BIP200 Bore- og brønnvæsker

Transkript

1 EKSAMEN I: BIP00 Bore- og brønnvæsker TID FOR EKSAMEN:. juni 04 KL. 08:30 - :30 TILLATTE HJELPEMIDLER: Klkultor OPPGAVESETTET BESTÅR AV: 3 OPPGAVER PÅ 4 SIDER + VEDLEGG å 3 sider. 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 letebrønn i ormsjonen vist i Vedlegg. Det benyttes en lyterigg. ) Et oretrykkslott er vist i Vedlegg. Forklr hvordn dette lottet brukes. Hv viser kurvene i oretrykklottet? Fortell med en setning hvordn du kn se hvorvidt dette oretrykkslottet er konstruert med dy i henhold til MSL eller RKB. Forklr hvordn lottet i rinsiet ville endre seg dersom vi hdde det ndre reernsenivået. b) Vi er vnt til å se en kurve til å oretrykkslottet. Forklr hvilken og hvor denne ville ligge reltivt de ndre kurvene. Forklr videre hvordn vi kn bruke oretrykkslottet til å bestemme settedy or csing. Forklr begreet ECD. Vis hvordn ECD henger smmen med trykk. Forklr hvordn ECD endrer seg i en vviksbrønn.

2 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side c) I 7 ½ -seksjonen (se Vedlegg ) orventes det t ormsjonen består v rimært leirskier. Forklr hvordn de boreteknisk sett roblemtiske leirminerlene er bygget o. Hvordn skiller disse minerlene seg r ndre leirminerler i obyggingen? d) Beskriv hv som skjer dersom det inntrer en såklt sementorgitning v borevæsken. Videre, beskriv hvordn denne kureres. OPPGAVE : BORING MED VANNBASERT BOREVÆSKE Senere skulle det bores en roduskjonsbrønn i smme ormsjon. Den ørste brønnen er vertikl og det oreslås brukt vnnbsert borevæske. Poretrykkslottet er vist i Vedlegg. 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. ) Foreslå en inhibitiv vnnbsert borevæske or 7 ½ -seksjonen. Forklr hvilke tilsetningsstoer som er brukt. Videre, orklr hvoror borevæsken er inhibitiv: hvilke tilsetningsstoer som virker inhibitivt og hvordn de virker. I beskrivelsen ovenor, orklr med begrunnelse hvilken sltkonsentrsjon som skl brukes. b) Bestem en borevæsketethet or 7 ½ -seksjonen. Hvor mye vektmterile skl settes til m 3 borevæske or å onå riktig slmtetthet? Ant t borevæsken ør tilsetning v vektmterile hr en tetthet å.s.g. Hv blir det nye volumet? (Brytt hr tetthet 4.0 s.g. og ilmenitt hr tettheten 4.80 s.g.) Borevæskerorten ir brønnen under boring v 7 ½ -seksjonen viser ølgende dt: 0s gel 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 4500 liter/minutt.

3 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side 3 c) Bottums-u-tiden er tiden det tr or borevæske å nå o r borekronen til riggen. Hvor lng tid tr det å ume en bottoms-u r bunnen v 7 ½ -seksjonen Lg-tid deineres som tiden det tr or en kksrtikkel å nå o r borekronen til riggen. Borekkset vil synke nedover i brønnen mens borevæsk beveger seg oover. Ergo må borevæsk bevege seg rskere enn synkehstigheten. d) Hvilken lg-tid hr vi å bunnen v 7 ½ -seksjonen? I reservorseksjonen er det re or ormsjonsskde. Dermed er det besluttet å bruke rtikkelrie borevæsker. e) Beskriv rtikkelrie borevæsker (drill-in-væsker) og hvordn de brukes? 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. Hvilke v disse komonentene kn brukes i en vnnbsert borevæske? b) Regelverket setter begrensing til hvordn mn håndterer borekks når mn borer med oljebsert borevæske. Forklr hvordn mn håndterer borekks i henhold til myndighetenes krv. Videre, vurder hvorvidt dette kn h noen konsekvens or selve boreoersjonen. c) Borekks må skilles r borevæsk ør denne resirkuleres i borerosessen. Beskriv denne rosessen. Beskriv hvilke yrkeshygieniske konsekvenser denne rosessen medører. Stbilitet v borevæske er viktig v brønnkontrollhensyn. Det vil si t den kn ikke miste sine egensker slik som emulsjonsstbilitet og tetthet. Borevæsken må være stbil både under sirkulsjon og under stillstnd. Største rtikkelstørrelse nts å være 75 mikrometer or brytt og 50 mikrometer or ilmenitt. d) Forklr hvordn vi måler emulsjonsstbilitet. Videre, orklr hvoror det er vnskeligere å holde vektmteril susendert i oljebsert borevæske enn i vnnbsert.

4 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side 4 Brønnlengden nts å være 6000m MD ved ¼ endelig dy (TD) (9 5/8 sko). 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. Pumerten er 3500 liter/minutt. e) Beregn strømningens bidrg til ECD ved seksjonens TD (lnlgte målunkt = Trget Deth) Beskriv videre uten å regne å det hvorvidt borerten vil h noen innvirkning å ECD.

5 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side 5 VEDLEGG

6 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side 6 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

7 EKSAMEN: BIP00 Bore- og brønnvæsker.. juni 04 side 7 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