Fagstoff

Borevæskens primære funksjoner

Publisert: 17.11.2015, Oppdatert: 25.07.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Borevæske
  • Trykkontroll
  • Hullrensing
  • Filterkake
  • Filtertap

Bentonitt slurry. Foto.  

De primære funksjonene er å ha kontroll på trykket i brønnen, rense hullet og å lage en tynn, tett filterkake på brønnveggen slik at minst mulig borevæskefiltrat presses inn i formasjonen.

Trykket i borevæsken skal balansere formasjonstrykket under statiske betingelser (stillestående):

p (bar) =
0,0981 x densitet (sg) x vertikalt dyp (m)

 

p (psi) =
0,052 x densitet (ppg) x vertikalt dyp (ft)

Trykkbalanse

For å ha kontroll på trykket i brønnen, må det brukes en borevæske med densitet som gir høyere hydrostatisk trykk i brønnen enn trykket som er i porene i formasjonen.

Poretrykket i formasjonen avhenger av vekten av de overliggende formasjonene, om reservoarformasjonen er selvbærende eller er hjulpet av formasjonsvæsken og/eller tektonisk aktivitet.

For lavt hydrostatisk trykk på borevæsken kan gi innstrømning i brønnen fra formasjonen, og det kan også forårsake hullproblemer under boringen. Dersom borevæsken har for høyt hydrostatisk trykk i brønnen kan man risikere tapt sirkulasjon (loss) og/eller fastkjørt borestreng.

Trykk i brønn og formasjon. Illustrasjon.  

Det er ønskelig at borevæsketrykket er noe over poretrykket, slik at hullveggen får støtte, men ikke så høyt trykk at det forårsaker sprekk i formasjonen.

Væskestrømning i brønn. Illustrasjon.Væskehastighet i brønnen 

Hullrensing

Borevæsken skal også rense hullet for partikler som løsner når vi borer (borekaks). Det viktigste for hullrensingen er væskens hastighet på utsiden av borestrengen. Borevæskens hastighet bør være så stor som mulig.

I store hullseksjoner kan det være vanskelig å oppnå høy nok hastighet fordi borestrengens ytre dimensjon er relativt liten i forhold til det store hullet. Det betyr at ringrommet har et stort volum, noe som gjør at hastigheten på væsken faller i dette området. For lav hastighet kan til en viss grad kompenseres med å øke borevæskens viskositet.

Det kan være vanskelig å fjerne borekakset i avviksbrønner og horisontale brønner, fordi det kan være vanskelig å oppnå gode strømningsforhold.

Flere forhold påvirker evnen til å løfte og fjerne borekaks, som størrelse og form på kakset, borestrengens rotasjonshastighet (RPM), væskens hastighet, viskositet, gelestyrke og densitet.

 

Slamtap i brønnen. Illustrasjon.Tapssone i brønnen 

Filterkake

Den tredje primærfunksjonen er å holde borevæskefiltratet adskilt fra formasjonen. Det er viktig å unngå væsketap til formasjonen i reservoarseksjonen ettersom filtratet kan skade formasjonen. Skaden kan medføre redusert produktivitet på grunn av nedsatt permeabilitet. Slik skade i formasjonen omtales som skin.

Hjelpevideoer:

Filterkake demo 

Polymerer 

Det gjøres ved at borevæsken skaper en tynn, sterk, og mest mulig ugjennomtrengelig filterkakeFilterkake dannes på overflaten av et filter når partikler fra en væske stoppes, mens væsken passerer gjennom filteret. Når filterkaken er tett, vil den hindre væske fra å strømme gjennom filteret.Filterkake i brønnen hindrer tap av borevæske inn i formasjonen. langs brønnveggen. Filterkaken skal hindre borevæske og filtratFiltrat er filtrert væske, der partikler og forurensninger blir holdt tilbake på et filter, mens væsken (filtratet) går gjennom filteret.Filtrat i forbindelse med borevæske er væsken som klarer å trenge inn i formasjonens porer, mens partiklene stopper på overflaten av formasjonen og danner filterkake. fra borevæsken i å migrere inn i permeable soner på grunn av overtrykket som borevæsken skaper i brønnen.

Filterkaker. Foto.Filterkaker 

Det vil alltid oppstå litt tap av væske til formasjonen før de faste partiklene og polymerene i borevæsken danner filterkaken. Filterkakens oppgaver er å redusere væskestrøm inn i formasjonen, stabilisere hullet, kontrollere tapt sirkulasjon (fluid loss) og minimere differensiell fastkjøring (differential sticking).

For å minimere filtertap bør differensialtrykket mellom brønnen og porene i reservoaret ikke være for stort. Dersom det likevel blir for høyt filtertap kan det tilsettes filtertapsreduserende kjemikalier.

Tap av borevæskefiltrat til formasjonen kan være ødeleggende. Det kan skade formasjonen og gjøre logge- og formasjonsevalueringsdataene ukorrekte. Filtratet kan også gi formasjonsskade i form av nedsatt permeabilitet i reservoaret på grunn av at faststoff eller polymerer fra borevæsken blokkerer poreåpninger. Slik formasjonsskade kan få store konsekvenser i form av at brønnen ikke klarer å produsere eller injisere så mye som forventet.