbauer unverzüglich gemeldet.

Integrieren Sie die Integrität des Flots in die Überwachung der Kontrolle

Während der Zement-Warteschleife wird der Brunnen weiterhin als lebend behandelt, der Zementkopf und die Messgeräte verbunden gehalten, der Gehäuse- und Ringdruck überwacht und in regelmäßigen Abständen der Durchfluss überprüft.Wenn der Druck an der Oberfläche abblutet, zu diagnostizieren, ob der Schwimmer undicht ist, bevor sich für eine Abhilfe entscheidet wird, denn das Pumpen in einen Brunnen mit einem defekten Gegendruckventil kann die Zementsäule nach oben versetzen.Die vereinbarte WOC-Zeit vor der Freisetzung des Bohrwerks einzuhalten, und dokumentieren das Druckverhalten im Zementbericht, damit Trends zwischen Bohrungen verglichen werden können.

Häufig gestellte Fragen

Wie verhindert ein Schwimmkragen, daß sich ein Schlauch aus dem Schlauch schlägt?

Ein Schwimmband enthält ein Rückschaltventil, das sich öffnet, wenn Flüssigkeit durch das Gehäuse gepumpt wird, und automatisch schließt, wenn der Druck unterhalb des Ventils den Druck darüber übersteigt.Wenn die Ringkolonne schwerer wird als die Gehäuse-Säule, schließt sich das Ventil und isoliert die beiden, so dass der Ringflüssigkeit nicht zurück in das Gehäuse abfließen kann.

Welche Druckstufe sollte die Schwimmmaschine haben?

Die Nennwerte müssen das schlechteste Differenzial überschreiten, das das Ventil halten kann, das durch die schwerste Zementsäule über dem Schuh nach dem Anhalten der Pumpen festgelegt wird.000 PSIDie Temperatur, typischerweise bis zu 350-400 °F, muss auch der statischen Temperatur des Bodenlochs entsprechen.

Kann mit Schwimmgeräten die Gasmigration verhindert werden?

Die Gasmigration wird durch die Eigenschaften der Zementschlamm, den hydrostatischen Druck der Säule und die Zementdichtung gesteuert.Die Schwimmmaschine unterstützt das System, indem sie die Säule an Ort und Stelle hält, so dass der hydrostatische Druck nicht abfällt, während der Zement flüssig ist.Ein undichter Schwimmer, der Rückfall erlaubt, kann das Ungleichgewicht erzeugen, das den Gaszugang ermöglicht.

Warum ist der Druck nach einem Steckknall so wichtig?

Das Verhalten des Gehäuse-Drucks nach den oberen Steckknoten ist der primäre Feldbeweis dafür, dass der Zement an Ort und Stelle ist und der Schwimmer versiegelt.Ein stabiler Schließdruck bestätigt, dass das Gegendruckventil die Säule hältDiese Informationen bestimmen die Zeit der WOC, die Abblutung und die Sanierungsarbeiten.

Erhöht die automatische Befüllung die Gefahr einer Druckkontrolle?

Die automatisch füllenden Schwimmergeräte bieten eine kontrollierte Füllfunktion während des Einlaufs und die Dichtungsfunktion nach dem Zentrieren ist die gleiche wie bei herkömmlichen Werkzeugen.Vor der Zementung muss der Füllmechanismus richtig eingestellt oder ausgeschlossen sein., und das Füllverhalten muss überwacht werden, damit das Gehäuse nie unbeabsichtigt voll oder leer bleibt.

Was tun, wenn das Schwimmventil während der Arbeit undicht wird?

Zuerst bestätigen Sie das Leck: überprüfen Sie den Drucktrend, die Rückkehr und die Steckposition, bevor Sie den Schwimmer ausfallen lassen.Die unmittelbare Priorität ist die Wiederherstellung der hydrostatischen Kontrolle.Nach der Arbeit dokumentieren Sie das Verhalten und besprechen Sie den Ausfall mit dem Lieferanten der Schwimmgeräte.

Schlussfolgerung

Die Risiken für die Druckkontrolle während der Zementung werden durch drei Elemente verwaltet: eine Schlamm- und Verschiebungskonstruktion, die die Druckgrenzwerte des Brunns respektiert,Ein Zementkopf und eine Oberflächenanlage, die Überwachung und Abfluss ermöglichenDie Schwimmeranlage ist diese Schwimmerbarriere.Überprüfung nach API-Spezifikation 10F / ISO 10427-2Wenn Sie einen Zementbau in einem Brunnen mit erheblichem U-Rohrpotenzial planen, können Sie mit einem Zementbau in einem anderen Brunnen arbeiten.enge Druckgrenzen, oder Gasmigrationsbedenken, wenden Sie sich an unsere Anwendungsingenieure, um Empfehlungen für Schwimmhalsband und Schwimmschuh und eine Überprüfung des Druckmanagements Ihres Verschiebungsplans zu erhalten.