ECD: Densitatea Echivalentă în Circulație

Procedura FIT (Formation Integrity Test)

Hits: 65

Formation Integrity Test

FIT

Testul de integritate a formațiunii – sonda este presurizată la un anumit nivel de presiune de la suprafață. Testul este efectuat pentru a constata sau confirma rezistența formațiunii forate.

La planificarea programului de fluid de foraj, este utilă cunoașterea densității maxime posibil de folosit fără a provoca fisurarea formațiunilor geologice deschise.

Termenul de testare a integrității formării implică diverse semnificații, putând include:

  • testul limită care a fost efectuat la valoarea specificată sub valoarea gradientului de fracturare;
  • Leak off Test, testul de curgere, ce se efectuează până la punctul în care formațiunea începe să „curgă”;
  • testarea gradientului de fracturare ce se efectuează pentru a trece dincolo de valoarea gradientului de fracturare.

Există un alt termen care este utilizat pe scară largă în șantiere, așa numitul „shoe bond test” sau „casing shoe test”, care se efectuează pentru a testa rezistența și integritatea inelului de ciment al coloanei anterioare, la șiul acesteia. În faza de proiectare, gradientul de fisurare poate fi estimat din datele de sondă offset, iar în lipsa lor, prin modelele teoretice.

Obiectivele FIT

Testul de integritate a formațiunii geologice se execută din mai multe motive:

  • pentru verificarea rezistenței cimentului din jurul șiului coloanei, confirmând astfel lipsa comunicării cu formațiuni geologice poros-permeabile superioare;
  • pentru a estima gradientul de fracturare, stabilind astfel limita superioară a greutății specifice a fluidului de foraj, care este principala barieră de control al sondei;
  • pentru a culege informații și a le folosi în procesul optimizării proiectării viitoarelor sonde din zonă;
  • pentru a stabili mai exact adâncimea de fixare a șiului coloanei (în viitoarele proiecte);
  • pentru a fi folosit în planificarea unor eventuale operații de fracturare hidraulică.

Stresul formațiunilor geologice

Tensiunea rezultată exercitată în orice punct particular de sub suprafața pământului poate fi sintetizată în trei solicitări, perpendiculare una pe cealaltă: tensiunea verticală σv și două orizontale σH și σh. Aceste solicitări sunt descrise ca tensiuni principale și sunt desemnate după cum urmează:

  • tensiunea principală maximă (σ1);
  • tensiunea principală intermediară (σ2);
  • tensiunea principală minimă (σ3).
Stres in-situ
Stresul in-situ

În majoritatea cazurilor, tensiunea principală maximă este tensiunea verticală, datorată presiunii exercitate de roca suprapusă și se numește presiunea de supraîncărcare (overburden pressure). Formațiunea se fracturează atunci când valoarea presiunii din gaura de sondă depășește tensiunea principală minimă. Fractura se propagă de-a lungul planului perpendicular pe direcția tensiunii principale minime. În timpul operațiunilor de săpare, solicitările in-situ sunt perturbate de crearea sondei, putând induce mai multe solicitări în jurul sondei, care pot avea ca efect chiar și o creștere a rezistenței regionale.

Când se testează formația prin presurizarea găurii de sondă, se poate întocmi (și ar trebui făcut) un grafic al presiunii funcție de volumul pompat. Pentru prima secțiune a graficului, inițial se poate observa o tendință liniară. Dacă presiunea crește în continuare, atunci, teoretic, formațiunea se va fractura atunci când presiunea atinge valoarea tensiunea orizontale minime. Cu toate acestea, formațiunea din jurul sondei este întărită de solicitările create în timpul operațiilor de forare, astfel încât formațiunea se fracturează la o presiune mai mare decât solicitarea orizontală. Odată ce în rocă e generată fractura, presiunea necesară pentru menținerea acesteia este mai mică decât presiunea utilizată pentru inițierea ei.

Grafic calitativ al FIT
Grafic calitativ al FIT

O precizare se impune: descrierea de mai sus este pentru sondele verticale. În cazul găurilor deviate, presiunile de fracturare pot fi diferite, din multe motive, fiind legate de înclinarea și azimutul traiectului găurii.

Formule de calcul ale FIT

Sistemul metric

În sistemul metric, formula de calcul a presiunii necesare realizării FIT-ului este:

\text{Presiune necesara pentru FIT} = (\text{FIT necesar} - \text{Densitate fluid foraj}\times 0,00981 \times \text{TVD la siu}

unde:

  • Presiunea necesară pentru FIT → în [kPa];
  • FIT necesar → în [kg/m3];
  • Densitate curentă fluid foraj → în [kg/m3];
  • TVD la șiu → True Vertical Depth la șiu, în [m].

Precizare: presiunea FIT ar trebui rotunjită în jos.

Formular de calcul 1

Sistemul  oilfield

Un convertor util între unități ale diverselor sisteme de măsură poate fi găsit și aici.

În acest sistem, formula de calcul a presiunii necesare realizării FIT-ului este:

\text{Presiune necesara pentru FIT} = (\text{FIT necesar} - \text{Densitate fluid foraj})\times 0,052 \times \text{TVD la siu}

unde:

  • Presiunea necesară pentru FIT → în [psi];
  • FIT necesar → în [ppg];
  • Densitate curentă fluid foraj → în [ppg];
  • TVD la șiu → True Vertical Depth la șiu, în [ft].

Formular de calcul 2

Ghid orientativ pentru realizare FIT

Aceasta este doar un proces orientativ. De multe ori, e necesară respectarea procedurii standard a companiei. Pași de urmat:

    1. Se sapă câțiva metri sub șiul coloanei și se colectează probe de sită, pentru a avea confirmarea că sapa a intrat în teren, apoi retrage sapa în interiorul coloanei.
    2.  Se închide prevenitorul pe prăjini (obturând curgerea în spațiul inelar); se realizează legătura dintre prăjini și o pompă (de preferat un agregat de cimentare) și se pompează fluid de foraj în sondă, cu duza deschisă, confirmând astfel că linia de suprafață este plină cu fluid de foraj.
    3. Se oprește pomparea și se închide duza.
    4. Se pompează treptat volume mici de fluid de foraj în puț, cu o frecvență constantă a pompei. Se înregistrează cursele totale ale pompei, presiunea la prăjini și presiunea la coloană. Se pompează până când presiunea la coloană atinge presiunea necesară pentru realizarea testului de integritate. Se menține presiunea timp de câteva minute pentru a confirmare.
    5. Se scurge presiunea și se deschide prevenitorul. Se poate relua  forajul.

Eh, cum trecut-au anii... După ce în 1984 am absolvit IPG-ul din Ploiești, următorii patru ani am trecut prin Șantierele de foraj ale Schelei de Foraj Tg. Ocna, din zona Matca-Buciumeni a județului Galați. Apoi, anul 1988 mi-a adus (cu eforturi) un transfer la Mediaș, ca proiectant de foraj al sondelor, în cadrul a ceea ce se numea atunci “Centrul de Cercetare și Proiectare”, care ținea pe vremea aceea de Institutul de la Câmpina. Apoi, lucrurile au luat altă turnură, după anii ‘90, când centrul a trecut sub tutela Romgaz-ului... Ulterior, activitatea de proiectare foraj și ingineria de zăcământ a rămas la Romgaz, iar activitatea de proiectare conducte și altele a trecut la Transgaz. Iar eu am rămas devotat activității de proiectare a forajului sondelor, activitate care iată, cel puțin formal, se apropie de final... Dar pentru că forajul sondelor este un domeniu pasionant, și pentru că scopul unui om în viață ar trebui să fie acela de a evita plictiseala, cred că voi mai rămâne un pic în acest domeniu. Chiar cred că aș avea câte ceva de transmis celor ce vin din urmă...

Lasă un comentariu