BIP200 Bore- og brønnvæsker

Transkript

1 EKSAMEN I: BIP00 Bore- og brønnvæsker TID FOR EKSAMEN: 7. ugust 03 KL. 09:00 - :00 TILLATTE HJELPEMIDLER: Klkultor OPPGAVESETTET BESTÅR AV: 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + VEDLEGG å 3 sider. Generell inormsjon: Alle ogvene skl besvres. Vektlegging ved bedømmelse: Alle delogvene teller like mye ved stsettelse v krkter. OPPGAVE : Det skl bores en roduksjonsbrønn i ormsjonen vist i Vedlegg. GENERELL BOREVÆSKEKUNNSKAP ) Et oretrykkslott er vist i Vedlegg. Forklr hvordn dette lottet brukes. Hv viser kurvene i oretrykklottet? Forklr hvordn kurvene viser trykk. b) Forklr hvordn vi kn bruke oretrykkslottet til å bestemme settedy or csing. c) Vis hvordn ECD endrer seg når vi går r en vertikl brønn til en vviksbrønn. d) Det orventes t det er en del leirminerler i denne brønnen. Hvilke leirminerler er viktigst or oss å kjenne innholdet v og hvoror? Forklr hvordn disse minerlene er bygget o. e) Beskriv metylenblått-testen og hv den brukes til? Hvoror kn den brukes til netto dette?

2 EKSAMEN: BIP00 Bore-og-brønnvæsker. 7. ugust 03 side OPPGAVE : BORING MED VANNBASERT BOREVÆSKE Siden den ørste brønnen vr stort sett vertikl ble det brukt vnnbsert borevæske. Poretrykkslottet er vist i Vedlegg. Brønnen hr kun en ubetydelig vviksvinkel. ) 6 -seksjonen ble boret rimært med sjøvnn og med uveiete bentonittiller or å rense ut kks r brønnen. Bsert å lbortorieøvelsene, sett smmen et mulig bentonittslm med riktig mengde v tilsetningsstoer. Forklr hvordn vi kn endre viskositeten å dette slmmet. Under 0 sko skl det bores en 7 ½ -seksjon hvor det skl settes en 3 3/8 csing. 7 ½ -seksjonen etterølges v en ¼ -seksjon hvor det skl settes en 9 5/8 csing. På den nederste delen v brønnen skl det bores en 8 ½ - seksjon. b) Foreslå smmensetningen v en inhibititiv vnnbsert borevæske or 7 ½ -seksjonen. Videre, orklr hvoror borevæsken er inhibitiv: hvilke tilsetningsstoer som virker inhibitivt og hvordn de virker. c) Bestem en borevæsketethet or ¼ -seksjonen. Hvor mye vektmterile skl settes til m 3 borevæske or å onå riktig borevæsketetthet? Ant t borevæsken ør tilsetning v vektmterile hr en tetthet å.0 s.g. Hv blir det nye volumet? (Brytt hr tetthet 4.0 s.g. og ilmenitt hr tettheten 4.80 s.g.) Ved utboring v sementen i skoen å orrige oringsrør er det re or sementorgitning v borevæsken. d) Beskriv sementorgitning v borevæsken. Forklr hvordn denne kureres. OPPGAVE 3: BORING MED 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. Brønnen skl bores med oljebsert borevæske r og med 7 ½ - seksjonen. ) Forklr begrunnelsen som oreligger or å bruke oljebsert borevæske og beskriv smmensetningen til en oljebsert borevæske, og hvoror de ulike tilsetningsstoene brukes. Kn de smme tilsetningsstoene brukes i vnnbserte borevæsker? Før boring strter med oljebsert borevæske sjekkes ormsjonsstyrken. Dette gjøres med å ume vnn imot stengt nnulus å BOPen. Lek-o, dvs trykket hvor en srekk ostår ller smmen med rktureringskurven. b) Beregn umetrykket ved lek-o.

3 EKSAMEN: BIP00 Bore-og-brønnvæsker. 7. ugust 03 side 3 c) Beskriv orskjellen i hullrensing or en vertikl og horisontl brønn. Hvordn endrer disse orskjellene seg når vi går r vnnbsert til oljebsert borevæske? Borevæskerorten ir brønnen under boring v ¼ -seksjonen viser ølgende dt: 0s gel 5 0min gel Her er gelen gitt i P, mens viskosimetervlesningene er gitt i lb/00t. For å lge en overgng r lb/00t til P, multiliser med 0.5. Skjærrten ved 300 rm-vlesningen er 5 /s. Borestrengen nts å h en dimeter å 5. Borekks nts å h en tetthet å.60 s.g. Det nts or letthets skyld t det roduseres særisk borekks med en dimeter lik cm. Pumerten er 3500 liter/minutt. d) Beregn trnsorthstigheten v borekks ut v brønnen i den vertikle delen v brønnen rundt 000m dy. Brønnlengden nts å være 6000m MD. e) Beregn strømningens bidrg til ECD ved seksjonens TD (lnlgte målunkt = Trget Deth)

4 EKSAMEN: BIP00 Bore-og-brønnvæsker. 7. ugust 03 side 4 VEDLEGG

5 EKSAMEN: BIP00 Bore-og-brønnvæsker. 7. ugust 03 side 5 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 Re = ( D ) Omslg til turbulens skjer ved: Re > n. Trykkll or lminær strømning er gitt ved: P = 48 U ( D D ) y i i n + L 3n For turblent strømning beregnes trykkllet: hvor c b U b b P = + b [ 0.865( Dy Di )] log 0 n log0 n c = og b = 50 7 b n + 3n L

6 EKSAMEN: BIP00 Bore-og-brønnvæsker. 7. ugust 03 side 6 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 I området 300<Re er rtikkelens llhstighet gitt ved: v = 3. 7 D 3 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. Volum og rel v kule V = π 3 6 D A = πd