Investigate the Effects of Formation Cutting Transportation in Inclined Wells to Prevent the Occurrence of Mechanical Stuck Pipes in an Iraqi Oilfield

مصطفى عادل عيسى; منتظر عادل عيسى; علي عبد المحسن الزبيدي; اياد عبد الحليم عبد الرزاق

doi:10.52716/jprs.v15i4.947

المؤلفون

مصطفى عادل عيسى Engineer
منتظر عادل عيسى قسم هندسة النفط/جامعة بغداد
علي عبد المحسن الزبيدي وزارة النفط/شركة نفط البصرة
اياد عبد الحليم عبد الرزاق قسم هندسة النفط /جامعة بغداد

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v15i4.947

الكلمات المفتاحية:

hole cleaning, cutting removal, minimum flow rate, mechanical pipe sticking, drilling parameters.

الملخص

تعد إزالة القطع الصخرية المحفوره من الآبار الاتجاهية والعمودية أحد أهم التحديات اثناء عملية الحفر. يمكن ان تسبب فقدان دورة طين الحفر، وصعوبات تجليس البطانات، وعمليات التسميت الضعيفة، و الالتصاق الميكانيكي للانابيب.من المحتمل أن تؤدي هذه التحديات إلى زيادة الوقت غير الإنتاجي (NPT) ونفقات حفر البئر. استخدمت هذه الدراسة برنامج Well Plan™ لإنشاء نموذج لتنظيف تجويف البئر لبئر محدد يقع في احد الحقول النفطية بجنوب العراق. حيث تم حساب الحد الأدنى لمعدل التدفق وارتفاع طبقة القطع اللازمين لضمان كفاءة نقل القطع من البئر مما يؤدي ذالك إلى التخلص أو تقليل مشكلة التصاق الأنابيب الميكانيكية. وبعد ذلك، تم فحص تأثير معاملات الحفر على إزالة القطع الصخرية المحفورة من خلال تحديد الحد الأدنى لمعدل التدفق. تشير نتائج الدراسة إلى أن هناك علاقة طردية بين الحد الأدنى لمعدل التدفق وبعض عوامل الحفر، أي اللزوجة البلاستيكية، ومعدل الاختراق، وميل البئر، وكثافة القطع الصخرية. في حين أن هناك علاقة عكسية مع المعاملات الأخرى، أي نقطة الخضوع، ووزن طين الحفر، وسرعة دوران سلسلة الحفر. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحد الأدنى لمعدل التدفق الذي تم الحصول عليه من برنامج أعلاه، هو أكبر من معدل التدفق الفعلي. على سبيل المثال، اثناء تنزيل خيط الحفر الى داخل تجويف البئر، حدث التصاق في خيط الحفر في تكوين التنومة، و عندها كان معدل التدفق الفعلي 713 جالونًا في الدقيقة، في حين أن الحد الأدنى لمعدل التدفق وارتفاع مستوى القطع الصخرية المتراكة الذي تم حسابه من هذا النموذج هو 970 جالونًا في الدقيقة و1.77 انج على التوالي. واخيرا، يمكن استخدام نتائج البحث لدعم وتقليل تكاليف عمليات الحفر القادمة في المنطقة المحيطة بالدراسة.

المراجع

D. Q. Khanh, T. T. T. Dat, K. Phuc, T. T. M. Huong, and H. T. Quang, “Modeling on Cuttings Transport in Inclined and Horizontal Well Drilling”, in CIGOS 2019, Innovation for Sustainable Infrastructure, Springer, pp. 853–858, 2020. https://doi.org/10.1007/978-981-15-0802-8_136.

N. S. Amina and A. A. Alhaleemb, “Analysis of stuck pipe incidents in khabaz field”, Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, vol. 19, no. 4, pp. 47–53, 2018. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2018.4.6.

S. E. Mohammed and F. H. M. Almahdawi, “Experimental Study for Assessment of Cutting Density Effect on Hole Cleaning Efficiency in Inclined and Horizontal Wells”, Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, vol. 21, no. 3, pp. 1–8, 2020. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2020.3.1.

A. T. Bourgoyne, K. K. Millheim, M. E. Chenevert, and F. S. Young, “Applied drilling engineering”, (2-nd printing), Society of Petroleum Engineers, Richardson, 1991. https://doi.org/10.2118/9781555630010.

A. H. Fallah, Q. Gu, G. Saini, D. Chen, P. Ashok, E. van Oort, and A. Karimi Vajargah, “Hole cleaning case studies analyzed with a transient cuttings transport model”, in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, SPE, 2020, p. D021S015R004. https://doi.org/10.2118/201461-MS.

R. B. Adari, S. Miska, E. Kuru, P. Bern, and A. Saasen, “Selecting Drilling Fluid Properties and Flow Rates For Effective Hole Cleaning in High- Angle and Horizontal Wells”, in the 2000 SPE Annual Technical Conference, Dallas, Texas, 2000, pp. 1–9. doi: 10.2118/63050-ms. https://doi.org/10.2118/63050-ms.

O. Erge and E. van Oort, “Modeling cuttings transport and annular pack-off using local fluid velocities with the effects of drillstring rotation and eccentricity”, in SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition, SPE, 2020, p. D101S019R004. https://doi.org/10.2118/199587-MS.

J. J. Azar and G. R. Samuel, "Drilling engineering", PennWell books, 2007.

S. L. L. Center, “Stuck Pipe Prevention Self-Learning Course”, December, 1999.

Y. Luo, P. A. Bern, and B. D. Chambers, “Flow-rate predictions for cleaning deviated wells”, in IADC/SPE Drilling Conference, OnePetro, 1992. https://doi.org/10.2118/23884-MS.

N. Mukai, K. Fujita, A. AL-Kasasbeh, S. M. Karrani, and A. Al-Marzouqi, “A New Approach to the Feasibility Design in Development Fields”, in SPE/IADC Middle East Drilling Technology Conference and Exhibition, OnePetro, 2016. https://doi.org/10.2118/178226-MS.

J. M. Peden and Y. Luo, “Settling velocity of variously shaped particles in drilling and fracturing fluids”, SPE Drill. Eng., vol. 2, no. 04, pp. 337–343, 1987. https://doi.org/10.2118/16243-PA.

J. M. Peden, J. T. Ford and, and M. B. Oyeneyin, “Comprehensive experimental investigation of drilled cuttings transport in inclined wells including the effects of rotation and eccentricity,” in European Petroleum Conference, OnePetro, 1990. https://doi.org/10.2118/20925-MS.

C. Bowes and R. Procter, “Drillers stuck pipe handbook, 1997 guidelines & drillers handbook credits”, Schlumberger, Ballater, Scotl., 1997.

S. T. Saleh and B. J. Mitchell, “Wellbore drillstring mechanical and hydraulic interaction”, in SPE California Regional Meeting, OnePetro, 1989. https://doi.org/10.2118/18792-MS.

M. Adil Issa, F. Ali Hadi, and R. Nygaard, “Coupled reservoir geomechanics with sand production to minimize the sanding risks in unconsolidated reservoirs”, Petroleum Science and Technology, vol. 40, no. 9, pp. 1065–1083, 2022. https://doi.org/10.1080/10916466.2021.2014522.

M. A. Issa, M. A. Issa, and A. A. A. A. Alrazzaq, “Developing a Geomechanical Model to Mitigate the Risks of Wellbore Instability in an Iraqi Oilfield”, Indian Geotechnical Journal, pp. 1–14, 2023. https://doi.org/10.1007/s40098-023-00726-3.