To necessity of gas migration control under well cementing

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Well construction and operation is often complicated by the occurrence of formation fluids and their movement through the annulus as a result of poor-quality cementing. It is possible to reduce costs and time for eliminating behind-thecasing and inter-casing flows significantly due to effective preventing of these phenomena. The purpose of the research is to present the analysis results of the factors causing the development of the formation fluid flow channels during cementing as well as to find a solution to the problem of well annulus flows. The research involved the examination of the mechanisms of the processes occurring under cement slurry evolution in the well annuluses under well-casing, existing methods for solving the problem of formation fluid migration, as well as the ways to prevent them. The authors propose a method preventing the formation of migration channels, which they think is the most promising to eliminate the adverse effects of the named problem. To implement the method, the operation principle of the OFITE laboratory installation is analyzed as well as the modeling method for cement slurry borehole conditions. The graphs obtained as a result of cement tests and their interpretation are given. It has been determined that in most cases cement systems not modified by appropriate reagents are not able to restrain fluid migration during the transition from liquid to solid state. Moreover, fluid migration occurs during a critical period under cement setting after 3–8 hours of hardening. As a result of the work carried out, it was revealed that the chosen method of evaluating and modifying of cement systems makes it possible to increase the potential for an effective solution of the problem of formation fluid migration by decreasing the probability of behind-the-casing flow formation.

About the authors

E. V. Averkina

Irkutsk National Research Technical University

Email: averkina@ex.istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-5492-4079

A. V. Korotkov

Irkutsk National Research Technical University

Email: korotkov@ex.istu.edu
ORCID iD: 0009-0008-4293-7607

L. S. Alaberdin

Irkutsk National Research Technical University

Email: leffalab@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-2953-2405

References

  1. Гасумов Р.А., Гридин В.А., Овчаров С.Н., Гасумов Э.Р. Исследование причин заколонных проявлений при цементировании скважин эксплуатационной колонны // Наука. Инновации. Технологии. 2017. № 4. С. 125–136.
  2. Егорова Е.В., Выборнова Т.С. Анализ образования флюидопроявляющих каналов в зацементированном пространстве скважин и мероприятия по обеспечению качественной крепи // Деловой журнал Neftegaz.ru. 2017. № 2. С. 46–49. Режим доступа: https://neftegaz.ru/science/development/331551-analiz-obrazovaniya-flyuidoproyavlyayushchikhkanalov-v-zatsementirovannom-prostranstve-skvazhin-i-m/?ysclid=lw4d8kzzvq821251377 (дата обращения: 26.02.2024).
  3. Пискунов А.И. Заколонные перетоки и анализ причин их появления // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. 2014. № 1. С. 141–144. EDN: SVSDSV.
  4. Чжу Д.П. Анализатор миграции газа производства компании OFI Testing Equipment, Inc // Бурение и нефть. 2008. № 3. С. 49–51. EDN: KXUNBH.
  5. Булатов А.И., Макаренко П.П., Будников В.Ф. Теория и практика заканчивания скважин. В 5 т. Т. 3. М.: Недра, 1998. 410 с.
  6. Bonett A., Pafitis D. Getting to the root of gas migration // Oilfield Review. 1996. Iss. 8. P. 36–49.
  7. Tao C., Rosenbaum E., Kutchko B.G., Massoudi M. A brief review of gas migration in oilwell cement slurries // Energies. 2021. Vol. 14. Iss. 9. P. 2369. https://doi.org/10.3390/en14092369.
  8. Nelson E.B., Guillot D. Well cementing. Houston: Schlumberger, 2006. 774 p.
  9. Курбанов Я.М., Черемисина Н.А. Анализ технических решений по предотвращению поступления пластовых флюидов в заколонное пространство скважины в период ожидания затвердевания цемента // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2019. № 5. С. 64–71. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2019-5-64-71. EDN: NTONBN.
  10. Лихушин А.М., Киршин В.И. Проектирование высокогерметичных подземных хранилищ газа для хранения гелия или гелиевого концентрата // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2015. № 3. С. 68–72. EDN: WJGQCT.
  11. Кашкапеев С.В., Новиков С.С. Особенности образования межколонных давлений в скважине и комплекс исследований для их диагностики // Газовая промышленность. 2018. № 8. С. 54–59. EDN: XYUHPN.
  12. Буглов Н.А., Бутакова Л.А., Шакирова Э.В., Аверкина Е.В. Использование отходов кремниевого производства в качестве добавок, улучшающих технологические показатели тампонажных растворов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 6. С. 122–130. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/6/3428. EDN: HUPJMW.
  13. Курбанов Я.М., Черемисина Н.А. Анализ технических решений по предотвращению поступления пластовых флюидов в заколонное пространство скважины в период ожидания затвердевания цемента // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2019. № 5. С. 64–71. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2019-5-64-71. EDN: NTONBN.
  14. Салахов Р.М., Нургалиев А.Р. Разработка рецептуры тампонажного раствора для предупреждения газопрорыва в период ожидания затвердевания цемента // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. 2019. Т. 1. С. 197–199. EDN: JXCQBZ.
  15. Аникеева Э.С. Проблема фильтрации флюида через цементный камень на газовых месторождениях с низкой проницаемостью коллектора // Актуальные проблемы нефти и газа. 2021. № 3. С. 61–75. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2021-34.art5. EDN: BAAUIG.
  16. Al-Yami A.S., Nasr-El-Din H.A., Humaidi A.S. An innovative cement formula to prevent gas migration problems in HT/HP wells // SPE International Symposium on Oilfield Chemistry. The Woodlands: Society of Petroleum Engineers, 2009. https://doi.org/10.2118/120885-MS.
  17. Ozyurtkan M.H., Altun G., Mihcakan I.M., Serpen U. An experimental study on mitigation of oil well cement gas permeability // International Petroleum Technology Conference. Beijing, 2013. https://doi.org/10.2523/IPTC-16577-MS.
  18. Мухаметшин Д.М., Ваганов Ю.В., Билецкий А.А., Мухаметшин А.Д. Анализ причин возникновения межколонных давлений в нефтяных скважинах на месторождениях Тюменской области // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2022. № 4. С. 119–127. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2022-4-119-127. EDN: QDWFIX.
  19. Блинов П.А., Шаньшеров А.В., Черемшанцев Д.М., Кузнецова Н.Ю., Никишин В.В. Анализ и выбор тампонажной смеси, устойчивой к динамическим нагрузкам, с целью повышения качества герметичности крепи в затрубном пространстве // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 11. С. 115–123. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/11/3726. EDN: HWELIO.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).