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Jan 07, 2024

진흙으로 인한 사암 암석 기공 시스템의 변화에 ​​대한 과잉 균형 압력의 역할

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8367(2022) 이 기사 인용 1319 액세스 1 인용 지표 세부 정보 오버밸런스 압력은 시추 작업에서 매우 중요한 매개변수입니다. 그것은

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8367(2022) 이 기사 인용

1319 액세스

1 인용

측정항목 세부정보

오버밸런스 압력은 드릴링 작업에서 매우 중요한 매개변수입니다. 이는 온도, 시간, 진흙의 유형 및 구성, 암석 광물 함량과 같은 기타 다운홀 매개변수에 따라 지층 손상에 큰 영향을 미칩니다. 이 연구의 목적은 이암-암반 상호작용에 대한 과균형 압력의 영향 정도와 암석 기공 시스템에 대한 결과적인 영향을 결정하는 것입니다. 이 연구는 동일한 온도 및 상호 작용 시간 하에서 다양한 과평형 압력(300, 700 및 1000psi) 하에서 Berea Buff 사암과 중정석 수성 상호 작용에 대한 실험적 연구를 제시합니다. 실험에는 암석 샘플의 기공 시스템 변화를 모니터링하기 위해 주사 전자 현미경과 핵자기 공명 이완 측정을 사용하는 것이 포함되었습니다. 다양한 과균형 압력에서 암석 샘플과 진흙을 수용하기 위해 수정된 여과 셀이 사용되었습니다. 얻은 결과는 여과특성, 암반유동특성(암석투과도, 공극목 반경, 공극계 규모 유형) 모두 과평형압력의 증가에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 여과 특성은 과균형 압력이 300psi에서 1000psi로 증가했을 때 머드 케이크 두께와 여과액 부피가 각각 111% 및 36% 증가했습니다. 전체 암석의 공극률은 300, 700, 1000psi에서 각각 21.6%(진흙 전 상호작용)에서 17.6, 15.2, 14.2%로 감소하는 것으로 나타났습니다. 1000psi의 과균형 압력에서 암석 투과성은 75% 감소한 반면 기공 목 반경은 45% 감소했습니다. 그러나 암석 기공 유형은 진흙과 상호작용한 후에도 동일한 규모(매크로)로 유지됩니다. 통계분석 결과, 0.99의 높은 결정계수를 갖는 다항식 관계를 통해 과평형 압력이 증가함에 따라 암석의 기공률과 투수성이 감소하는 것으로 나타났습니다. 내부 공극계를 주사전자현미경으로 분석한 결과, 지층의 손상은 주로 과평형압력이 증가함에 따라 진흙 고형물의 석출에 기인하는 것으로 나타났다.

시추 작업은 석유 생산을 위한 현장 개발에서 매우 중요하고 비용이 많이 드는 단계입니다. 시추 유체 및 시추 작업 프로그램의 설계에는 안전하고 효율적인 시추 성능을 달성하기 위해 이암-암석 상호 작용에 대한 심층적인 연구가 필요합니다. 진흙-암 상호작용은 유정 안정성에 큰 영향을 미칩니다. 그 결과, 진흙의 부적절한 설계로 인해 많은 시추 문제가 발생하여 다운홀 장비 비용, 시추 작업의 비생산적인 시간 및 이러한 문제에 대한 교정 작업 측면에서 경제적 손실을 초래할 수 있습니다1,2 .

시추 유체는 유정을 제어하기 위해 형성 압력을 과도하게 조절하고 유정을 깨끗하게 유지하기 위해 드릴로 절단한 부분을 표면으로 씻어내는 등 시추 작업에 많은 기능을 제공하므로 시추 작업의 핵심을 나타냅니다. 시추 작업 중에 드릴 스트링을 냉각하고, 시추된 지층의 벽에 필터 케이크를 형성하여 유정 안정성을 향상시킵니다3,4,5. 굴착 유체의 구성은 굴착 작업 중에 필요한 기능을 달성하는 동시에 굴착 구조물이 손상되지 않도록 보호하기 위해 효율적인 유변학적 특성을 제공하도록 신중하게 설계되었습니다. 따라서 이러한 목적을 충족시키기 위한 진흙 첨가제로서 새로운 재료를 제공하기 위한 많은 연구가 수행되었다4,6. 지층 손상은 석유산업에서 매우 중요한 문제이며, 이 문제에 대한 심층적인 분석과 기술적 해결책을 제공하기 위해 많은 연구가 수행되었습니다7.

시추된 지층은 유정 시추 작업 중에 시추 이수 시스템에 노출되어 다공성, 투과성, 유체 흐름 특성, 내부 암석 지형, 기공 시스템, 탄성 특성 및 암석 강도 측면에서 암석 특성에 심각한 변화를 일으킬 수 있습니다8,9 ,10. 실험 연구에 따르면 이러한 모든 변화는 암석의 광물학적 구성과 진흙의 화학적 활성, 특히 유정 굴착 작업 중에 천공된 암석에 침투하는 여과액에 기인하는 것으로 나타났습니다11,12,13.