Submit an Article
Become a reviewer
Research article
Geotechnical Engineering and Engineering Geology

Technique for calculating technological parameters of non-Newtonian liquids injection into oil well during workover

Authors:
Dmitry V. Mardashov1
Аnton V. Bondarenko2
Inzir R. Raupov3
Date submitted:
2021-09-17
Date accepted:
2022-04-06
Date published:
2022-05-17

Abstract

Technique for automated calculation of technological parameters for non-Newtonian liquids injection into a well during workover is presented. At the first stage the algorithm processes initial flow or viscosity curve in order to determine rheological parameters and coefficients included in equations of rheological models of non-Newtonian fluids. At the second stage, based on data from the previous stage, the program calculates well design and pump operation modes, permissible values of liquid flow rate and viscosity, to prevent possible hydraulic fracturing. Based on the results of calculations and dependencies, a decision is made on the necessity of changing the technological parameters of non-Newtonian liquid injection and/or its composition (components content, chemical base) in order to prevent the violation of the technological operation, such as unintentional formation of fractures due to hydraulic fracturing. Fracturing can lead to catastrophic absorptions and, consequently, to increased consumption of technological liquids pumped into the well during workover. Furthermore, there is an increased risk of uncontrolled gas breakthrough through highly conductive channels.

Keywords:
mathematical modelling calculation algorithms well killing well workover polymer composition rheological investigations technological parameters critical viscosity hydraulic fracturing pressure
10.31897/PMI.2022.16
To Archive

References

  1. Акимов О.В. Совершенствование технологий глушения скважин при интенсификации разработки низкопроницаемых терригенных коллекторов: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа, 2011. 23 с.
  2. Бакирова А.Д. Исследование вязкоупругих составов в качестве жидкости глушения скважин / А.Д. Бакирова, Д.В. Шаляпин, М.В. Двойников // Академический журнал Западной Сибири. 2018. №4. С.44-45.
  3. Бондаренко А.В. Жидкости для глушения нефтяных и газовых скважин и область их применения / А.В. Бондаренко, Ш.Р. Исламов, Д.В. Мардашов // Материалы Международной научно-практической конференции «Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли». 2017. Т.1. С.216-221.
  4. Булатов А.И. Системный анализ исследований течения вязко-пластичных жидкостей – глинистых и цементных растворов (ч. 1) // Журнал «Бурение и нефть». 2016. №3. С.18-23.
  5. Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. М.: Химия, 1977. 440 с.
  6. Гумерова Г.Р. Технология применения сшитых полимерных составов / Г.Р. Гумерова, Н.Р. Яркеева // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2017. №2. С.63-79.
  7. Дернов Д.А. Управление реологическими свойствами промывочной жидкости путем направленной обработки реагентами группы полиакрилатов // Записки Горного Института. 2003. №2. Т.155. С.24-26.
  8. Илышев А.М. Общая теория статистики / А.М. Илышев, О.М. Шубат. М.: КНОРУС, 2013. 424 с.
  9. Кирсанов А.Е. Неньютоновское поведение структурированных систем / А.Е. Кирсанов, В.Н. Матвеенко. М.: Техносфера, 2016. 383 с.
  10. Кондрашев А.О. Водоизоляционный полимерный состав для низкопроницаемых коллекторов / А.О. Кондрашев, М.К. Рогачев, О.Ф. Кондрашев // Нефтяное хозяйство. 2014. №4. С.63-65.
  11. Литвиненко В.С. Разработка утяжеленных биополимерных растворов для капитального ремонта скважин / В.С. Литвиненко, Н.И. Николаев // Записки Горного Института. 2012. Т.199. С.375-378.
  12. Мардашов Д.В. Обоснование технологий регулирования фильтрационных характеристик призабойной зоны скважин при подземном ремонте: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Санкт-Петербургский горный институт им. Г.В. Плеханова. СПб, 2008. 20 с.
  13. Нуцкова М.В. Обоснование и разработка составов для оперативной ликвидации поглощений промывочной жидкости / М.В. Нуцкова, Е.Ю. Рудяева // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. №9. С.15-20.
  14. Обоснование алгоритма выбора технологий глушения скважин / П.В. Желонин, Д.М. Мухаметшин, А.Б. Арчиков, А.Н. Звонарев, Н.Н. Краевский, В.Н. Гусаков // Научно-технический вестник ПАО «НК «Роснефть». 2015. №2. С.76-81.
  15. Пономарев С.В. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений (книга 1) / С.В. Пономарев, С.В. Мищенко, А.Г. Дивин. Тамбов: ИПЦ ТГТУ, 2006. 204 с.
  16. Разработка и испытание жидкостей глушения и блокирующих составов на углеводородной основе при капитальном ремонте газовых скважин Уренгойского НГКМ / М.Г. Жариков, Г.С. Ли, А.И. Копылов, Е.В. Минаева, С.Н. Скотнов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. №1. С.20-23.
  17. Раупов И.Р. Технология внутрипластовой водоизоляции терригенных коллекторов с применением полимерных составов и оптического метода контроля за процессом: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Санкт-Петербургский горный университет. СПб. 2016. 20 с.
  18. Рогачев М.К. Борьба с осложнениями при добыче нефти / М.К. Рогачев, К.В. Стрижнев. М.: Недра-Бизнесцентр, 2006. 293 с.
  19. Рогов Е.А. Исследование проницаемости призабойной зоны скважин при воздействии технологическими жидкостями // Записки Горного Института. 2020. Т.242. С.169-173. DOI: 10.31897/pmi.2020.2.169
  20. Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи / И.Т. Мищенко, В.А. Сахаров, В.Г. Грон, Г.И. Богомольный. М.: Недра, 1984. 272 с.
  21. Свидетельство № 2020615617 РФ. Программа для расчета технологических параметров закачки жидкости в скважину на основе реологических данных / И.Р. Раупов, А.В. Бондаренко, Д.В. Мардашов. Опубл. 27.05.2020. Бюл. № 6.
  22. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии. М.: Колосс, 2003. 311 с.
  23. Bouts M.N. Time delayed and low-impairment fluid-loss control using a succinoglycan biopolymer with an internal acid breaker / M.N. Bouts, A.T. Ruu, A.J. Samuel // SPE Journal. 1997. PP. 417-426. DOI: 10.2118/31085-PA
  24. Breakdown pressure determination – A fracture mechanics approach / X. Jin, S.N. Shah, J-C. Roegiers, B. Hou // SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2013. 18 p. DOI: 10.2118/166434-MS.
  25. Dvoynikov M.V. Rheological and filtration parameters of the polymer salt drilling fluids based on xanthan gum / M.V. Dvoynikov, P.A. Blinov // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. №13. Т.14. PP.5661-5664. DOI: 10.3923/jeasci.2018.5661.5664
  26. Elkatatny S.M. Determination the rheological properties of invert emulsion based mud on real time using artificial neural network // SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition. 2016. 13 p. DOI: 10.2118/182801-MS
  27. Foxenberg W.E. Effects of completion fluid loss on well productivity / W.E. Foxenberg, S.A. Ali, M. Ke // SPE Formation Damage Control Symposium. 1996. PP.631-646. DOI: 10.2118/31137-MS
  28. Geomechanical study of well stability in high-pressure, high-temperature conditions / M.S. Tabatabaee, N.I. Nikolaev, I.V. Chudinova, A.S. Martel // Geomechanics and Engineering. 2018. №3. V.16. PP.331-339. DOI: 10.12989/gae.2018.16.3.331
  29. Gumerov K.O. Investigation of rheological properties of water-in-oil emulsions / K.O. Gumerov, M.K. Rogachev // Life Science Journal. 2014. №6s. V.11. PP.268-270.
  30. Jouenne S. Tradeoffs between emulsion and powder polymers for EOR / S. Jouenne, A. Klimenko, D. Levitt // SPE Improved Oil Recovery Conference. 2016. 14 p. DOI: 10.2118/179631-MS
  31. Lau H.C. Laboratory development and field testing of succinoglycan as a fluid-loss-control fluid // SPE Drilling & Completion. 1994. PP.221-226. DOI: 10.2118/26724-PA
  32. Leusheva E.L. Study on rheological properties of clayless drilling fluids influenced by fractional composition of carbonate weighting agents / E.L. Leusheva, V.A. Morenov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. №921. V.1. PP.1-11. DOI: 10.1088/1757-899X/921/1/012013
  33. Quintero L. Cleanup of organic and inorganic wellbore deposits using microemulsion formulations: laboratory development and field applications / L. Quintero, R. Ponnapati, M.J. Felipe // Offshore Technology Conference. 2017. 10 p. DOI: 10.4043/27653-MS
  34. Raupov I.R. The results of the complex rheological studies of the cross-linked polymer composition and the grounding of its injection volume / I.R. Raupov, A.M. Shagiakhmetov // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019. №2. V.10. PP.493-509
  35. Shagiakhmetov A.M. The study of the dependence of the rheological properties of gelforming compositions on the crack opening when modeling their flow on a rotational viscometer / A.M. Shagiakhmetov, D.G. Podoprigora, A.V. Terleev // Periódico Tchê Química. 2020. №17. V.17. PP.933-939.
  36. Successful implementation of managed pressure drilling technology under the conditions of catastrophic mud losses in the Kuyumbinskoe field / A. Galimkhanov, D. Okhotnikov, L. Ginzburg, A. Bakhtin, Y. Sidorov, P. Kuzmin, S. Kulikov, G. Veliyev, M. Badrawi // SPE Russian Petroleum Technology Conference. 2019. 14 p. DOI: 10.2118/196791-MS
  37. Zoback M.D. Reservoir geomechanics. California: Cambridge University Press, 2007. 449 p.

Similar articles

Forecast of radionuclide migration in groundwater of the zone affected by construction drainage at the Leningrad NPP-2
2022 Valentina A. Erzova, Vyacheslav G. Rumynin, Anton M. Nikulenkov, Konstantin V. Vladimirov, Sergei M. Sudarikov, Mariia V. Vilkina
Application of the cybernetic approach to price-dependent demand response for underground mining enterprise electricity consumption
2022 Aleksandr V. Nikolaev, Stefan Vöth, Aleksey V. Kychkin