perhitungan sementasi liner produksi

perhitungan sementasi liner produksi: Sebuah Ikhtisar

Perhitungan sementasi liner produksi merupakan proses rekayasa yang penting dalam konstruksi sumur, bertujuan untuk memastikan segel hidrolik yang lengkap dan tahan lama antara rangkaian casing dan formasi geologi. Operasi ini penting untuk isolasi zona, mencegah migrasi cairan antar lapisan bawah permukaan, dan memberikan dukungan struktural untuk lubang sumur. Perhitungan yang akurat bukanlah suatu formula tunggal tetapi suatu proses desain yang komprehensif yang melibatkan penentuan volume bubur semen secara cermat., kebutuhan cairan perpindahan, manajemen tekanan, dan sifat bubur. Ini harus memperhitungkan geometri lubang sumur, karakteristik formasi, potensi bahaya seperti kehilangan sirkulasi atau masuknya gas, dan tujuan sumur jangka panjang yang spesifik. Kegagalan dalam perhitungan ini dapat mengakibatkan operasi perbaikan yang mahal atau membahayakan integritas dan produktivitas seluruh sumur.

Komponen Kunci Proses Perhitungan

Desainnya berkisar pada beberapa parameter yang saling bergantung.

1. Perhitungan Volume Bubur: Ini adalah langkah mendasar. Total volume bubur semen yang dibutuhkan adalah jumlah:

   • Volume Pengisian Melingkar: Dihitung menggunakan diameter lubang terbuka (atau ID casing sebelumnya) dan diameter luar liner (DARI). Sangat penting untuk menggunakan data log kaliper daripada ukuran bit teoretis untuk memperhitungkan pencucian lubang sumur.
   • Volume Jejak Sepatu: Volume di dalam liner di bagian bawahnya.
   • Volume Kerah Casing: Memperhitungkan peningkatan volume perpindahan akibat sambungan pahat.
   • Volume Berlebih: Faktor keamanan yang penting (khas 10-50% atau lebih) ditambahkan untuk mengkompensasi ketidakteraturan lubang sumur, kerugian, dan ketidakpastian.
     Rumus dasar volume annular adalah: Volume = Capacity Factor × Length, dimana Faktor Kapasitas (bbl/kaki atau m³/m) berasal dari tabel standar atau dihitung sebagai π/4 × (D_hole² - D_liner_OD²).

2. Tekanan Hidrostatik dan Manajemen ECD: Insinyur harus memodelkan tekanan hidrostatik yang diberikan oleh kolom fluida (pengatur jarak, bubur semen, fluida perpindahan) selama penempatan. Kepadatan Sirkulasi Setara (PAUD) harus dihitung untuk memastikannya tetap berada di bawah gradien rekahan dari formasi terlemah (untuk menghindari kerugian) dan di atas tekanan air pori (untuk mencegah masuknya). Hal ini sering kali menentukan kepadatan bubur dan desain reologi.

3. Volume Perpindahan dan Pemantauan Tekanan: Volume cairan (biasanya lumpur pengeboran) yang diperlukan untuk memindahkan slurry dari tali kerja ke dalam annulus harus dihitung secara tepat sampai pada titik terbenturnya sumbat.. Pemantauan tekanan real-time selama perpindahan sangat penting untuk memastikan penempatan yang tepat.

4. Desain Properti Bubur: Perhitungan meluas hingga menentukan sifat lumpur berdasarkan kondisi lubang bawah:

   • kepadatan: Dirancang untuk kontrol tekanan.
   • Waktu Penebalan: Harus cukup untuk penempatan yang aman dengan margin darurat.
   • Pengendalian Kehilangan Cairan: Penting untuk mencegah dehidrasi di zona permeabel.
   • Perkembangan Kekuatan Tekan: Dirancang untuk operasi selanjutnya seperti pengeboran ke depan atau perforasi.

Pertimbangan Kritis: Metode Steker Seimbang vs. Metode Konvensional

Untuk penyemenan liner, terutama pada sumur menyimpang, pilihan metode memengaruhi kompleksitas penghitungan.

Fitur	Perpindahan Konvensional	Metode Steker Seimbang
Prinsip Utama	Pindahkan slurry langsung dengan lumpur hingga bagian atasnya gundukan.	Menggunakan volume pengatur jarak yang dihitung di depan dan di belakang bubur; setelah perpindahan, tali kerja ditarik diatas titik keseimbangan.
Kontrol Tekanan	Risiko lebih tinggi terjadinya U-tubing setelah perpindahan jika kepadatan lumpur < kepadatan bubur.	Menciptakan kolom hidrostatik yang seimbang sebelum ditarik keluar, mengurangi risiko usapan/lonjakan dan potensi masuknya gas.
Kompleksitas Perhitungan	Perhitungan volume yang lebih sederhana.	Lebih kompleks; memerlukan perhitungan volume spacer dan kedalaman titik keseimbangan yang tepat untuk memastikan slurry tidak jatuh kembali atau tergeser secara berlebihan.
Aplikasi Khas	Sumur vertikal atau sudut rendah dengan formasi stabil.	Sumur menyimpang/horizontal, sumur dengan jendela tekanan sempit, atau dimana risiko migrasi gas tinggi.

Studi Kasus Dunia Nyata: Suhu Tinggi Tekanan Tinggi Laut Utara (HPHT) Dengan baik

Seorang operator besar mengebor sumur eksplorasi HPHT di Laut Utara dengan margin sempit antara tekanan air pori dan gradien rekahan. Liner produksi diperlukan untuk mengisolasi beberapa pasir gas bertekanan tinggi.

• Tantangan: Penyemenan tanpa menimbulkan kerugian atau membiarkan migrasi gas adalah hal yang terpenting. Perhitungan standar tidak mencukupi karena suhu ekstrem (~180°C/356°F) dan tekanan.
• Larutan & Fokus Perhitungan:
  1. Model simulasi elemen hingga digunakan bersamaan dengan perhitungan tradisional untuk memprediksi profil suhu/tekanan selama penempatan.
  2. Desain bubur berfokus pada kehilangan cairan yang sangat rendah (< 20 ml/30 min), perilaku penebalan set sudut kanan, dan aditif yang luas untuk melawan pembentukan mikro-annulus saat pendinginan.
  3. Volume dihitung dengan a 25% kelebihan berdasarkan data kaliper ultrasonik yang menunjukkan pencucian yang signifikan di bagian serpih.
  4. Metode sumbat seimbang yang dimodifikasi digunakan dengan menggunakan spacer berat yang dibebani dengan mangan tetraoksida untuk mengelola ECD dengan cermat.
• Hasil: Data tekanan real-time cocok dengan prediksi yang dimodelkan di dalamnya 5%. Evaluasi log obligasi selanjutnya menunjukkan isolasi zona yang sangat baik di semua interval target, memvalidasi perhitungan lanjutan dan pendekatan desain.

Pertanyaan Umum

1. Q: Mengapa kita tidak menggunakan diameter lubang sumur teoritis saja untuk perhitungan volume?
   A: Penggunaan ukuran bit teoretis mengabaikan pencucian lubang sumur, yang biasa terjadi pada formasi lunak seperti serpih. Hal ini menyebabkan perkiraan volume semen yang dibutuhkan terlalu rendah (>30% Dalam beberapa kasus), mengakibatkan kolom semen tidak lengkap yang gagal memberikan isolasi.

2. Q: Apa "migrasi gas" dalam penyemenan, dan bagaimana perhitungan membantu mencegahnya?
   A: Migrasi gas terjadi ketika gas formasi memasuki kolom semen yang tidak disetel karena tekanan hidrostatik turun akibat kehilangan cairan atau gelasi/penyusutan volume pasca penempatan.。 Perhitungan membantu dengan menginformasikan desain yang meminimalkan penurunan tekanan ini—misalnya., menghitung nilai kehilangan cairan yang benar (<50 ml/30 min), merancang semen berbusa kompresibel jika diperlukan，dan merencanakan kereta pengatur jarak yang meningkatkan efisiensi pembuangan lumpur。

3.Q：Bagaimana sentralisasi mempengaruhi perhitungan sementasi？
A：Sedangkan sentralisasi tidak mengubah total volume，itu secara drastis mempengaruhi efisiensi aliran annular。Sentralisasi yang buruk（kebuntuan rendah）di sumur yang menyimpang menciptakan sisi sempit di mana lumpur tidak dapat dihilangkan secara efektif，mengarah pada penyaluran。Perhitungan harus memastikan jarak sentralisasi memenuhi standar API RP10D-4，yang mempengaruhi prediksi tekanan gesekan （ECD） dan pada akhirnya berdampak pada keberhasilan。

4.Q：Apa yang "memimpin"Dan"ekor"bubur，dan mengapa mereka digunakan？
A：Sistem dua bubur (timah/ekor) adalah hal yang umum。Kepadatan yang lebih rendah，segel bubur “timbal” bervolume lebih tinggi di bagian atas，zona lemah dengan biaya yang efektif。Kepadatan yang lebih tinggi，bubur “ekor” berkinerja tinggi mencakup zona produksi kritis。Perhitungan memisahkan volume/properti untuk masing-masingnya；bubur ekor seringkali memiliki kekuatan yang unggul，Pengendalian Kehilangan Cairan，dan ketahanan terhadap bahan kimia。

5.Q：Apa yang terjadi jika kita "bumptheplug"pada tekanan yang lebih tinggi dari yang dihitung？
A：Tekanan benjolan yang lebih tinggi dari perkiraan menunjukkan adanya penyumbatan—kemungkinan besar disebabkan oleh pengentalan bubur dini，menjembatani di annulus，atau volume berlebih yang tidak mencukupi menyebabkan sumbat atas mendarat di semen yang mengeras。Ini menandakan potensi penempatan lubang bawah yang buruk（misalnya, semen tertinggal di dalam tali kerja），membutuhkan evaluasi segera melalui log top-of-semen sebelum melanjutkan。