[en] ASSESSMENT OF THERMAL EFFECTS ON THE FORMATION BREAKDOWN GRADIENT DURING THE SUBSEA OIL WELL PRODUCTION AND CONTAINMENT

Autor: BRUNO SERGIO PIMENTEL DE SOUZA
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2024
Předmět:
Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.68539
Popis: [pt] A teoria da termoporoelasticidade tem sido amplamente discutida e apresentada em diversos estudos de estabilidade de poço. O gradiente de quebra, definido como a pressão necessária para iniciar a propagação de uma fratura, é afetado fortemente pela temperatura. Em casos de perfuração, por exemplo, um esfriamento devido a circulação de fluido pode induzir perdas para formação. Este trabalho propõe investigar a influência da variação da temperatura no gradiente de quebra em cenários de alívio de pressão de anulares confinados (APB) durante a produção do poço e shut-in pós blowout. Em projetos de poços, para mitigar o efeito de APB, é utilizado o gradiente de fratura, correspondendo ao gradiente de tensão horizontal mínima ou gradiente de absorção. Porém, o gradiente de início da propagação é maior que estes e pode ser ainda potencializado pelo aumento da temperatura, o que pode levar a um subdimensionamento do poço e a uma eventual falha de integridade. Adicionalmente, é avaliado o gradiente de quebra numa situação de descontrole de poço (blowout) e a capacidade da rocha resistir ao shut-in. Para cumprir tais objetivos foram criados modelos geomecânicos 1D e realizadas simulações temo-hidráulicas de três poços. Foi desenvolvida uma planilha de cálculo em Mathcad® que incorporasse o efeito termoporoelástico na determinação do gradiente de quebra. Como resultado foram encontradas variações de até 16 por cento no valor do gradiente de quebra. Para os poços analisados essas variações imporam reduções significativas nos fatores de segurança nos dimensionamentos do poços.
[en] The theory of thermoporoelasticity has been widely discussed and presented invarious wellbore stability works. The breakdown gradient, defined as the pressurerequired to initiate fracture propagation, is strongly affected by temperature. In drillingscenarios, for example, cooling due to fluid circulation can induce losses to theformation. This work aims to investigate the influence of temperature variation on thebreakdown gradient in confined annular pressure build-up (APB) scenarios during wellproduction and containment. In well projects, to mitigate APB effects, the fracturegradient is used, corresponding to the minimum horizontal stress gradient or absorptiongradient. However, the initiation gradient is higher than these and can be furtherenhanced by temperature increase, which may lead to underdesigning of the well andeventual integrity failure. Additionally, the breakdown gradient is evaluated in ablowout situation and the rock s formation ability to withstand shut-in. To achieve theseobjectives, 1D geomechanical models were created and thermo-hydraulic simulationsof three wells were performed. A Mathcad® calculation spreadsheet was developed toincorporate the thermo-poroelastic effect in determining the breakdown gradient. As aresult, variations of up to 16 percent were found in the value of the breakdown gradient. Forthe analyzed wells, these variations imposed a significant redution in the well designsafety factors.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: