کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8124848 1522774 2018 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Numerical simulation of the thermomechanical behavior of cement sheath in wells subjected to steam injection
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی عددی رفتار حرارتی مکانیکی غلاف سیمان در چاه های تحت تزریق بخار
کلمات کلیدی
تزریق بخار سیکل، شبیه سازی عددی، روش عنصر محدود دوغاب سیمان، لاتکس، اثرات ترمومکانیک،
ترجمه چکیده
قرار گرفتن در معرض چاه های نفتی به شرایط شدید ممکن است منجر به مشکالت متعدد در ارتباط با از بین رفتن یکپارچگی غلاف سیمان شود. یک غلاف سیمان آسیب دیده ممکن است باعث نشت سیال شود و در بعضی موارد باعث کاهش قابل توجه اقتصادی و تخریب محیط زیست شود. فرایندهای بازیافت حرارتی، تکنیک های رایج برای افزایش بهره وری از طریق ارسال مواد به درجه گرمای شدید است. با این حال، این روند حرارت باعث ایجاد تنش های ترمومکانیکی در غلاف سیمان می شود که می تواند منجر به ترک خوردن آن شود. در این مقاله، تأثیر فرمولاسیون لجن سیمان بر رفتار حرارتی مکانیکی غلاف سیمان در چاههای تحت تأثیر فاز اول حرارت تزریق بخار بررسی شده است. برای این منظور، سه نوع فرمولاسیون لجن سیمان، یک استاندارد و دو مورد دیگر با افزودن لاتکس، در آزمایشگاه به منظور ارزیابی خواص مکانیکی آن، طراحی، تلفیق و آزمایش شدند. سپس یک مدل عنصری محصوره الگویی برای تولید یک آزمایش پارامتری به منظور بررسی پاسخ گرمادهایی از چاه های نفتی با غلاف های سیمان ساخته شده از دوغاب های مختلف سیمان و همچنین تاثیر گرادیان های دمای کاربردی، طول حرارت و سفتی تشکیل، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به طور عمده نشان می دهد که مسائل مربوط به یکپارچگی غلاف سیمان تحت تزریق بخار به طور کلی در منطقه در نزدیکی شکل گیری محلی قرار دارد و به طور فزاینده ای با فاز گرمایی چاه مرتبط است. همچنین مشخص شده است که ترکیبی از استفاده از فرمولاسیون انعطاف پذیر و انبساطی سیمان با کاربرد آهسته از گرادیان درجه حرارت به طور کلی یکپارچگی غلاف سیمان را در طول تزریق بخار افزایش می دهد. این اثرات سودمند برای ساخت سنگ های سخت تر و گرادیان های کاربردی دما بیشتر کاربرد دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات زمین شناسی اقتصادی
پیش نمایش مقاله
شبیه سازی عددی رفتار حرارتی مکانیکی غلاف سیمان در چاه های تحت تزریق بخار
چکیده انگلیسی
The exposure of oil wells to extreme conditions may lead to numerous problems associated with the loss of integrity of the cement sheath. A damaged cement sheath may result in fluid leakage and in some cases cause significant economic loss and environmental degradation. Thermal recovery processes are common techniques used to enhance oil recovery by submitting the materials to severe temperature gradients. However, this heating process induces thermomechanical stresses in the cement sheath which may lead to its cracking. This paper investigates the effects of cement slurry formulation on the thermomechanical behavior of cement sheath in wells subjected to the first heating phase of steam injection. For this purpose, three types of cement slurry formulations, one standard and two others with latex additions, were designed, mixed and tested in the laboratory to evaluate their mechanical properties. An axisymmetric finite element model was then developed and used to conduct a parametric study to investigate the thermomechanical response of oil wells with cement sheaths made of the various cement slurries, as well as the influence of applied temperature gradients, heating durations and formation stiffness. The results mainly show that issues of cement sheath integrity under steam injection are generally localized in the region near the formation, and that they are closely related to the heating phase of the well. It is also found that combining the use of a more flexible and expansive cement slurry formulation with the slow application of temperature gradient generally improves cement sheath integrity during steam injection. These beneficial effects were shown to be more effective for stiffer rock formation and larger applied temperature gradients.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Petroleum Science and Engineering - Volume 167, August 2018, Pages 664-673
نویسندگان
, , , ,