Submit an Article
Become a reviewer
Vol 258
Pages:
881-894
Download volume:
Research article
Modern Trends in Hydrocarbon Resources Development

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
About authors
Date submitted:
2021-09-17
Date accepted:
2022-04-06
Date published:
2022-12-29

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
Go to volume 258

References

  1. Акимов О.В. Совершенствование технологий глушения скважин при интенсификации разработки низкопроницаемых терригенных коллекторов: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2011. 23 с.
  2. Рогачев М.К., Стрижнев К.В. Борьба с осложнениями при добыче нефти. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. 295 с.
  3. 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
  4. Leusheva E., Morenov V., Tabatabaee Moradi S. Effect of carbonate additives on dynamic filtration index of drilling mud // International Journal of Engineering. 2020. Vol. 33. № 5. P. 934-939. DOI: 10.5829/ije.2020.33.05b.26
  5. Blinov P.A., Dvoynikov M.V. Rheological and Filtration Parameters of the Polymer Salt Drilling Fluids Based on Xanthan Gum // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020. Vol. 15. Iss. 2. P. 694-697. DOI: 10.36478/jeasci.2020.694.697
  6. Бакирова А.Д., Шаляпин Д.В., Двойников М.В. Исследование вязкоупругих составов в качестве жидкости глушения скважин // Академический журнал Западной Сибири. 2018. Т. 14. № 4. С. 44-45.
  7. Бондаренко А.В., Исламов Ш.Р., Мардашов Д.В. Область эффективного применения жидкостей глушения нефтяных и газовых скважин // Материалы Международной научно-практической конференции «Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли». 2018. Т. 1. С. 216-221.
  8. Жариков М.Г., Ли Г.С., Копылов А.И. и др. Разработка и испытание жидкостей глушения и блокирующих составов на углеводородной основе при капитальном ремонте газовых скважин Уренгойского НГКМ // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. № 1. С. 20-23.
  9. Кондрашев А.О., Рогачев М.К., Кондрашев О.Ф. Водоизоляционный полимерный состав для низкопроницаемых коллекторов // Нефтяное хозяйство. 2014. № 4. С.63-65.
  10. Нуцкова М.В., Рудяева Е.Ю. Обоснование и разработка составов для оперативной ликвидации поглощений промывочной жидкости // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. № 9. С. 15-20. DOI: 10.30713/0130-3872-2018-9-15-20
  11. Quintero L., Ponnapati R., Felipe M.J. Cleanup of Organic and Inorganic Wellbore Deposits Using Microemulsion Formulations: Laboratory Development and Field Applications Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, May 2017. № OTC-27653-MS. DOI: 10.4043/27653-MS
  12. Jouenne S., Klimenko A., Levitt D. Tradeoffs Between Emulsion and Powder Polymers for EOR // Oil Recovery Conference, Tulsa, Oklahoma, USA, April 2016. SPE-179631-MS. DOI: 10.2118/179631-MS
  13. Wagle V., Al-Yami A.S., AlSafran A. Designing invert emulsion drilling fluids for HTPT conditions. SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition, Dammam, Saudi Arabia, April 2018. SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition. 2018. 13 p. SPE-192192-MS. DOI: 10.2118/192192-MS
  14. Раупов И.Р. Технология внутрипластовой водоизоляции терригенных коллекторов с применением полимерных составов и оптического метода контроля за процессом: Автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский горный университет, 2016, 20 с.
  15. Мардашов Д.В. Обоснование технологий регулирования фильтрационных характеристик призабойной зоны скважин при подземном ремонте: Автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова (технический университет), 2008. 20 с.
  16. Eoff L.S., Dalrymple E.D., Eijden J.van, Vasquez J.E. Shallow Penetration Particle-Gel System for Water and Gas Shut-Off Applications // SPE Russian Oil and Gas Technical Conference and Exhibition, Moscow, Russia, October 2008. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2008. Vol. 1. P. 532-538. SPE-114886-MS. DOI: 10.2118/114886-MS
  17. Литвиненко В.С., Николаев Н.И. Разработка утяжеленных биополимерных растворов для капитального ремонта скважин // Записки Горного института. 2012. Т. 199. С. 375-378.
  18. 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, Dammam, Saudi Arabia, April 2016. SPE-182801-MS. DOI: 10.2118/182801-MS
  19. Гумерова Г.Р., Яркеева Н.Р. Технология применения сшитых полимерных составов // Нефтегазовое дело. 2017. № 2. С. 63-79. DOI: 10.17122/ogbus-2017-2-63-79
  20. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М: Химия, 1977. 440 с.
  21. Dandekar A.Y. Petroleum reservoir rock and fluid properties. Boca Raton: CRC press, 2013. 544 p.
  22. Leusheva E.L., Morenov V.A. Study on rheological properties of clayless drilling fluids influenced by fractional composition of carbonate weighting agents // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. № 921. 10 p. DOI: 10.1088/1757-899X/921/1/012013
  23. Патент № 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.
  24. Gumerov K.O., Rogachev M.K. Investigation of rheological properties of water-in-oil emulsions // Life Science Journal. 2014. Vol. 11. № 6s. P. 268-270.
  25. Raupov I.R., Shagiakhmetov A.M. The results of the complex rheological studies of the cross-linked polymer composition and the grounding of its injection volume // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019. Vol.10. № 2. P. 493-509.
  26. Кирсанов А.Е., Матвеенко В.Н. Неньютоновское поведение структурированных систем. М.: Техносфера, 2016. 384 с.
  27. Пономарев С.В., Мищенко С.В., Дивин А.Г. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений: Монография. В 2 кн. Книга 1. Тамбов: Изд-во Тамбовского государственного технического университетата, 2006. 204 с.
  28. Shagiakhmetov A.M., Podoprigora D.G., Terleev A.V. The study of the dependence of the rheological properties of gelforming compositions on the crack opening when modeling their flow on a rotational viscometer // Periódico Tchê Química. 2020. Vol. 17. № 34. P. 933-939.
  29. Орлов А.И. Вероятностно-статические модели корреляции и регрессии // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2020. № 160. С. 130-162. DOI: 10.21515/1990-4665-160-011
  30. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии. М.: КолосС, 2003. 312 с.
  31. Желонин П.В., Мухаметшин Д. М., Арчиков А.Б. и др. Обоснование алгоритма выбора технологий глушения скважин // Научно-технический вестник ПАО «НК «Роснефть». 2015. № 2 (39). С. 76-81.
  32. Galimkhanov A., Okhotnikov D., Ginzburg L. et al. Successful Implementation of Managed Pressure Drilling Technology Under the Conditions of Catastrophic Mud Losses in the Kuyumbinskoe Field. SPE Russian Petroleum Technology Conference, Moscow, Russia, October 2019. SPE Russian Petroleum Technology Conference. 2019. 14 p. SPE-196791-MS. DOI: 10.2118/196791-MS
  33. Булатов А.И. Системный анализ исследований течения вязко-пластичных жидкостей – глинистых и цементных растворов (Ч. 1) // Бурение и нефть. 2016. № 3. С. 18-23.
  34. Xiaochun Jin, Subhash N. Shah, Jean-Claude Roegiers, Bing Hou. Breakdown Pressure Determination – A Fracture Mechanics Approach. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, Louisiana, USA, September 2013. SPE-166434-MS. DOI: 10.2118/166434-MS
  35. Zoback M.D. Reservoir geomechanics. California: Cambridge University Press, 2007. 449 p.
  36. Осадчий В.К., Ильина Г.Ф. Методика расчета параметров проведения гидроразрыва пласта на примере скважины Западной Сибири // Булатовские чтения. 2017. Т. 2. С. 192-197.
  37. Двойников М.В., Будовская М.Е. Разработка углеводородной системы заканчивания скважин с низкими забойными температурами для условий нефтегазовых месторождений Восточной Сибири // Записки Горного института. 2022. С. 1-11 (Online first). DOI: 10.31897/PMI.2022.4
  38. Tabatabaee M.S., Nikolaev N.I., Chudinova I.V., Martel A.S. Geomechanical study of well stability in high-pressure, high-temperature conditions // Geomechanics and Engineering. 2018. Vol. 16. № 3. P. 331-339. DOI: 10.12989/gae.2018.16.3.331
  39. Судариков С.М., Юнгмейстер Д.А., Королев Р.И., Петров В.А. О возможности уменьшения техногенной нагрузки на придонные биоценозы при добыче твердых полезных ископаемых с использованием технических средств различной модификации // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 82-96. DOI: 10.31897/PMI.2022.14
  40. Legkokonets V.A., Islamov Sh.R., Mardashov D.V. Multifactor Analysis of Well Killing Operations on Oil and Gas Con-densate Field with a Fractured Reservoir // Proceedings of the International Forum-Contest of Young Researchers: Topical Issues of Rational Use of Mineral Resources. United Kingdom: London: CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, 2019. P. 111-118.
  41. Islamov S., Grigoriev A., Beloglazov I. et al. Research Risk Factors in Monitoring Well Drilling – A Case Study Using Machine Learning Methods // Symmetry. 2021. Vol. 13. № 1293. 19 p. DOI: 10.3390/sym13071293
  42. Sultanbekov R.R., Beloglazov I.I., Ong M.C. Exploring of the Incompatibility of Marine Residual Fuel: A Case Study Using Machine Learning Methods // Energies. 2021. Vol. 8422. № 14. 16 p. DOI: 10.3390/en14248422
  43. Федоров А.С., Казаков Ю.В., Фадеев Д.В. Параметры мундштука шнекового пресса с учетом требований к торфяной формованной продукции // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № S9. C. 3-15. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-3-9-3-15
  44. Buslaev G., Tsvetkov P., Lavrik A. et al. Ensuring the Sustainability of Arctic Industrial Facilities under Conditions of Global Climate Change // Resources. 2021. № 10. DOI: 10.3390/resources10120128
  45. Bykowa E., Dyachkova I. Modeling the Size of Protection Zones of Cultural Heritage Sites Based on Factors of the Historical and Cultural Assessment of Lands // Land. 2021. Vol. 10. № 1201. DOI: 10.3390/land10111201
  46. Yungmeister D.A., Isaev A.I., Korolev R.I., Yacheikin A.I. Choice of materials and justification of the parameters for the over-bit hammer // Journal of Physics Conference Series. 2020. Vol. 1582(1). № 012097. DOI: 10.1088/1742-6596/1582/1/012097

Similar articles

Study on the rheological properties of barite-free drilling mud with high density
2022 Ekaterina L. Leusheva, Nazim T. Alikhanov, Nataliia N. Brovkina
Modern trends in hydrocarbon resources development
2022 Michail V. Dvoynikov, Ekaterina L. Leusheva
Drilling of deep and ultra-deep wells for prospecting and exploration of new raw mineral fields
2022 Mikhail V. Dvoynikov, Dmitrii I. Sidorkin, Sergei L. Yurtaev, Evgenii I. Grokhotov, Dmitrii S. Ulyanov
Comparison of the approaches to assessing the compressibility of the pore space
2022 Vitaly S. Zhukov, Yuri O. Kuzmin
Autoclave modeling of corrosion processes occurring in a gas pipeline during transportation of an unprepared multiphase medium containing CO2
2022 Nikita О. Shaposhnikov, Ivan A. Golubev, Svyatoslav V. Khorobrov, Alexander I. Kolotiy, Andrey V. Ioffe, Viktor А. Revyakin
Problem solution analysis on finding the velocity distribution for laminar flow of a non-linear viscous flushing fluid in the annular space of a well
2022 Vasiliy I. Nikitin