CT TOOLS RESEARCH AND DEVELOPMENT СИСТЕМА РАЗРЫВНЫХ ПОРТОВ – ИСПЫТАНИЕ НА ОТКРЫВАНИЕ ПОРТОВ 4.5” (114mm ) Муфты BPS в условиях аналогичных скважинным Документ: 0100081 Изменения: 0 СОДЕРЖАНИЕ 1. Общее описание ...............................................................................................................................................1 2. Описание проблемы.........................................................................................................................................1 3. Конструкция компоновки «BPS»......................................................................................................................2 4. Ранее выполненные испытания ......................................................................................................................3 5. Порядок проведения испытания .....................................................................................................................6 5.1. Цель......................................................................................................................................................... 6 5.2. Необходимое оборудование ................................................................................................................ 6 5.3. Технические требования ....................................................................................................................... 6 5.4. Технологический процесс испытания (испытание в условиях цеха) ................................................. 8 5.1. Технологический процесс испытания (Квинт тест) ............................................................................. 9 6. Результаты .........................................................................................................................................................9 6.1. Испытание в условиях цеха................................................................................................................... 9 6.2. Квинт тест № 1......................................................................................................................................11 6.3. Квинт тест № 2......................................................................................................................................13 7. Заключение .................................................................................................................................................... 19 СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ Рисунок 1 - Диаграмма ГРП через "BPS" .................................................................................................................3 Рисунок 2 - Фото портов "BPS" после ГРП ...............................................................................................................4 Рисунок 3 - Выход из порта после испытания с расходом ....................................................................................5 Рисунок 4 - Растрескавшийся цемент вокруг порта после испытания с расходом .............................................5 Рисунок 5 -Испытательная установка......................................................................................................................6 Рисунок 6 - Схема проведения цехового испытания .............................................................................................7 Рисунок 7 - Схема проведения Квинт теста ............................................................................................................8 Рисунок 8 - График испытания в условиях цеха .................................................................................................. 11 Рисунок 9 - Открытые порты (испытание в условиях цеха)................................................................................ 11 Рисунок 10 - Квинт тест № 1 .................................................................................................................................. 13 Рисунок 11 - Открытые порты (Квинт тест № 1) .................................................................................................. 13 Рисунок 12 -Квинт тест № 2................................................................................................................................... 16 Рисунок 13 -Открытые порты (Квинт тест № 2) ................................................................................................... 16 Рисунок 14 - Контрольный осмотр диафрагм с помощью зеркала ................................................................... 17 Рисунок 15 - Спуск жидкости через кожух во время проведения Квинт теста ................................................ 18 Рисунок 16 - Перепад давления на диафрагме расходомера 0.344"................................................................ 18 Документ: 0100081 Переработано: 0 1. Общее описание В последнее время заказчик все чаще задает вопросы касательно высоких давлений гидроразрыва, наблюдаемых во время работ по ГРП, которые компания «Трайкан» выполняет через систему разрывных портов («BPS»). Так, за все время применения компанией «Трайкан» системы «BPS», был выявлен ряд факторов, из-за которых возникают проблемы с закачкой. С целью определения природы этих проблем были выполнены испытания системы разрывных портов. В настоящем документе рассматриваются проблемы с закачкой, с которыми компания «Трайкан» столкнулась при производстве ГРП, а также результаты испытаний, которые были выполнены ранее. Кроме того, отчет рассматривает технологический процесс испытаний, разработанный специально для решения проблем, озвученных заказчиком и связанных с давлением гидроразрыва и открыванием портов на муфтах «BPS». 2. Описание проблемы Начиная с 2009г., при производстве ГРП для разных заказчиков в США и Канаде время от времени компания «Трайкан» сталкивалась с проблемой инициирования гидроразрыва на различных пластах. Применяя различные инженерные решения, мы смогли определить основную причину указанных осложнений в каждом отдельном случае. Основными причинами проблем с закачкой являются: 1. Запесочивание подвески ГРП во время инициирования гидроразрыва: Данная проблема возникает в результате невыполнения стадии перепродавки после предыдущего ГРП или как следствие вымыва песка по подвеске ГРП, что приводит к глобулярному потоку песка и закупориванию только что образованной трещины и, как следствие, к росту давления и проблемам с закачкой. Для исправления ситуации необходимо выполнить промывку до чистой воды. Если не очистить подвеску ГРП от песка перед проведением следующего ГРП, в ней останется вязкая песчаная масса, которая во время прямой и обратной циркуляции будет просто перемещаться по колонне взад - вперед (вверх – вниз). Подобная проблема у нас возникала в скважинах с перфорацией, а также в скважинах с BPS. Практически во всех случаях, когда для изоляции зон в горизонтальных скважинах использовался селективный пакер, у нас возникали проблемы с инициированием разрыва. Скорость обратной циркуляции должна быть достаточно высокой, чтобы песок поднимался по колонне вверх. При недостаточной скорости циркуляции вязкая песчаная масса будет скапливаться в участках набора угла наклона. 2. Некорректно выполненное позиционирование пакера: Если селективный пакер установлен таким образом, что он не изолирует муфты BPS или интервалы перфорации, мы наблюдаем рост рабочего давления и снижение темпа подачи, которые обычно объясняются заеданием клапана в насосе. 3. Установка хвостовика в размытый пласт: Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 1 Документ: 0100081 Переработано: 0 Проблемы с инициированием гидроразрыва возникали также и в случае крепления цементируемых муфт BPS в горизонтальных скважинах, подвергшихся сильной эрозии в результате ранее выполненных работ по ТКРС, что привело к истончению цементного камня вокруг муфты BPS до 10 – 20см. Мы обнаружили, что закачка на начальной стадии 15-ти процентного раствора соляной кислоты сдерживает рост давления инициирования гидроразрыва. 4. При горизонтальном бурении вне продуктивного пласта: Если ствол пробурен так, что его горизонтальный участок (или некоторая его часть) находится над продуктивным пластом, то у нас возникали сложности с инициированием гидроразрыва в кровле пласта над целевым объектом. Это можно объяснить рядом причин, которые в том числе включают несовместимость породы с жидкостью ГРП, более высокую разрывную прочность других пластов или неодинаковые значения пористости и проницаемости покрова. 5. Несовместимость системы жидкости ГРП и породы: В результате несовместимости системы жидкости и породы (в первую очередь, в силу действия условий, указанных в п.4) образование трещины и закачка жидкости в пласт могут стать невозможными. Возможными причинами этого являются фильтрация жидкости разрыва в пласт или разбухание глин, что приводит к снижению его проницаемости. Наиболее типичными, однако, являются проблемы, которые возникают по причинам, описанным в п.1, т.е. в случае спуска селективного чашечного пакера «Трайкан» с помощью сервисного подъемника. В процессе СПО практически невозможно контролировать давление в колонне НКТ, т.к. в процессе спуска колонна НКТ остается открытой, и атмосферное давление влияет на давление в колонне НКТ. Несмотря на то, что в скважинах – вакуум, в подвеску ГРП после ГРП из пласта будет поступать песок, который будет оседать внизу колонны. Во время закачки подушки при последующем ГРП, гель подхватывает песок и образовывает вязкую песчаную массу, которая закупоривает поверхность забоя, что приводит к росту давления закачки. 3. Конструкция компоновки «BPS» Обычно, заданное давление разрыва муфты BPS – ниже расчетного давления гидроразрыва, благодаря чему происходит открывание портов. В идеале, если порты активируются при давлении, которое ниже давления гидроразрыва, они все остаются открытыми во время закачки подушки. На рис. 1 приводится график типичного гидроразрыва в скважине с BPS. Работа была выполнена в муфте BPS, имеющей 15 портов диаметром 11мм. Следует обратить внимание, что ГРП проводился со скоростью закачки, равной 3м3/мин, в то время активация муфт произошла при скорости закачки менее чем 1м3/мин. Используемые на Самотлорском месторождении (СНГ) BPS обычно оснащены 25-ю портами. Средняя скорость закачки через эти BPS – 3м3/мин., т.е. такая же, с которой была выполнена работа на графике 1. Пока неясно, все ли 25 портов необходимы для последующей эксплуатации скважины, но уже точно известно, что для гидроразрыва достаточно 15 портов. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 2 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 1 – График процесса ГРП в скважине с BPS 4. Ранее выполненные испытания Испытание с понижением расхода и спуск камеры: На ряде интервалов после ГРП через BPS было выполнено испытание с понижением расхода с последующим спуском системы скважинной съемки. Испытание с понижением расхода был выполнен с целью определения потерь давления на трении в патрубке в составе компоновки BPS, а также количества портов, через которые осуществлялась обработка. С помощью скважинной камеры был осмотрен каждый порт в отдельности с целью определить количество портов, которые были активированы, и количество портов, через которые был выполнен ГРП. Результаты испытания с понижением расхода используются для расчета количества перфорационных отверстий (или разрывных портов) и потерь на трении в ПЗЗ. Испытания были выполнены после инициирования гидроразрыва и получения подтверждения развития трещины. После того, как был зафиксирована подача, равная 2,5м3/мин, ее на короткое время постепенно снизили до полной стабилизации давления. Со снижением скорости закачки снижается и давление в результате потери Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 3 Документ: 0100081 Переработано: 0 давления на трении на перфорации и в ПЗЗ. Испытания с понижением расхода были выполнены на муфтах BPS с 10-ю и 15-ю портами. Испытания показали, что значительные потери давления на трении наблюдались в муфтах с 10-ю портами (между 5 – 10 мПа / 725 – 1450 psi) и гораздо более низкие потери на трении в муфтах с 15-ю портами (2,5 – 3 MПa / 363 – 435 psi). Результаты испытания указывают на то, что увеличение количества портов в муфтах дает возможность получить более низкие давления инициирования гидроразрыва. Однако после ГРП давление трения как в муфтах с 10-ю, так и в муфтах с 15-ю портами, было одинаковым (приблизительно 1,5 мПа / 220 psi). С учетом полученных значений потерь давления на трении было установлено, что обработка осуществлялась через 5 - 10 портов. После испытания с понижением расхода, для осмотра 4-х муфт BPS, через которые была выполнена обработка, была спущена камера. После чего было снова выполнено испытание с понижением расхода с последующим спуском камеры. Для определения количества портов, через которые был выполнен ГРП, необходимо было определить степень размыва портов. Только один из 60-ти портов не был разорван. Количество зон, в которых наблюдался размыв, составило + / - 2 порта от общего количества портов, через которые, как показало испытание с понижением расхода, должен был выполнен ГРП. На рис. 2 представлен монтаж фотографии портов муфты с 15-ю портами. На рисунке видно, что разрыв диафрагмы произошел на каждом порте. Тем не менее, некоторые порты размыты больше, чем другие, что означает, что некоторые порты участвовали в обработке больше, чем другие. На некоторых фото видны крупицы цемента или породы, которые остались на краях портов. Обработка через данную муфту выполнялась со скоростью закачки 3м3/мин. Всего было закачено 10 тонн проппанта. Рис. 2 - Фото портов "BPS" после ГРП Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 4 Документ: 0100081 Переработано: 0 Испытание защитной крышки цементируемой муфты BPS: Испытание проводилось в цементируемой испытательной установке, в которую поместили и зацементировали муфту с одним портом. Путем подачи давления и тепла в испытательную установку были созданы условия аналогичные скважинным условиям. Испытание проводилось с целью воссоздать процесс разрыва диафрагмы, срыва защитной крышки и гидроразрыва в искусственно созданных скважинных условиях применения цементируемой муфты. Испытание показало, что мы можем полностью сорвать защитную крышку и прорваться сквозь цемент. См. фото 3 и 4 ниже. Наблюдаемые на рис. 4 трещины в цементы были образованы при скорости закачки 210 л/мин. Умножаем это значение, например, на 10 и получим значение, равное 2,1 м3/мин. Результаты испытания дают основания надеяться на успешность описанного ниже испытания, которое было выполнено в нецементируемой испытательной установке. Рис. 3 - Выход из порта после испытания с расходом Рис. 4 - Растрескавшийся цемент вокруг порта после испытания с расходом Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 5 Документ: 0100081 Переработано: 0 5. Порядок проведения испытания 5.1. Цель Испытание проводилось с целью убедиться, все ли диафрагмы будут разорваны в условиях аналогичных скважинным, а также определить, сколько защитных крышек будет сорвано с портов. Испытательная установка предназначена для воссоздания градиента давления гидроразрыва породы, в которой установлены муфты BPS, см. рис. 1. 5.2. 5.3. Необходимое оборудование Испытательная установка 3-х плунжерный насос 5-ти плунжерный насос Необходимые переходники, соединения и шланги Регистрирующее оборудование Технические требования Испытательная установка, изображенная на рис. 5, состоит их 2-х муфт BPS, камеры высокого давления и переводников для подсоединения камеры высокого давления с муфтой № 1 к муфте № 2. Испытанию подвергается муфта № 1. Заданное давление разрыва портов =31 мПа (4500 psi). На муфте установлены крышки для защиты от влияния атмосферного давления. Муфта № 2 используется для целей воссоздания требуемого градиента давления гидроразрыва. Заданное давление открытия портов на муфте № 2 = 38 MПa (5500 psi). Датчики давления подсоединены к испытательной установке для регистрации давления в обсадной колонне и кольцевом пространстве. Испытательная установка рассчитана на номинальное давление, равное 70 MПA (10,000 psi). Рис. 5 - Испытательная установка Для целей испытания в условиях цеха используется 3-хплунжерный насос и насос «Haskel». Насос «Haskel» применяется для нагнетания давления в кольцевом пространстве (на рис.5 насос «Haskel» изображен желтым цветом). 3-хплунжерный насос используется для нагнетания давления в обсадной трубе (на рис.5 трёхплунжерный насос изображен синим цветом). Штуцер позволяет осуществлять работу трехплунжерного насоса с высокой скоростью закачки и при высоком давлении. Поток сначала проходит через штуцер, что позволяет насосу набрать расход 250 л/мин. После чего для получения давления, необходимого для разрыва портов, штуцер устанавливают на меньшее значение. 3-хплунжерный насос Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 6 Документ: 0100081 Переработано: 0 может осуществлять закачку со скоростью 400 л/мин при 48 MПa (7000 psi). Насос Haskel - при 70 MПa (10,000 psi), но не сохраняет скорость закачки. Скорость закачки и давление фиксируются. На рис. 6 показана схема проведения испытания с использованием 3-хплунжерного насоса. Рис. 6 - Схема цехового испытания Для проведения испытания с использованием 5-типлунжерного насоса (Квинт теста) схема подсоединения будет практически такой же. 5-типлунжерный насос качает со скоростью 2,5 м3/мин при 70 MПa (10,000 psi). Кроме того, для сброса воды на выходе испытательной установки используется кожух. Имеется также и штуцер, но для увеличения скорости закачки он не используется. На рис. 7 приводится схема проведения испытания с использованием пятиплунжерного насоса. Скорость закачки и давление фиксируются. Регистрация давления в обсадной колонне осуществляется с помощью компьютера в лаборатории. Оба устройства фиксируют одно и то же , чтобы в последующем можно было объединить данные. При первом Квинте тесте, на муфте № 2 только одна диафрагма была рассчитана на номинальное давление 38 MПa (5500 psi), в то время как две другие диафрагмы – на 49 MПa (7100 psi) для целей безопасности на случай существенного роста давления. Второй Квинт тест выполнялся на муфте с 15-ю диафрагмами, рассчитанными на давление, равное 38 MПa (5500 psi). Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 7 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 7 – Схема проведения Квинт теста 5.4. Технологический процесс испытания (испытание в условиях цеха) 1. Использовать 2 муфты BPS. При этом, одна муфта должна иметь номинальное давление активации 31 MПa (4500 psi), другая - 38 MПa (5500 psi), без крышек. 2. Собрать испытательную установку как показано на рис. 5. На муфте, которая помещена возле камеры высокого давления, защитные крышки не нужны. Подсоединить датчики давления к обсадной трубе и кольцевому пространству. 3. В цехе подсоединить испытательное оборудование к 3-хплунжерному насосу. Разгрузочный клапан должен быть рассчитан на давление, равное 41 мПа (6000 psi) или же давление, которое ниже номинального давления самых слабых узлов под давлением. Смонтировать напорные линии таким образом, чтобы можно было вывести насос на требуемую скорость закачки и посредством штуцера отвести поток к испытательной установке. 4. Подсоединить агрегат к насосу «Haskel», чтобы на объем, изображенный желтым цветом, можно было подать 33 MПa (4800 psi). 5. Перед проведением испытания провести инструктаж со всеми работниками, участвующими в испытании. Обеспечить отсутствие посторонних людей, которые не задействованы в испытании. 6. С помощью насоса «Haskel» подать давление, равное 33 MПa (4800 psi), на участок, указанный желтым цветом. 7. Убедиться, что штуцер на напорной линии открыт полностью. Настроить устройства сбора данных для регистрации давления нагнетания и давления на насосе» Haskel». 8. Запустить 3-хплунжерный насос и вывести его на скорость закачки, равную 250 л/мин. 9. Медленно затянуть штуцер для отведения потока на испытательную установку. 10. При достижении давления нагнетания, равного 38 мПa (5500 psi), произойдет открытие портов на муфте № 2. Теперь, необходимо полностью перекрыть штуцер, увеличить скорость закачки и в течение 5 минут продолжать процесс закачки. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 8 Документ: 0100081 Переработано: 0 11. Остановить насос, разобрать испытательную установку и произвести осмотр. 5.1. Технологический процесс испытания (Квинт тест) 1. Использовать 2 муфты «BPS». При этом, одна муфта должна иметь номинальное давление активации 31 MПa (4500 psi), другая - 38 MПa (5500 psi), без крышек. 2. Собрать испытательную установку как показано на рис. 5. На муфте, которая помещена возле камеры высокого давления, защитные крышки не использовать. Подсоединить датчики давления к обсадной трубе и затрубу. 3. Подсоединить агрегат к насосу ГРП. Для ускорения работы насоса ГРП, к 3-хплунжерному насосу подсоединить насос «Mission». Разгрузочный клапан должен быть рассчитан на давление, равное 41 мПа (6000 psi) или давление, которое ниже номинального давления самых слабых узлов под давлением. 4. Подсоединить агрегат к насосу «Haskel», чтобы на объем, изображенный желтым цветом, можно было подать 33 MПa (4800 psi). 5. Перед проведением испытания провести инструктаж со всеми работниками, участвующими в испытании. Обеспечить отсутствие посторонних людей, которые не задействованы в испытании. 6. С помощью насоса «Haskel» подать давление, равное 33 MПa (4800 psi), на участок, указанный желтым цветом. 7. Запустить насос. Как только будет получен поток, довести скорость закачки до 2,5м3/мин (макс. скорость). 8. Остановить насос, разобрать испытательную установку и произвести осмотр. 6. Результаты 6.1. Испытание в условиях цеха На рис. 8 приведен график испытания в цехе, на котором видно, что за счет работы насоса «Haskel» давление в затрубе выросло до 33 мПа (4800 psi). 3-хплунжерный насос был запущен в работу на 5,5 минуте и скорость закачки увеличилась до 250 л/мин. После закрытия штуцера, давление на выходе 3хплунжерного насоса выросло. Диафрагмы на портах муфты № 1 разорвались при достижении 31 MПa (4500 psi). Давление на выходе 3-плунжерного насоса продолжало расти. При достижении давления отметки 38МПА (5500 psi) на 6,4 минуте, произошел разрыв диафрагм на муфте № 2. Для срыва защитных крышек с портов муфты скорость закачки была увеличена до 375 л/мин. Испытательный агрегат не был оборудован кожухом для слива воды на выходе, который использовался при проведении Квинта теста (см. рис. 7), и поэтому на выходе насоса жидкость разбрызгивалась во все стороны. Для осмотра портов закачка была приостановлена. После чего было принято решение использовать больший насос. Все диафрагмы были разорваны (осмотр диафрагм с внутренней стороны осуществлялся с помощью зеркала – см. рис 14). 3 из 15 портов было полностью открыты, защитные крыши – сорваны. На рис. 9 изображены порты, которые были открыты во время проведения испытания в условиях цеха. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 9 Документ: 0100081 Переработано: 0 Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 10 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 8 - График испытания в условиях цеха Рис. 9 - Открытые порты (испытание в условиях цеха) 6.2. Квинт тест № 1 На рис. 10 приведен график Квинт теста № 1, на котором видно, что за счет работы насоса «Haskel» давление в затрубе выросло до 33 мПа (4800 psi). Для увеличения скорости закачки путем увеличения давления штуцер на 5-типлунжерном насосе не использовался. 5-типлунжерный насос был запущен в работу на 2,5 минуте и давление нагнетания выросло практически мгновенно до 38 мПа (5500 psi), что привело к разрыву всех диафрагм на муфте № 1 со срывом по крайне мере одной защитной крышки. После чего, произошел разрыв порта с номинальным давлением 39 МПа (5500 psi). В результате того, что на муфте № 2, используемой для воссоздания градиента гидроразрыва, был всего один порт, в 5типлунжерном насосе возникало избыточное давление, что приводило к его остановке. На графике видны все перезапуски и остановы насоса по избыточному давлению. Ближе к концу испытания, насос оставили работать на малой передаче с подачей 1,8 м3/мин в течение 4 минут с целью увидеть, сколько защитных крышек может быть сорвано при такой скорости закачки. Все диафрагмы были разорваны (осмотр диафрагм с внутренней стороны осуществлялся с помощью зеркала – см. рис 14). 5 из 15 портов было полностью открыты, защитные крыши – сорваны. На рис. 11 изображены порты, которые были открыты во время проведения Квинт теста № 1. Примечание: между затрубом и насосом «Haskel» был установлен предохранительный клапан с целью предотвращения воздействие давление на выходе 5-типлунжерного насоса после разрыва муфт. Датчик контроля за давлением в затрубе установлен на насосе «Haskel». В связи с тем, что предохранительный клапан не держал, его пришлось закрыть (в отдельных случаях спустя 6 минут) с целью не допустить действие давления на выходе 5-типлунжерного насоса на насос «Haskel», и, следовательно, в датчик давления. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 11 Документ: 0100081 Переработано: 0 Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 12 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 10 - Квинт тест № 1 Рис. 11 - Открытые порты (Квинт тест № 1) 6.3. Квинт тест № 2 На рис. 12 приведен график Квинт теста № 2, на котором видно, что благодаря работе насоса «Haskel» давление в затрубе выросло до 33 мПа (4800 psi). Для увеличения скорости закачки за счет роста давления штуцер на 5-типлунжерном насосе не использовался. 5-типлунжерный насос был запущен в работу на 3-ей минуте. Давление нагнетания выросло практически мгновенно до 38 мПа (5500 psi), что привело к разрыву всех диафрагм на муфте № 1 со срывом одной защитной крышки. После чего, удалось разорвать один порт на муфте № 2. На муфте № 2 несколько портов оставались закрытыми, так что 5-типлунжерный насос можно было вывести на максимальную скорость (2,6 м3/мин). На рис. 15 изображен сброс жидкости через кожух, установленный на муфте № 2, со скоростью подачи 2,6 м3/ мин. При такой скорости подачи, вода из емкости в цехе, объемом 5 м3, была спущена в течение 2-х минут, после чего закачка была остановлена. Все диафрагмы были разорваны (осмотр диафрагм с внутренней стороны осуществлялся с помощью зеркала – см. рис 14). 9 из 15 портов было полностью открыты, защитные крыши – сорваны. На рис. 11 изображены порты, которые были открыты во время проведения Квинт теста № 2. При использовании емкости большего объема, количество сорванных крышек было бы больше. Примечание: между затрубом и насосом «Haskel» был установлен предохранительный клапан с целью предупредить рост давления, создаваемого 5-типлунжерным насосом в случае противодавления в насосе «Haskel». Датчик контроля за давлением в затрубе установлен на насосе «Haskel». На графике Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 13 Документ: 0100081 Переработано: 0 видно, что предохранительный клапан не держал. Фактическое давление в затрубе может быть выше, чем показано на графике. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 14 Документ: 0100081 Переработано: 0 Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 15 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 12 - Квинт тест № 2 Рис. 13 - Открытые порты (Квинт тест № 2) Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 16 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 14 – Контрольный осмотр диафрагм с помощью зеркала Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 17 Документ: 0100081 Переработано: 0 Рис. 15 – Спуск жидкости через кожух во время проведения Квинт теста На каждом порте, участвующем в испытаниях, были установлены кольцевые диафрагмы диаметром 0,344 дюйма. На графике на рис. 16 видно как происходит падение давления на кольцевой диафрагме. Во время Квинт теста № 2, скорость закачки достигла 2,6 м3/мин, при которой открылось 9 портов. Таким образом, через каждый порт поток проходил со скоростью 289 л/мин. При такой скорости, на кольцевую диафрагму воздействовало давление, равное 447 psi ( 3 MПa). При этом, срыв крышек должен происходить при дифференциальном давлении, равном 150 psi. Если бы мы продолжили закачку, было бы сорвано большее количество крышек. Рис. 16 – Потеря давления на кольцевых диафрагмах диаметром 0,344 дюймов Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 18 Документ: 0100081 Переработано: 0 7. Заключение Срыв крышек, используемых для защиты муфты от воздействия внешнего давления, происходит только при достаточном дифференциальном давлении. Равно как и во время спуска камеры, можно было наблюдать, что не все крышки могут быть сорваны во время гидроразрыва (что мы прогнозировали при проведении испытания с понижением расхода). При срыве крышек в условиях малопроницаемого пласта увеличивается зона притока через порты. В случае поглощения пластом жидкости, сорвано будет именно столько крышек сколько нужно. Естественно, первыми будут сорваны те крышки, которые легче всего сорвать. Например, крышки с муфты, за которой нет цементного кольца, будут сорваны раньше, чем крышки, за которыми находится толстый слой цемента. Если горизонтальный участок скважины пробурен так, что он проходит немного выше пласта, то крышки на стороне пласта будут сорваны первыми (при условии, что прилегающая порода – крепче, чем порода, из которой состоит пласт). Испытание с понижением расхода также показало, что во время инициирования гидроразрыва потери давления на портах муфты с 10-ю портами – выше, чем на муфте с 15-ю портами. При большем количестве портов, легкосрываемых крышек, соответственно, будет больше. Имея большее количество легкосрываемых крышек, можно получить более низкое давление инициирование гидроразрыва. Confidentiality and Proprietary Notice The information contained herein is confidential and proprietary to Trican Well Service Ltd. (“Trican”) and shall not be reproduced, copied, used or disclosed, in whole or in part, to any individual or corporation without the prior written consent of Trican. 19
