BIP200 Bore- og brønnvæsker

Transkript

1 EKSAMEN I: BIP00 Bore- og brønnvæsker TID FOR EKSAMEN: 5. juni 007 KL. 09:00-3:00 TILLATTE HJELPEMIDLER: Klkultor OPPGAVESETTET BESTÅR AV: 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + VEDLEGG å 3 r. Generell inormsjon: Alle ogvene skl besvres. Vektlegging ved bedømmelse: Alle delogvene teller like mye ved stsettelse v krkter. OPPGAVE : GENERELL BOREVÆSKEKUNNSKAP Det skl bores en roduksjonsbrønn i ormsjonen vist i Vedlegg. Brønnen vr reltivt vertikl ned til og med 0. ) Beskriv ktuelle leirtyer i ormsjonene. Forklr videre hvoror vi kunne bore ut ller øverste del v brønnen med sjøvnn. b) Forklr de ulike kurvene som er vist i oretrykkslottet i Vedlegg. NB! Les teksten under iguren å Vedlegg. c) Forklr hvoror vi ikke ønsker obygging v ststo i borevæsken? d) Beskriv hvordn vi jerner ststo ir borevæsken. Beskriv sesielt hvordn såklte shle shkere virker? Ved boring v 7 ½ -seksjonen under ormsjonen under 0 csing ble det vlgt en borevæske med 00 kg/m 3 KCl. e) Hvoror er det brukt KCl i borevæsken? Hvordn virker KCl å leire? ) På slutten v 7 ½ -seksjonen ble det også stt til glykol. Hvoror ble dette gjort og hvordn virker denne glykolen?

2 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker. 5. juni 007 OPPGAVE : BORING OG HÅNDTERING AV OLJEBASERT BOREVÆSKE Det skl bores end en roduksjonsbrønn i ormsjonen som er vist i Vedlegg. Brønnen er reltivt vertikl ned til og med 0. Deretter hr brønnen en høy vviksvinkel. ) Hvoror ble det vlgt oljebsert borevæske or denne seksjonen? b) Hvordn er en oljebsert borevæske or denne seksjonen bygget o? Det er ikke tilltt å slie ut kks som er boret ut med oljebsert bore-væske. Det ble bestemt t kkset skulle reinjiseres i Utsirormsjonen. Deror ble 0 csing lytt til c 50m under Utsirormsjonen. c) Beskriv reinjeksjon v borekks. Forklr videre hvoror det ble injisert under Utsirormsjonen og ikke rett i denne ormsjonen. d) Forklr begreet ECD. Vis hvordn ECD henger smmen med trykk. e) Foreslå en borevæsketetthet som kn brukes til å bore seksjonen under 0 og orklr hvoror denne er vlgt. Hvor stort ECD-bidrg kn vi å r riksjonen under uming ør vi år et boreroblem? Hvilket roblem kn vi d å? ) Beregn nødvendig brytttilsetning or å onå borevæsketettheten som skl brukes videre? Ant or letthets skyld t remiksen, dvs. borevæske uten vektmterile, hr en tetthet å.00 s.g. OPPGAVE 3: REOLOGI OG HULLRENSING Det skl bores en tredje roduksjonsbrønn i ormsjonen som er vist i Vedlegg. Brønnen er reltivt vertikl ned til og med 0. Deretter hr brønnen en høy vviksvinkel. I denne brønnen hr borevæsk en tetthet å.40 s.g. i 7 ½ - seksjonen. ) Bsert å tidligere erringer ble det oreslått to orskjellige borevæsker. Disse er vist i tbellen nedenor. Forklr hvilke viskositetsmodeller som vnligvis brukes til å beskrive borevæskeviskositet. Videre, med begrunnelse, orklr hvilken v disse som vil sse best å de to væskene som er vist i tbellen. Borevæskedt er resentert i ølgende tbell. Viskosimetervlesningene er i lb/00t VG-meter rm Væske nr. Væske nr. og geldt s gel 6 P 0.5 P 0 min gel 6 P P Skjærrten ved 300 rm er 5 /s. Verdier i lb/00t endres til P ved å gnge med 0.5.

3 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker. 5. juni b) Vil gelverdiene være større eller mindre enn den virkelige yieldsenningen til borevæsken? Forklr! c) Beregn yieldsenning, otenslovindeks og otenslovviskositet or Væske nr. med den ntkelse t det er en Herschel-Bulkley-væske. I en eriode umes det med en rte å 6000 liter r. minutt i 7 ½ -seksjonen. Veggskjærrten er gitt som V n + γ& rørvegg = Do Di 3n or en ren otenslovvæske. Siden strømningen er reltivt kotisk orenkler vi deror nlysen vår slik t vi ser å væsken som en ren otenslovvæske. Ved ulike væskevlg viser erring t otenslovindeks vrierer mellom 0.4 og 0.8 d) Hv er tyisk skjærrteområde i brønnen under uming? Hvilke verdier i tbellen ovenor er dermed de viktigste or oss or å nlysere borevæskesirkulsjonen? I deler v denne 7 ½ -seksjonen vr det mye styring, dvs. borestrengen kunne ikke roteres ordi brønnbnen skulle justeres. Observsjoner å shker tydet å t kkset hdde en rektngulær orm med størrelse 3x6x6 mm. Observsjoner tydet videre å t det ble dnnet et kksbed nede i brønnen. e) Forklr hvilken væske som ville kunne gi muligheter or god hullrensing under styring dersom vi ntr t kkset i bedet hdde lgt seg med bredn imot strømningen. ) I 7 ½ -seksjonen rett under 0 sko er brønnen nesten vertikl. Hvor mye lngsommere strømmer en kksrtikkel med særisk orm og med en dimeter å cm, enn borevæskestrømmen?

4 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker. 5. juni VEDLEGG Poretrykklottet viser kollskurve i tillegg til de kurver som ble gjennomgått i kurset. Dette er den kurven som hr kontinuerlig hurtige vrisjoner med dy (hurtige vertikle vrisjoner). Ignorer denne kurven!

5 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker. 5. juni Beregning v tilsyneltende viskositet i brønnstrømning Smmenhengen mellom skjærsenning og skjærrte er or otenslovvæske: τ = K & γ Her kn n innes ir: n = n θ ln θ RPM ln RPM Potenslovviskositeten K innes ir: K τ = & γ n VEDLEGG Her må inut være i SI-enheter. Dersom målinger skjer i henhold til API-stndrd 3 eller 0, innes SI verdiene ved τ = 0. 5 θ, hvor θ er viskosimetervlesningen. Videre innes skjærrten ved t γ& = RPM 5/ 300. Nå kn tilsyneltende viskositet beregnes ut ir ytre og indre dimeter i nnulus, smt gjennomsnittshstigheten or væsk: n Dy Di 3n = K U n + Her er viskositetsverdien gitt i P. s. Uttrykket i rntes er lik veggskjærrten i nnulus or lminær strømning. Trykkll i nnulus Deinerer Reynoldstllet: U Dy Di Re = Omslg til turbulens skjer ved: ( ) Re > n. Trykkll or lminær strømning er gitt ved: ΔP = 48 U ( D D ) y i n + ΔL 3n For turblent strømning beregnes trykkllet: hvor b b b c U Δ P = + [ 0.865( D D )] log 0 n log0 c = og b = n 50 7 y i b b n + 3n ΔL

6 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker. 5. juni Prtikkeltrnsort i vertikle nnuli Alle størrelser må være gitt i SI-enheter. Deinerer Reynoldstllet: v D Re = For Re< så er rtikkelens llhstighet gitt ved: D v = ( )g 8 I området <Re<300 er rtikkelens llhstighet gitt ved: v = D ( ) 3 ( )3 I området 300<Re er rtikkelens llhstighet gitt ved: v = 3. 7 D Tilsetning v ststo Bsislikninger or beregning v tilsetning v ststo: Volum: V totl = V væske + V ststo Msse: M totl = M væske + M ststo Smmenheng mellom msse og volum: M =. V hvor er tetthet.