Prevenzione e mitigazione della perdita di circolazione

Sfida:

La perdita di circolazione si verifica quando il fango di perforazione viene perso nella formazione attraverso formazioni porose, cavitate o fratturate. Le fratture possono essere naturali o indotte dal processo di trivellazione, soprattutto in caso di pratiche di trivellazione di scarsa qualità. In numerosi ambienti di trivellazione il controllo della perdita di circolazione è fondamentale. Ad esempio, in acque profonde, le perdite si verificano più facilmente a causa delle strette finestre di pressione del poro / gradiente di frattura, delle temperature fredde del fango di perforazione e delle elevate densità circolanti equivalenti (ECD). Allo stesso tempo, l'impatto finanziario delle perdite è elevato a causa del costo elevato per barile di fanghi a base sintetica e minerale e agli elevati costi differenziali di un progetto di trivellazione in acque profonde.

Se la stretta finestra gradiente di frattura / ECD non è gestita adeguatamente, la formazione si può rompere, causando perdita di circolazione e situazioni di controllo del pozzo. Inoltre, la perforazione di un pozzo altera la distribuzione delle sollecitazioni nella zona localizzata attorno al pozzo. Queste sollecitazioni possono causare micro-fratture che, se non stabilizzate e sigillate, tramite la stabilizzazione meccanica del pozzo, si possono propagare e crescere. Una volta che si verificano le perdite, l'enfasi viene spostata dalla prevenzione alla mitigazione della circolazione persa e quindi al risanamento. Le perdite possono variare da semplici infiltrazioni a gravi perdite di fango e le soluzioni variano a seconda del livello del problema.

Soluzioni:

Stabilizzazione meccanica del pozzo: quando si trivellano zone in cui ci si aspettano perdite, le sollecitazioni possono essere ridotte puntellando e sigillando le microfratture a livello della formazione servendosi di prodotti per la stabilizzazione meccanica del foro del pozzo. Man mano che vengono indotte le fratture, le miscele di particelle di varie dimensioni si propagano nella frattura; penetrano nella gola del poro e quindi sigillano la punta della frattura. Questo arresta in maniera efficace la propagazione della frattura e l'instabilità del pozzo.

  • La nuova serie di prodotti di Newpark per la stabilità meccanica del pozzo, che comprende il sigillante per pozzi PreFix e le miscele proppanti ProppFix e FracFix, è concepita specificamente per rinforzare e sigillare le fratture nel pozzo.

Gestione dell'Ecd: quando si trivella in zone esaurite in acque profonde, avere un fango di perforazione dalla densità circolante equivalente (ECD) bassa è obbligatorio nella gestione di finestre di gradiente di frattura estremamente strette, soprattutto quando si pratica un foro di 9-7/8”, o meno. L'Ecd è la densità che riflette la pressione che è effettivamente imposta sul pozzo durante la circolazione. Include il peso del fango, le pressioni di attrito sull'anello man mano che il fango circola e il carico dei tagli durante la perforazione. I fanghi a basso ECD sono utilizzati in quanto concepiti per minimizzare le perdite di pressione e ottimizzare la portata.

  • Il sistema a basso ECD Kronos™ di Newpark è stato concepito specificamente per ridurre l'ampiezza dei picchi ECD tramite la minimizzazione delle perdite di pressione e l'ottimizzazione del volume di flusso. Queste caratteristiche vengono ottenute a qualsiasi densità data del fango, riducendo le caratteristiche reologiche totali del fluido, minimizzando al tempo stesso il potenziale di cedimento. Il sistema Kronos a basso ECD è adeguato per sezioni più profonde dei pozzi con un diametro stretto del foro. I sistemi Kronos sono stabili in una vasta gamma di temperature e pressioni.

Mitigazione e risanamento della circolazione persa: le soluzioni per la circolazione persa variano a seconda della gravità dell'evento, che può andare da infiltrazioni di percolato a perdite parziali alla perdita totale di ritorno. I materiali di riempimento (LCM) sono spesso portati alla zona della perdita in passate e/o in pillole comprimibili. Una vasta distribuzione di particelle di dimensioni e tipi diversi può migliorare il successo dell'operazione. Eventuali perdite totali vengono mitigate con il prodotto X-Prima di Newpark, ad elevato contenuto di solidi per alte perdite di fluidi.

Soluzioni di fanghi a base di acqua: i fanghi di perforazione a base di acqua come i sistemi di fluidi di perforazione Evolution e DeepDrill di Newpark presentano un vantaggio rispetto ai fanghi non acquosi per via del fatto che il loro fluido di base, acqua o salamoia, non è comprimibile. Se un fango di perforazione si comprime sotto pressione, il volume di barite aumenta rispetto al volume del fango di perforazione stesso, aumentando il peso di fango del fluido. Questo può essere sufficiente a causare la frattura della formazione.

Il fango di perforazione a base di salamoia dalle elevate prestazioni si dimostra efficace in termini di costo nella Eagle Ford Shale: In numerose aree della Eagle Ford Shale, la perdita di circolazione è una causa comune di perdita di tempo e di aumento dei costi del pozzo. L'Austin Chalk, sopra l'Eagle Ford, è una zona esaurita. Le perdite sono comuni. Un sistema a base di salamoia dalle elevate prestazioni è un'alternativa efficace in termini di costo a fanghi basati su diesel.

Il sistema DeepDrill elimina le perdite e migliora la registrazione di dati geofisici in foro in acque profonde nel Golfo del Messico: Un operatore ha pianificato di trivellare un pozzo a Green Canyon 82. In pozzi precedentemente praticati in quel blocco, l'operatore ha sperimentato perdite significative di fanghi a base sintetica nella sezione intermedia. Il piano corrente del pozzo includeva un programma esteso di valutazione della formazione a profondità totale, che avrebbe richiesto di lasciare esposto il pozzo per vari giorni durante le operazioni di registrazione di dati geofisici in foro e di carotaggio.