FR3032047A1

FR3032047A1 - SIMULATION OF THE EFFECTS OF SYNTACTIC FOAMS ON ANNULAR PRESSURE ACCUMULATIONS DURING THE PHASES OF ANNULAR FLUID EXPANSION IN DRILLING

Info

Publication number: FR3032047A1
Application number: FR1563059A
Authority: FR
Inventors: Zhengchun Liu; Robello Samuel; Adolfo Gonzales; Yongfeng Kang
Original assignee: Landmark Graphics Corp
Current assignee: Landmark Graphics Corp
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-07-29

Abstract

Des systèmes et de procédés pour simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage pour atténuer l'accumulation de la pression dans un puits de forage.Systems and methods for simulating the effects of a syntactic foam on pressure build-up during expansion of the annular fluid in a wellbore to mitigate pressure build-up in a wellbore.

Description

1 SIMULATION DES EFFETS DES MOUSSES SYNTACTIQUES SUR LES ACCUMULATIONS DE PRESSIONS ANNULAIRES PENDANT LES PHASES D'EXPANSION ANNULAIRE DE FLUIDE DANS LES FORAGES DOMAINE DE LA DIVULGATION [0001] La présente divulgation concerne généralement les systèmes et procédés permettant de simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage. Plus particulièrement, la présente divulgation concerne des systèmes et des procédés pour simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage pour atténuer l'accumulation de la pression dans un puits de forage. ARRIÈRE-PLAN [0002] La mousse syntactique est un type de matériau composite synthétisé en remplissant une matrice métallique, polymère ou céramique avec des particules creuses appelées microballons ou microsphères creuses. Pour des applications dans des puits de pétrole, les mousses syntactiques pures sont composées de microsphères en verre creux (HGMS) suspendues dans une matrice de résine thermodurcissable. Les pressions d'affaissement du HGMS ne sont pas sensibles la température. Cependant, la performance mécanique du système de résine matricielle est dépendante de la température. La pression d'affaissement de la mousse syntactique l'est également. Dans la FIG. 1, un graphique illustre des courbes contrainte-pression typiques de la mousse syntactique à des températures différentes. Dans la FIG. 5, on peut voir que la pression d'affaissement hydrostatique (HCP) diminue avec l'augmentation de la température. [0003] L'utilisation de la mousse syntactique est une option courante pour soulager l'accumulation de la pression annulaire (APB) dans les puits en eau profonde. Les mousses 3032047 2 syntactiques sont généralement enveloppées autour de l'extérieur de la paroi du tubage. Lorsque la pression annulaire dépasse une pression d'écrasement spécifique de la mousse à une température donnée, la mousse s'affaisse et créé un espace supplémentaire pour l'expansion du fluide annulaire et, par conséquent, pour atténuer PAPB. La simulation du comportement de la 5 mousse syntactique au cours de l'analyse de la dilatation du fluide annulaire (AFE) et l'analyse de la charge du tubage peuvent procurer de précieuses informations pour aider à la conception de tube de puits de forage. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 10 [0004] La présente divulgation est décrite ci-dessous en référence aux illustrations ci- jointes dans lesquelles les éléments semblables sont référencés avec des chiffres semblables, et dans lesquelles : [0005] La FIG. 1 est un graphique illustrant des courbes contrainte-pression d'une 15 mousse syntactique à différentes températures. [0006] La FIG. 2 est un graphique illustrant des courbes contrainte-pression d'une mousse syntactique à différentes températures. [0007] La FIG. 3 est un graphique illustrant le module élastique d'une mousse syntactique en fonction de la température. 20 [0008] La FIG. 4 est un graphique illustrant la corrélation du module de compression et de la force de compression pour la mousse syntactique. [0009] La FIG. 5 est une courbe illustrant la pression d'écrasement (CP, la même que susmentionnée pour HCP) comme une fonction de la température pour une mousse syntactique type dans une application de puits de pétrole. 25 [0010] Les FIG.SUMMARY OF THE EFFECTS OF SYNTACTIC FOAMS ON ANNULAR PRESSURE ACCUMULATIONS DURING ANNULAR FLUID EXPANSION PHASES IN DRILLING DISCLOSURE FIELD [0001] The present disclosure generally relates to systems and methods for simulating the effects of a foam. syntactically on the accumulation of annular pressure during the expansion of the annular fluid in a wellbore. More particularly, the present disclosure relates to systems and methods for simulating the effects of a syntactic foam on pressure build-up during expansion of the annular fluid in a wellbore to mitigate pressure build up in a wellbore. a well. BACKGROUND [0002] Syntactic foam is a type of composite material synthesized by filling a metal, polymer or ceramic matrix with hollow particles called microballoons or hollow microspheres. For applications in oil wells, pure syntactic foams are composed of hollow glass microspheres (HGMS) suspended in a thermosetting resin matrix. HGMS sag pressures are not temperature sensitive. However, the mechanical performance of the matrix resin system is temperature dependent. The sagging pressure of the syntactic foam is too. In FIG. 1, a graph illustrates stress-pressure curves typical of syntactic foam at different temperatures. In FIG. 5, it can be seen that the hydrostatic subsidence pressure (HCP) decreases with increasing temperature. [0003] The use of syntactic foam is a common option for relieving the accumulation of annular pressure (APB) in deep water wells. The syntactic foams are generally wrapped around the outside of the casing wall. When the annular pressure exceeds a specific crushing pressure of the foam at a given temperature, the foam collapses and creates additional space for expansion of the annular fluid and, therefore, to attenuate PAPB. Simulation of the syntactic foam behavior during the Annular Fluid Expansion (EFA) analysis and casing load analysis can provide valuable information to assist in the design of wellbore tube. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The present disclosure is described below with reference to the accompanying drawings, in which the like elements are referenced with like numerals, and wherein: [0005] FIG. 1 is a graph illustrating stress-pressure curves of a syntactic foam at different temperatures. [0006] FIG. 2 is a graph illustrating stress-pressure curves of a syntactic foam at different temperatures. [0007] FIG. 3 is a graph illustrating the elastic modulus of a syntactic foam as a function of temperature. [0008] FIG. 4 is a graph illustrating the correlation of compression modulus and compression force for syntactic foam. [0009] FIG. 5 is a curve illustrating the crushing pressure (CP, the same as mentioned above for HCP) as a function of the temperature for a typical syntactic foam in an oil well application. [0010] FIGS.

6A-6D représentent un organigramme illustrant un mode de réalisation 3032047 3 permettant d'implémenter la présente divulgation. [0011] La FIG. 7 est un graphique basé sur un exemple de tableau CP-T qui illustre différentes phases pour une mousse choisie qui pourrait être utilisée à l'étape 612 de la FIG.6A-6D show a flowchart illustrating an embodiment 3032047 3 for implementing the present disclosure. [0011] FIG. 7 is a graph based on an exemplary CP-T chart that illustrates different phases for a selected foam that could be used in step 612 of FIG.

6A. [0012] La FIG. 8 est un graphique illustrant différentes courbes CP-T permettant de 5 sélectionner une mousse syntactique à pression spécifiée en fonction de l'emplacement de multiples pressions initiales, paires de température et de pressions finales, paires de température. [0013] La FIG. 9 est un schéma illustrant un exemple d'un puits de forage pour la simulation des effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire. [0014] La FIG. 10 est un organigramme illustrant un mode de réalisation d'un système 10 informatique permettant d'implémenter la présente divulgation. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS [0015] La présente divulgation surmonte une ou plusieurs carences de la technique antérieure en proposant des systèmes et des procédés permettant de simuler les effets de la 15 mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire lors de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage pour atténuer l'accumulation de la pression annulaire dans un puits de forage. [0016] Dans un mode de réalisation, la présente divulgation comprend un procédé permettant de simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression 20 annulaire lors de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, qui comprend : a) le calcul de l'un d'un changement de volume de la mousse élastique dans une région de l'anneau de la colonne de tubage et un changement de volume de mousse écrasée dans une région de l'anneau de la colonne de tubage ; b) le calcule d'un changement de volume de tubage ajusté pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant i) l'un d'un changement de volume de 3032047 4 mousse élastique et un changement de volume de mousse écrasée ; et ii) un volume de changement de tubage ; c) le calcul d'une accumulation ajustée de pression annulaire pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant i) un changement du volume de fluide ; et ii) l'un d'un changement du volume du tubage et le changement ajusté du volume de tubage ; d) 5 la répétition des étapes a) - c) pour chaque région dans l'anneau de la colonne de tubage ; e) la répétition des étapes a) - d) pour chaque anneau de la colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée et f) la répétition des étapes a) - e) à l'aide d'un processeur informatique jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée. [0017] Dans un autre mode de réalisation, la présente divulgation comprend un dispositif 10 de support de programme non-transitoire transportant de façon non-tangible des instructions exécutables par ordinateur pour simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, qui comprend : a) le calcul de l'un d'un changement de volume de mousse élastique dans une région de l'anneau de la colonne de tubage et d'un changement de volume de mousse écrasée dans une 15 région de l'anneau de la colonne de tubage ; b) le calcul d'un changement ajusté du volume de la colonne de tubage pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) l'un d'un changement du volume de la mousse élastique et le changement de volume de la mousse écrasée ; et ii) un changement de volume de tubage ; c) le calcule d'une accumulation ajustée de la pression annulaire pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant i) un 20 changement de volume de fluide ; et ii) l'un du changement de volume du tubage et du changement ajusté du volume du tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) pour chaque région dans l'anneau de la colonne de tubage ; e) la répétition des étapes a) - d) pour chaque anneau de colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée ; et f) la répétition des étapes a) -- e) 3032047 5 jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée. [0018] Dans encore un autre mode de réalisation, la présente divulgation comprend un dispositif de support de programme non-transitoire transportant de façon tangible des instructions exécutables par un ordinateur pour simuler les effets d'une mousse syntactique sur 5 l'accumulation de la pression annulaire au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, qui comprend : a) le calcul de l'un d'un changement de volume de la mousse élastique dans une région d'un anneau de la colonne de tubage et un changement de volume de mousse écrasée dans la région de l'anneau de la colonne de tubage ; b) le calcul d'un changement ajusté du volume de tubage pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant i) l'un d'un 10 changement de volume de mousse élastique et le changement de volume d'une mousse écrasée ; et ii) un changement de volume de tubage ; c) le calcule d'une accumulation ajustée de la pression annulaire pour la région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant i) un changement de volume de fluide ; et ii) l'un d'un changement de volume de tubage et du changement ajusté de volume de tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) pour chaque région 15 dans l'anneau de la colonne de tubage ; e) la répétition des étapes a) - d) pour chaque anneau de colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée ; et f) la répétition des étapes a) - e) jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée, l'équilibre global de la pression étant obtenu lorsqu'une i) différence entre l'accumulation ajustée de la pression annulaire calculée et chaque itération de l'étape c) converge vers zéro ; et ii) toutes 20 les forces appliquées dans la colonne de tubage combinée sont équilibrées. [0019] L'objet de la présente divulgation est décrit avec spécificité, cependant, la description elle-même n'est pas destinée à limiter la portée de la divulgation. L'objet de l'invention peut donc être réalisé par d'autres façons, afin d'inclure différentes étapes ou combinaisons 3032047 6 d'étapes semblables à celles décrites ici, en association avec les technologies présentes ou futures. En outre, même si le terme « étape » peut être utilisé ici pour décrire différents éléments des procédés utilisés, le terme ne doit pas être interprété comme impliquant un quelconque ordre particulier parmi ou entre les diverses étapes décrites ici sauf en cas d'une limite implicite 5 imposée par la description à un ordre donné. Même si la présente divulgation peut être appliquée à l'industrie du gaz et du pétrole, elle n'est pas limitée à celle-ci et peut également être appliquée à d'autres industries afin d'obtenir des résultats semblables. Description du procédé [0020] La simulation des effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la 10 pression annulaire au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage peut être basée sur un modèle simplifié ou un modèle avancé.6A. [0012] FIG. 8 is a graph illustrating various CP-T curves for selecting a specified pressure syntactic foam based on the location of multiple initial pressures, temperature pairs and final pressures, temperature pairs. [0013] FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a wellbore for simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure. [0014] FIG. 10 is a flowchart illustrating an embodiment of a computer system for implementing the present disclosure. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0015] The present disclosure overcomes one or more deficiencies of the prior art by providing systems and methods for simulating the effects of syntactic foam on annular pressure build-up at the time of the invention. dilating the annular fluid in a wellbore to mitigate the accumulation of annular pressure in a wellbore. In one embodiment, the present disclosure includes a method for simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure upon expansion of the annular fluid in a wellbore, which comprises: a) calculating one of a change in volume of the resilient foam in a region of the ring of the tubing string and a change in crushed foam volume in a region of the ring of the tubing string ; b) calculates a casing volume change adjusted for the region in the tubing string ring using i) one of an elastic foam volume change and a crushed foam volume change ; and ii) a casing change volume; c) calculating an adjusted annular pressure accumulation for the region in the casing string ring using i) a change in fluid volume; and ii) one of a change in casing volume and the adjusted change in casing volume; d) repeating steps a) - c) for each region in the ring of the casing string; e) repeating steps a) - d) for each ring of the casing string in a combined casing string and f) repeating steps a) - e) using a computer processor until an overall pressure balance is achieved in the combined casing string. In another embodiment, the present disclosure comprises a non-transient program support device 10 non-tangibly carrying computer executable instructions for simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of the annular pressure during expansion of the annular fluid in a wellbore, which comprises: a) calculating one of an elastic foam volume change in a ring region of the tubing string and a a change in crushed foam volume in a region of the tubing string ring; b) calculating an adjusted casing volume change for the region in the tubing string ring using i) one of a change in the volume of the elastic foam and the change in volume crushed moss; and ii) a change in casing volume; c) calculates an adjusted accumulation of annular pressure for the region in the casing string annulus utilizing i) a change in fluid volume; and (ii) one of the change in casing volume and the adjusted change in casing volume; d) repeating steps a) - c) for each region in the ring of the casing string; e) repeating steps a) - d) for each tubing string ring in a combined tubing string; and f) repeating steps a) - e) 3032047 until an overall pressure balance is obtained in the combined casing string. In yet another embodiment, the present disclosure includes a non-transient program support device tangibly carrying computer executable instructions for simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of the annular pressure during expansion of the annular fluid in a wellbore, which comprises: a) calculating one of a change in volume of the elastic foam in a region of a ring of the casing string and a change in the volume of crushed foam in the region of the ring of the casing string; b) calculating an adjusted change in casing volume for the region in the tubing string ring using i) one of a change in elastic foam volume and the change in volume of a foam crushed ; and ii) a change in casing volume; c) calculates an adjusted accumulation of annular pressure for the region in the casing string ring using i) a change in fluid volume; and ii) one of a change in casing volume and an adjusted change in casing volume; d) repeating steps a) - c) for each region 15 in the ring of the casing string; e) repeating steps a) - d) for each tubing string ring in a combined tubing string; and f) repeating steps a) - e) until an overall pressure equilibrium is obtained in the combined casing string, the overall equilibrium of the pressure being obtained when a difference i adjusted accumulation of calculated ring pressure and each iteration of step c) converges to zero; and ii) all forces applied in the combined casing string are balanced. The subject of the present disclosure is described with specificity, however, the description itself is not intended to limit the scope of the disclosure. The object of the invention may therefore be realized in other ways, to include different steps or combinations of steps similar to those described herein, in association with present or future technologies. Furthermore, although the term "step" may be used herein to describe various elements of the methods used, the term should not be construed as implying any particular order among or among the various steps described herein except in the case of a limit. implicit 5 imposed by the description to a given order. While this disclosure may be applied to the oil and gas industry, it is not limited to this industry and may also be applied to other industries to achieve similar results. Process Description [0020] Simulation of the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure during the expansion of the annular fluid in a wellbore may be based on a simplified model or an advanced model.

3032047 7 Modèle simplifié des caractéristiques de la mousse syntactique [0021] Dans ce modèle, les constantes suivantes sont assumées : constante de contrainte ultime de l'affaissement volumétrique, constante de la compressibilité élastique et constante du coefficient de l'expansion thermique (CTE). Comme il est démontré dans le graphique illustrant 5 des courbes simplifiées de contrainte-pression d'une mousse syntactique à différents températures dans la FIG. 2, le changement de la pression du fluide de l'anneau et de la température de (P1, T1) à (P2,T2) au niveau d'un emplacement de la mousse. Dans un souci de simplicité et de conception conservatrice, la contrainte volumétrique de la mousse est exprimée sous forme de : AV/ V (%) = Sc-S1- (T2-T1) (1) 10 alors que la contrainte volumétrique réelle doit être : AV/ V (%) = S2-S1 - aTx(T2-Tl) (2) dans laquelle Sc = contrainte ultime de volume, qui est un paramètre d'entrée ; otT = CTE; Si - compressibilité élastique x Pi et S2 = contrainte réelle du volume à P2, T2. Modèle avancé des caractéristiques de la mousse syntactique 15 [0022] Dans ce modèle, la compressibilité élastique est l'inverse du module d'encombrement. Le module d'encombrement est K = E /(3-6v) où v représente le rapport de Poisson, qui se situe entre 0,3 à 0,35. Le module d'encombrement diminue avec la température étant donné que le module élastique E diminue avec la température, comme le démontre la courbe dans la FIG. 3. 20 [0023] La courbe dans la FIG. 4 illustre le fait que module de compression (encombrement) de la mousse syntactique est plus ou moins proportionnel à la force de compression. Étant donné que la force de compression de la mousse est environ 80 % de l'écrasement-pression de la mousse, le rapport du module d'encombrement (K(T)) à la pression 3032047 8 d'écrasement de la mousse (CP) peut être assumé comme étant constante à une température donnée : K(T) - constante xCP(T) (3) où constante = K(60 °F)/CP(60 °F). 5 [0024] Un tableau CP-T pour une mousse donnée, tel que le Tableau 2 suivant, peut être utilisé pour estimer la compressibilité élastique comme une fonction de la température (C(T)) en utilisant l'équation suivante : c(T) = 1/K(T) = CP(60 °F)/K(60 °F)/CP(T) ou c(T) = c(60 °F)xCP(60 °F)/CP(T) (4) 10 L'équation 4 démontre que la compressibilité élastique d'une mousse syntactique à une température (T) donnée est inversement proportionnelle à la pression d'écrasement (CP) correspondante. [0025] À travers la régression, une corrélation entre la CP et la T a été établie comme suit (5) 1 15 CP(T) = CPOF --1 7rarctan1T-To + c2} dans laquelle cl et c2 sont les constantes du modèle, CP0 est la pression d'écrasement maximal de la mousse, To est la température autour de laquelle la pression d'écrasement (CP) changes le plus, et T est T2 au cours de la simulation. L'analyse statistique démontre que l'erreur relative absolue 20 moyenne de la corrélation est d'environ 4,91 %. La FIG. 5 illustre une courbe CP-T du modèle de corrélation par rapport aux données mesurées. [0026] Les courbes de densification sont traitées comme des lignes droites comme il est illustré dans la FIG. 2. À travers la corrélation, la pente des courbes contrainte-pression (FIG. 1) dans le stade de densification est déterminée à l'aide d'une méthode de régression. Elle est 3032047 9 d'environ 1/6,0 fois le module élastique, ce qui veut dire qu'il y a une compressibilité dans le stade de densification qui est 6 fois la compressibilité élastique : AV/ V (%) = Sc-S1- aT X (T21.1)+ (P2 - CP(T2))x6,0xc(T2) (6) dans laquelle c(T2) représente la compressibilité élastique à la température T2. 5 [0027] En se référant maintenant aux FIGS.Simplified model of the characteristics of the syntactic foam In this model, the following constants are assumed: ultimate stress constant of the volumetric sag, constant of the elastic compressibility and constant coefficient of the thermal expansion (CTE) . As shown in the graph illustrating simplified stress-pressure curves of a syntactic foam at different temperatures in FIG. 2, changing the pressure of the ring fluid and the temperature of (P1, T1) to (P2, T2) at a location of the foam. For the sake of simplicity and conservative design, the volumetric stress of the foam is expressed as: AV / V (%) = Sc-S1- (T2-T1) (1) 10 while the actual volumetric stress has to be : AV / V (%) = S2-S1-aTx (T2-T1) (2) in which Sc = ultimate volume constraint, which is an input parameter; otT = CTE; If - elastic compressibility x Pi and S2 = actual stress of volume at P2, T2. Advanced Model of Syntactic Foam Characteristics [0022] In this model, elastic compressibility is the opposite of the bulk module. The congestion module is K = E / (3-6v) where v represents the Poisson ratio, which is between 0.3 to 0.35. The bulk module decreases with temperature since the elastic modulus E decreases with temperature, as shown by the curve in FIG. 3. [0023] The curve in FIG. 4 illustrates that compression modulus (bulk) of the syntactic foam is more or less proportional to the compressive force. Since the compression force of the foam is about 80% of the crush-pressure of the foam, the ratio of the bulk module (K (T)) to the pressure of crushing the foam (CP ) can be assumed to be constant at a given temperature: K (T) - constant xCP (T) (3) where constant = K (60 ° F) / CP (60 ° F). A CP-T chart for a given foam, such as the following Table 2, can be used to estimate elastic compressibility as a function of temperature (C (T)) using the following equation: T) = 1 / K (T) = CP (60 ° F) / K (60 ° F) / CP (T) or c (T) = c (60 ° F) xCP (60 ° F) / CP (T) ) (4) Equation 4 demonstrates that the elastic compressibility of a syntactic foam at a given temperature (T) is inversely proportional to the corresponding crushing pressure (CP). Through regression, a correlation between CP and T was established as follows (5) 1 CP (T) = CPOF - 1 7rarctan1T-To + c2} in which cl and c2 are the constants of the model, CP0 is the maximum crushing pressure of the foam, To is the temperature around which the crushing pressure (CP) changes the most, and T is T2 during the simulation. The statistical analysis demonstrates that the average absolute relative error of the correlation is about 4.91%. FIG. Figure 5 illustrates a CP-T curve of the correlation model with respect to the measured data. The densification curves are treated as straight lines as shown in FIG. 2. Through correlation, the slope of the stress-pressure curves (FIG.1) in the densification stage is determined using a regression method. It is about 1 / 6.0 times the elastic modulus, which means that there is compressibility in the densification stage which is 6 times the elastic compressibility: AV / V (%) = Sc- S1- aT X (T21.1) + (P2 - CP (T2)) x6.0xc (T2) (6) in which c (T2) represents the elastic compressibility at the temperature T2. [0027] Referring now to FIGS.

6A-6D, chacun des modèles peut être utilisé pour développer le procédé 600 permettant de simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire au cours de la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage. [0028] À l'étape 602, de multiples réseaux sont initialisés en utilisant un fichier de 10 données d'entrée et des techniques bien connues dans le domaine. Les réseaux initialisés peuvent comprendre, par ex., : i) la pression et la température initiales de l'anneau (T1, P1), la température finale de l'anneau (T2), le volume fluidique de l'anneau (Vf), le volume installé de la mousse (V,'',,'e) si une mousse est sélectionnée, le tableau de densité du fluide de l'anneau p vs. (P,T), et l'accumulation initiale de la pression annulaire (APB); et ii) les propriétés du matériau du tubage 15 (CTE, E) où CTE représente le coefficient de l'expansion thermique et E est le module de Young, les propriétés de la mousse (oer, c, Sc) si une mousse est sélectionnée, où c représente la compressibilité élastique de la mousse, UT représente le coefficient de l'expansion thermique et Se est la contrainte volumétrique ultime, et un tableau CP-T si une mousse est sélectionnée, où CP est la pression d'écrasement de la mousse sélectionnée comme une fonction de la température 20 finale (T2). Les réseaux initialisés pour i) sont pour chaque région dans chaque anneau de colonne de tubage. [0029] À l'étape 604, une pression actualisée du fluide de l'anneau P2 est calculée pour une région dans l'anneau de la colonne de tubage à l'aide de la pression initiale P1 de l'étape 602, 3032047 10 l'un de l'APB de l'étape 602 et de l'étape 626 et P2 = P1 APB. [0030] À l'étape 606, un changement de volume de fluide (11Vf) est calculé pour la même région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) le tableau de la densité de fluide p vs. (P,T), le volume du fluide (Vf), la pression et la température initiales (T1, P1), et la température 5 finale (T2) de l'étape 602 ; et ii) la pression actualisée du fluide (P2) de l'étape 604. Le changement de volume de fluide (AVf) = Vf x [p(P ',Ti)/ p(P2,T2) -1] où p(Pt,Tj) et p(P2,T2) sont obtenus à travers une interpolation linéaire utilisant (P1,T1), (P2,T2) et le tableau de densité du fluide p vs. (P,T). [0031] À l'étape 608, un changement de volume de tubage (dVtubage) est calculé pour la 10 même région dans l'anneau de la colonne de tubage (CTE, E), la pression et la température initiales (PI, T1) et la température finale (T2) de l'étape 602; et ii) la pression actualisée du fluide (P2) de l'étape 604. Le changement de volume du tubage (AVtubage) = dVcas, T + dVcas, B où l'expansion thermique du tubage ilVcas,T= f(CTE, TI, T2) et le ballonnement du tubage Micas, f(E, P2> Pi). 15 [0032] À l'étape 610, le procédé 600 détermine si une mousse est sélectionnée en utilisant le fichier des données d'entrée de l'étape 602. Si aucune mousse n'est sélectionnée, alors le procédé 600 passe à l'étape 626 pour calculer un APB ajusté. Sinon, le procédé 600 passe à l'étape 612. [0033] À l'étape 612, le procédé 600 détermine si la pression actualisée de fluide (P2) de 20 l'étape 604 et la température finale (T2) de l'étape 602 se trouvent dans une fourchette acceptable pour la mousse sélectionnée en utilisant un graphique basé sur le tableau CP-T de l'étape 602 qui illustre différentes phases pour la mousse sélectionnée. Si la pression actualisée du fluide (P2) et la température finale (T2) sont dans une fourchette acceptable, alors le procédé 600 passe à 3032047 11 l'étape 616 pour calculer la pression d'écrasement (CP) de la mousse sélectionnée en fonction de la température finale (T2). Sinon, le procédé 600 passe à l'étape 614. En se référant maintenant au graphique illustré dans la FIG. 7, l'exemple de mousse est soit écrasé ou soit sous déformation élastique si la pression actualisée du fluide et la température finale (P2, T2) sont dans une 5 fourchette acceptable (c.-à-d., à l'extérieur d'une zone d'avertissement). La pression actualisée de fluide (P2) est utilisée comme la pression d'écrasement (CP) afin de réaliser une détermination initiale permettant de savoir si la pression actualisée du fluide et la température finale (P2, T2) sont dans une fourchette acceptable. Dans les zones d'avertissement, on ne sait pas si la pression annulaire est au-dessus ou en-dessous de la CP de la mousse. Ainsi, le procédé 600 utilisera 10 automatiquement la valeur maximale de la CP dans le tableau de CP-T pour la mousse sélectionnée pour la zone I ou la valeur de CP minimales dans le tableau CP-T pour le tableau sélectionné pour la zone II. Ainsi, les contraintes volumétriques calculées dans les zones d'avertissement peuvent être non-fiables. [0034] À l'étape 614, un message d'avertissement est affiché à travers l'interface vidéo 15 décrite plus en détail en référence à la FIG. 10 qui affiche si oui ou non la pression actualisée du fluide et la température finale (P2, T2) ne sont pas dans une fourchette acceptable (c.-à-d., à l'intérieur d'une zone d'avertissement). [0035] À l'étape 616, la pression d'écrasement (CP) de la mousse sélectionnée est calculée pour la même région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) la température 20 finale (T2) et le tableau CP-T de l'étape 602 pour la mousse sélectionnée ; et ii) l'une des techniques bien connues dans le domaine pour l'interpolation et l'équation linéaires (5). [0036] À l'étape 618, le procédé 600 détermine si la pression actualisée du fluide (P2) de l'étape 604 est supérieure à la pression d'écrasement (CP) de la mousse sélectionnée de l'étape 3032047 12 616. Si la pression actualisée du fluide (P2) est supérieur à la pression d'écrasement (CP) de la mousse sélectionnée, alors, le procédé 600 passe à l'étape 622 pour calculer un changement de volume de la mousse (LIV',,,'.) causé par la mousse écrasée. Sinon, le procédé 600 passe à l'étape 620 pour calculer un volume de changement de la mousse (AV'iousse) causé par la 5 déformation élastique de la mousse. [0037] À l'étape 620, un volume de changement de mousse (d V',,,,,'e) causé par la déformation élastique de la mousse est calculé pour la même région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) les propriétés de la mousse (a.-r, c), le volume de la mousse installée (Vmousse), la pression et la température initiales (T1, P1) et la température finale (T2) de l'étape 10 602; et ii) la pression actualisée de fluide (P2) de l'étape 604. Le changement de volume de la mousse (dVmousse) = Vmousse x [S2-S1 - x(T2-T1)] où S2-Si = c x (P2-P1). Le procédé 600 passe ensuite à l'étape 624. [0038] À l'étape 622, un changement de volume de la mousse (AV,'''s') causé par la mousse écrasée est calculé pour la même région dans Panneau de la colonne de tubage en 15 utilisant i) les propriétés de la mousse (al', c, Se), le volume de la mousse installée (Vmot,'e), la pression et la température initiales (T1, P1) et la température finale (T2) de l'étape 602 ; et, éventuellement, ii) la pression actualisée du fluide (P2) de l'étape 604 et la pression écrasée (CP) de la mousse sélectionnée de l'étape 616. Le changement de volume de la mousse (i1Vt',,''e) =- Viriousse x [Sc-S1 aTx(T2-Ti)] or Vmousse x [S,-S1 - Cti-x(T2-Ti) + 6x ex (P2-CP(T2) ] où S1 = c x 20 PI, Le procédé 600 passe ensuite à l'étape 624. [0039] À l'étape 624, un changement ajusté du volume du tubage (AVtubage) est calculé pour la même région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) l'un du changement du volume de la mousse (4V,'0',') de l'étape 620 et l'étape 622; et ii) le changement du volume du 3032047 13 tubage (dVtubage) de l'étape 608. Le changement ajusté du volume du tubage (dVtubage) dVtubage LIVMOLISSe. [0040] À l'étape 626, une APB ajustée est calculée pour la même région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant i) le changement du volume du fluide (Mir) de l'étape 606; et ii) 5 l'un du changement du volume du tubage (dVtubage) de l'étape 608 et le changement ajusté du volume du tubage (dVtubage) de l'étape 624. S'il y a un changement ajusté du volume du tubage (dVtubage) de l'étape 624, alors, celui-ci est utilisé à la place du changement du volume du tubage (dVtubage) de l'étape 608. L'APB ajustée est numériquement résolue pour satisfaire à l'exigence : AVf--ielVtubage = 0, où Vf = fi(APB), dVtubage =f2(APB). 10 [0041] À l'étape 628, le procédé 600 détermine s'il existe une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant des techniques bien connues dans le domaine. S'il n'existe pas une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage, alors le procédé 600 passe à l'étape 632. Sinon, le procédé 600 passe à l'étape 630. [0042] À l'étape 630, la prochaine région dans l'anneau de la colonne de tubage est 15 choisie et le procédé 600 revient à l'étape 604. Les étapes 604-628 sont donc répétées pour chaque région dans l'anneau de la colonne de tubage jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de régions dans l'anneau de la colonne de tubage. [0043] À l'étape 632, le procédé 600 détermine s'il existe une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage en utilisant des techniques bien connues dans le domaine. S'il n'existe 20 aucune autre région dans l'anneau de la colonne de tubage, alors le procédé 600 passe à l'étape 636. Sinon, le procédé 600 passe à l'étape 634. [0044] À l'étape 634, la prochaine région dans l'anneau de la colonne de tubage est choisie et le procédé 600 revient à l'étape 604. Les étapes 604-632 sont donc répétées pour 3032047 14 chaque anneau de colonne de tubage jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'anneaux de colonne de tubage. [0045] À l'étape 636, le procédé 600 détermine s'il y a un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée comprenant chaque anneau de colonne de tubage. S'il existe pas un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée, alors le procédé 600 5 passe à l'étape 638. Sinon, le procédé 600 se termine. On peut atteindre un équilibre global de la pression lorsque i) la différence entre la dernière APB ajustée de l'étape 626 et l'avant-dernière APB ajustée de l'étape 626 est proche de zéro (par ex., la convergence) ; et ii) toutes les autres forces appliquées à la colonne de tubage combinée sont équilibrées. [0046] À l'étape 638, la première région du premier anneau de la colonne de tubage est 10 choisie et le procédé 600 revient à l'étape 604 et répète les étapes 604-636 jusqu'à obtention d'un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée. [0047] En se référant maintenant à la FIG. 8, un graphique illustre différents exemples de courbes CP-T permettant de sélectionner une mousse syntactique à pression spécifiée en fonction de l'emplacement de multiples pressions initiales, paires de température et de pressions 15 finales, paires de température. Les trois différentes courbes CP-T pour les mousses syntactiques à pression spécifiée sont utilisés pour en sélectionner une. Il y a des points initiaux et finaux (P, T) 802, 804 pour chaque profondeur de puits de forage respective. La courbe CP-T de la mousse sélectionnée doit être au-dessus des points de la pression et de la température initiale (P1, T1) 802 dans l'anneau afin d'éviter un affaissement prématuré. La courbe CP-T de la mousse sélectionnée 20 doit également être au-dessous des points de la pression et de la température initiale (P2, T2) 804 dans l'anneau pour assurer un écrasement de la mousse pour l'atténuation de I'APB. Par ex., prenons des conditions initiales (PI, T1) de 85 °C et 400 bars à une profondeur spécifique dans le puits de forage, la mousse à faible pression spécifiée s'affaissera alors que les mousses à pression 3032047 15 spécifiée élevée ne s'affaisseront pas. Étant donné que les mousses à pression spécifiée moyenne et élevée sont au-dessus des deux points supérieurs initiaux (P, T) 802 et sont en-dessous des points supérieurs finaux (P, T) 804, les deux mousses peuvent être sélectionnées pour les deux profondeurs de puits de forage. Cependant, la mousse à pression spécifiée élevée permettra une 5 plus grande marge de conception. Ainsi, i) la pression et la température initiales (T1, P1) et la température finale (T2) de l'étape 602 ; et ii) la pression actualisée du fluide (P2) de l'étape 604 peuvent être utilisées pour sélectionner une mousse en utilisant les courbes CP-T pour des mousses synthétiques à spécification de pression différente à partir des tableaux CP-T respectifs.6A-6D, each of the models can be used to develop the method 600 for simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure during the expansion of the annular fluid in a wellbore. In step 602, multiple networks are initialized using an input data file and techniques well known in the art. The initialized networks may include, for example: i) the initial pressure and temperature of the ring (T1, P1), the final temperature of the ring (T2), the fluidic volume of the ring (Vf) , the installed volume of the foam (V, '' ,, 'e) if a foam is selected, the density chart of the p ring vs. fluid. (P, T), and the initial accumulation of annular pressure (APB); and ii) the properties of the casing material (CTE, E) where CTE represents the coefficient of thermal expansion and E is the Young's modulus, the properties of the foam (oer, c, Sc) if a foam is selected , where c represents the elastic compressibility of the foam, UT represents the coefficient of thermal expansion and Se is the ultimate volumetric stress, and a CP-T array if a foam is selected, where CP is the crush pressure of the selected foam as a function of the final temperature (T2). The initialized networks for i) are for each region in each casing string ring. In step 604, an up-to-date pressure of the ring P2 fluid is calculated for a region in the ring of the casing string using the initial pressure P1 of step 602, 3032047. one of the APB of step 602 and step 626 and P2 = P1 APB. In step 606, a change in fluid volume (11Vf) is calculated for the same region in the casing string ring using i) the fluid density chart p. (P, T), the fluid volume (Vf), the initial pressure and temperature (T1, P1), and the final temperature (T2) of step 602; and ii) the fluidized pressure (P2) of step 604. The fluid volume change (AVf) = Vf x [p (P ', Ti) / p (P2, T2) -1] where p ( Pt, Tj) and p (P2, T2) are obtained through a linear interpolation using (P1, T1), (P2, T2) and the density table of the fluid p. (P, T). In step 608, a casing volume change (dVtubage) is calculated for the same region in the tubing string ring (CTE, E), the initial pressure and temperature (P1, T1). ) and the final temperature (T2) of step 602; and ii) the fluidized pressure (P2) of step 604. The change in casing volume (AVtubage) = dVcas, T + dVcas, B where the thermal expansion of casing ilVcas, T = f (CTE, TI , T2) and the bloating of the Micas casing, f (E, P2> Pi). In step 610, method 600 determines whether a foam is selected using the input data file of step 602. If no foam is selected, then process 600 proceeds to step 626 to calculate an adjusted PDB. Otherwise, method 600 proceeds to step 612. In step 612, method 600 determines whether the fluid pressure (P2) of step 604 and the final temperature (T2) of the step 602 are in an acceptable range for the selected foam using a graph based on the CP-T chart of step 602 which illustrates different phases for the selected foam. If the present fluid pressure (P2) and the final temperature (T2) are within an acceptable range, then the method 600 proceeds to step 616 to calculate the crush pressure (CP) of the selected foam based on the final temperature (T2). Otherwise, method 600 proceeds to step 614. Referring now to the graph shown in FIG. 7, the foam example is either crushed or under elastic deformation if the fluid pressure and final temperature (P2, T2) are within an acceptable range (i.e. 'a warning zone). The present fluid pressure (P2) is used as the crush pressure (CP) to make an initial determination as to whether the fluid pressure and final temperature (P2, T2) are within an acceptable range. In the warning areas, it is not known whether the ring pressure is above or below the CP of the foam. Thus, the method 600 will automatically use the maximum value of the CP in the CP-T table for the selected foam for zone I or the minimum CP value in the CP-T table for the table selected for zone II. Thus, the volumetric constraints calculated in the warning zones can be unreliable. In step 614, a warning message is displayed through the video interface 15 described in more detail with reference to FIG. 10 which displays whether or not the present fluid pressure and final temperature (P2, T2) are within an acceptable range (ie, within a warning zone). In step 616, the crushing pressure (CP) of the selected foam is calculated for the same region in the casing string ring using i) the final temperature (T2) and the table. CP-T of step 602 for the selected foam; and ii) one of the well-known techniques in the field for linear interpolation and equation (5). In step 618, the method 600 determines whether the fluidized pressure (P2) of step 604 is greater than the crush pressure (CP) of the selected foam of step 3032047 12 616. If the actual pressure of the fluid (P2) is greater than the crushing pressure (CP) of the selected foam, then the process 600 proceeds to step 622 to calculate a change in volume of the foam (LIV ',, , '.) caused by crushed moss. Otherwise, the process 600 proceeds to step 620 to calculate a foam change volume (AV'iousse) caused by the elastic deformation of the foam. In step 620, a volume of foam change (d V ',,,,,,' e) caused by the elastic deformation of the foam is calculated for the same region in the ring of the casing string using i) the properties of the foam (a.-r, c), the volume of the installed foam (Vmousse), the initial pressure and temperature (T1, P1) and the final temperature (T2) of the step 10,602; and ii) the fluidized fluid pressure (P2) of step 604. The change in foam volume (dVmousse) = Vmousse x [S2-S1-x (T2-T1)] where S2-Si = cx (P2 -P1). Process 600 then proceeds to step 624. In step 622, a change in foam volume (AV, '' 's') caused by the crushed foam is calculated for the same region in Control Panel. the casing string using i) the foam properties (al ', c, Se), the installed foam volume (Vmot, e), the initial pressure and temperature (T1, P1) and the temperature final (T2) of step 602; and, optionally, ii) the fluid pressure (P2) of step 604 and the crushed pressure (CP) of the selected foam of step 616. The volume change of the foam (i1Vt ',,' ' e) = - Viriousse x [Sc-S1 aTx (T2-Ti)] or Vmousse x [S, -S1-Cti-x (T2-Ti) + 6x ex (P2-CP (T2)] where S1 = cx 20 PI, Process 600 then proceeds to step 624. In step 624, an adjusted casing volume change (AVtubage) is calculated for the same region in the tubing string ring using i ) one of the change in foam volume (4V, '0', ') of step 620 and step 622; and ii) changing the volume of the tubing (dVtubing) from step 608. The adjusted change in tubing volume (dVtubing) of the LIVMOLISS. In step 626, an adjusted PDB is calculated for the same region in the ring of the casing string using i) the fluid volume change (Mir) of step 606; and ii) one of the change in casing volume (dVtubing) of step 608 and the adjusted casing volume change (dVtubing) of step 624. If there is an adjusted casing volume change (dVtubage) of step 624, then this is used in place of the casing volume change (dVtubing) of step 608. The adjusted PDB is numerically solved to satisfy the requirement: AVf- -ielVtubage = 0, where Vf = fi (APB), dVtubage = f2 (APB). In step 628, the method 600 determines whether there is another region in the ring of the tubing string using techniques well known in the art. If there is not another region in the ring of the casing string, then the process 600 proceeds to step 632. Otherwise, the process 600 proceeds to step 630. At step 630, the next region in the ring of the tubing string is selected and method 600 returns to step 604. Steps 604-628 are therefore repeated for each region in the ring of the tubing string until there are no more regions in the ring of the casing string. In step 632, the method 600 determines whether there is another region in the ring of the casing string using techniques well known in the art. If there is no other region in the ring of the tubing string, then method 600 proceeds to step 636. Otherwise, method 600 proceeds to step 634. [0044] At step 634, the next region in the tubing string ring is selected and method 600 returns to step 604. Steps 604-632 are therefore repeated for each tubing string ring until there are no more tubing string rings. In step 636, the method 600 determines whether there is an overall pressure balance in the combined tubing string comprising each tubing string ring. If there is not an overall pressure balance in the combined tubing string, then the process 600 goes to step 638. Otherwise, the process 600 ends. An overall pressure balance can be achieved when i) the difference between the last adjusted PDB of step 626 and the penultimate adjusted BOP of step 626 is close to zero (e.g., convergence); and ii) all other forces applied to the combined casing string are balanced. In step 638, the first region of the first ring of the casing string is selected and method 600 returns to step 604 and repeats steps 604-636 until an overall equilibrium is obtained. the pressure in the combined casing string. [0047] Referring now to FIG. 8, a graph illustrates various examples of CP-T curves for selecting a specified pressure syntactic foam based on the location of multiple initial pressures, temperature pairs and final pressures, temperature pairs. The three different CP-T curves for the specified pressure syntactic foams are used to select one. There are initial and final points (P, T) 802, 804 for each respective wellbore depth. The CP-T curve of the selected foam must be above the points of the pressure and the initial temperature (P1, T1) 802 in the ring to prevent premature collapse. The CP-T curve of the selected foam must also be below the points of the pressure and the initial temperature (P2, T2) 804 in the ring to ensure crushing of the foam for attenuation of the foam. PDB. For example, assume initial conditions (P1, T1) of 85 ° C and 400 bar at a specific depth in the wellbore, the specified low-pressure foam will collapse, while the high-pressure specified foams will not. will not sag. Since the medium and high pressure specified foams are above the two initial upper points (P, T) 802 and are below the final upper points (P, T) 804, the two foams can be selected for two wellbore depths. However, the high pressure specified foam will allow a greater margin of design. Thus, i) the initial pressure and temperature (T1, P1) and the final temperature (T2) of step 602; and ii) the fluidized pressure (P2) of step 604 can be used to select a foam using the CP-T curves for synthetic foams with different pressure specification from the respective CP-T tables.

3032047 16 Exemple [0048] En se référant maintenant à la FIG. 9, un schéma d'un exemple de puits de forage 900 est illustré pour simuler les effets d'une mousse syntactique sur l'accumulation de la pression annulaire. Le puits de forage 900 comprend 400 pd.3 de mousse syntactique dans un anneau de 5 tubage de 9-5/8". Les caractéristiques de la mousse syntactique sont présentées dans le tableau 2. Initialement, la contrainte volumétrique ultime de la mousse syntactique a été définie comme 30 %, au cours des opérations de production. La partie principale (90,54 %) de la mousse été écrasée 902 et atténue l'APB tel qu'il est illustré dans le tableau 2. À partir des résultats présentés dans le Tableau 3 suivant, la mousse écrasée 902 permet d'avoir environ 103,77 pd.3 d'espace 10 supplémentaire pour la dilatation du fluide annulaire. [0049] Afin de valider les résultats de la mousse synthétique, la contrainte volumétrique ultime est modifiée de 30 % à 1,3 %. Le but est d'amener le changement de volume de la mousse proche de zéro au cours d'une analyse AFE. Entre-temps, un volume de fuite de 400 X 90,54 % x (30 à 1,3 %) = 103,94 ft3 =18,5 bbl est appliqué à l'anneau correspondant. Les résultats de l'AFE 15 sont illustrés dans le Tableau 4 suivant. Les valeurs APB finales sont très proches. Une différence de seulement 5 psi (0,13 %) a été observée. T, °F 90 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 CP, 10129 8331 7442 6740 6161 5727 5334 5065 4900 4797 4735 4652 4590 4590 4528 psi Tableau 2 3032047 17 Panne du dispositif Train de tiges Anneau Pression AFE progressive (1) psi) progressif (2) bbl) Haut (Fid.) Base (Pà.) 450,0 Tubage destirfaCe dé? 0".. 40;0 4733,00' Tubagè interrnédiairè dé 13-3/8 Tubage .protecteur,de 9-5/8 l:Région 1 6000,0 9500,0 Écrase 40,0 Raccord de production de 7" Jubé de Prciduetiôn:de .1/2" Région 14800,0 .17000,0 ,4 (1) Changement de pression causé seulement par (AFE). (2) Changement de volume causé seulement par (AFE). Tubage de protection de 9 5/8" : intervalle de mousse de 500,0 pd à 1020,0 pd n'est pas écrasé (changement de volume : -0,48 pd3, -1,260 %). Tubage de protection de 9 5/8" : intervalle de mousse de 1020,0 pd à 6000,0 pd n'est pas écrasé (changement de volume : -103,29 pd3, -28,520 %). Tableau 3 Base: (pd.) Disque Panne`du :'dispositif. Mousse Train de,tiges Anneau Haut, - (pd.) Pression AFE progressive (1) (Psi) Volume AFE progressif (2) (bbl) 450,0 40,0 Tubagé 'surfacé de 20" : Tubage intermédiaire de 13 38 Région 1 4733,00 1,8 - .40,0 Écrase 3834,00.: 25,5 - 9500,0 - Tuibade Région 1 Raccord de:prodùction'de T.': ..Tube de prduction,çie 3" 1/2". Région 1 Région 1 .. 40,0 14800,0 17000;0 0,00 13,4 (1) Changement de pression causé seulement par (AFE). (2) Changement de volume causé seulement par (AFE). Tubage de protection de 9 5/8" : intervalle de mousse de 500,0 pd à 1020,0 pd n'est pas écrasé (changement de volume : -0,48 pd3, -1,270 %). Tubage de protection de 9 5/8" : intervalle de mousse de 1020,0 pd à 6000,0 pd n'est pas écrasé (changement de volume : 0,66 pd.3, 0,180 %).Example [0048] Referring now to FIG. 9, a diagram of an exemplary wellbore 900 is illustrated to simulate the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure. Well bore 900 comprises 400 μg of syntactic foam in a 9-5 / 8 "casing ring The characteristics of the syntactic foam are shown in Table 2. Initially, the ultimate volumetric stress of syntactic foam was defined as 30% during production operations The main portion (90.54%) of the moss was crushed 902 and attenuates the PDB as shown in Table 2. Based on the results presented in the following Table 3, the crushed foam 902 provides about 103.77 phr of additional space for the expansion of the annular fluid. [0049] In order to validate the results of the synthetic foam, the ultimate volumetric stress is changed from 30% to 1.3% .The goal is to bring the foam volume change close to zero during an EFA analysis, meanwhile a leakage volume of 400 X 90.54% x (30 to 1.3%) = 103.94 ft3 = 18.5 bbl is applied to the correspon ring The results of AFE are illustrated in the following Table 4. Final APB values are very close. A difference of only 5 psi (0.13%) was observed. T, ° F 90 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 CP, 10129 8331 7442 6740 6161 5727 5334 5065 4900 4797 4735 4652 4590 4590 4528 psi Table 2 3032047 17 Failure of the device Train of rods Ring Pressure AFE Progressive (1) psi) Progressive (2) bbl) High (Fid.) Base (Pt.) 450.0 Puncture Tubing? 0 ".. 40; 0 4733,00 'Intermediate tubing from 13-3 / 8 Protective tubing from 9-5 / 8 l: Region 1 6000.0 9500.0 Crush 40.0 7" Jube production connection Precipitation: of .1 / 2 "Region 14800.0 .17000.0, 4 (1) Change in pressure caused only by (AFE) (2) Volume change caused only by (AFE). 5/8 ": 500.0 pd foam range at 1020.0 pd is not crushed (volume change: -0.48 pd3, -1.260%). Protective casing of 9 5/8 ": Foam range of 1020.0 pd to 6000.0 pd is not crushed (volume change: -103.29 pd3, -28.520%) Table 3 Basis: (pd .) Disk Failure: Device Foam Shaft Train, Ring High, - (pd.) Progressive AFE Pressure (1) (Psi) Progressive AFE Volume (2) (bbl) 450.0 40.0 Tubed Surfaced of 20 ": Intermediate casing of 13 38 Region 1 4733,00 1,8 - .40,0 Overwrite 3834,00 .: 25,5 - 9500,0 - Tuibade Region 1 Connection of: product of T. ':. .Production tube, çie 3 "1/2". Region 1 Region 1 .. 40.0 14800.0 17000; 0 0.00 13.4 (1) Change in pressure caused only by (AFE). (2) Volume change caused only by (AFE). Protective casing of 9 5/8 ": 500.0 pd foam spacing at 1020.0 pd is not crushed (volume change: -0.48 pd3, -1.270%). / 8 ": Foam range 1020.0 pd to 6000.0 pd is not crushed (volume change: 0.66 pd.3, 0.180%).

5 Tableau 4 Le procédé 600 aidera donc les ingénieurs de conception de tubage dans la conception de leurs puits avec des marges de sécurité adéquates et des coûts acceptables.Table 4 Process 600 will therefore assist casing design engineers in the design of their wells with adequate safety margins and acceptable costs.

3032047 18 Description du système [0050] La présente divulgation peut être implémentée à travers un programme d'instructions exécutable par ordinateur, tel que des modules de programme, généralement 5 appelés applications logicielles ou programme d'application exécuté par un ordinateur. Le logiciel peut comprendre, par ex., des routines, des programmes, des objets, des composants, des structures de données, etc., qui réalisent des tâches particulières ou implémentent des types de données abstrait particuliers. Le logiciel forme une interface pour permettre à un ordinateur de réagir en fonction de la source d'entrée. WellCatTM, qui est une application logicielle 10 commerciale commercialisée par Landmark Graphics Corporation, peut être utilisée comme application d'interface pour implémenter la présente divulgation. Le logiciel peut également coopérer avec d'autres segments de code pour initier une variété de tâches en réponse aux données reçues en association avec la source des données reçues. Le logiciel peut être stocké et/ou transporté sur une diversité de mémoires telles qu'un CD-ROM, un disque magnétique, une 15 mémoire à bulles et une mémoire à semi-conducteur (par ex., divers types de RAM ou ROM). En outre, le logiciel et ses résultats peuvent être transmis sur une diversité de supports médiatiques telle que la fibre optique, un fil métallique et/ou à travers une quelconque diversité de réseaux, telle que l'Internet. [0051] En outre, les spécialistes du domaine apprécieront que cette divulgation peut 20 être pratiquée avec une diversité de configurations de système informatique, comprenant des dispositifs portatifs, des systèmes multiprocesseurs, et des dispositifs électroniques programmables par l'utilisateur ou à base de microprocesseur, des mini-ordinateurs, des ordinateurs centraux, etc. Un nombre quelconque de systèmes informatiques et de réseaux informatiques sont acceptables pour une utilisation avec la présente divulgation. Cette 3032047 19 divulgation peut être pratiquée dans des environnements informatiques distribués dans lesquels les tâches sont réalisées par des dispositifs télécommandés qui sont reliés à travers un réseau de communication. Dans un environnement informatique distribué, les modules de programme peuvent être localisés à la fois sur un support de stockage informatique local ou à distance, y 5 compris des dispositifs de stockage à mémoire. La présente divulgation peut donc être implémentée en relation à divers matériels, logiciels ou une combinaison de ceux-ci dans un système informatique ou un autre système de traitement. [0052] En se référant maintenant à la FIG. 10, un organigramme illustre un mode de réalisation d'un système permettant d'implémenter la présente divulgation dans un ordinateur. Le 10 système comprend une unité de calcul, quelquefois appelée un système informatique, qui contient une mémoire, des programmes d'applications, une interface client, une interface vidéo et une unité de traitement. L'unité informatique représente seulement un exemple d'un environnement de calcul approprié et elle n'est pas destinée à suggérer une quelconque limitation par rapport à la portée de l'utilisation ou de la fonctionnalité de cette divulgation. 15 [0053] La mémoire stocke principalement les programmes d'applications, qui peuvent également être décrits comme des modules de programme contenant des instructions exécutables par un ordinateur, exécutées par l'unité informatique pour implémenter la présente divulgation décrite ici et illustrée dans les FIGS. 2-9. Ainsi, la mémoire comprend un module de simulation APB, qui active les étapes 610-626 décrites en référence aux FIGS.SYSTEM DISCLOSURE [0050] The present disclosure may be implemented through a computer-executable instruction program, such as program modules, generally referred to as software applications or an application program executed by a computer. The software may include, for example, routines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. The software forms an interface to allow a computer to react according to the input source. WellCatTM, which is a commercial software application marketed by Landmark Graphics Corporation, can be used as an interface application to implement the present disclosure. The software may also cooperate with other code segments to initiate a variety of tasks in response to the received data in association with the source of the received data. The software may be stored and / or transported on a variety of memories such as a CD-ROM, a magnetic disk, a bubble memory and a semiconductor memory (e.g., various types of RAM or ROM) . In addition, the software and its results can be transmitted over a variety of media media such as fiber optics, wire and / or across any diversity of networks, such as the Internet. [0051] In addition, those skilled in the art will appreciate that this disclosure may be practiced with a variety of computer system configurations, including portable devices, multiprocessor systems, and user programmable or microprocessor based electronic devices. , minicomputers, mainframes, etc. Any number of computer systems and computer networks are acceptable for use with the present disclosure. This disclosure may be practiced in distributed computing environments in which the tasks are performed by remotely controlled devices that are connected through a communication network. In a distributed computing environment, the program modules may be located both on a local or remote computer storage medium, including memory storage devices. The present disclosure may therefore be implemented in relation to various hardware, software or a combination thereof in a computer system or other processing system. Referring now to FIG. 10, a flowchart illustrates an embodiment of a system for implementing the present disclosure in a computer. The system includes a computing unit, sometimes called a computer system, which contains a memory, application programs, a client interface, a video interface and a processing unit. The computer unit represents only an example of an appropriate computing environment and is not intended to suggest any limitation with respect to the scope of the use or functionality of this disclosure. The memory stores primarily the application programs, which may also be described as program modules containing computer executable instructions, executed by the computer unit for implementing the present disclosure described herein and illustrated in FIGS. . 2-9. Thus, the memory comprises an APB simulation module, which activates the steps 610-626 described with reference to FIGS.

6A-6B. Le module de 20 simulation APB peut intégrer des fonctionnalités provenant des autres programmes d'applications illustrés dans la FIG. 10. En particulier, WellCatTM peut être utilisé comme une application d'interface permettant de réaliser les étapes 602-608 et 628-638 dans les FIGS.6A-6B. The APB simulation module may incorporate features from the other application programs illustrated in FIG. In particular, WellCatTM can be used as an interface application for performing steps 602-608 and 628-638 in FIGS.

6A et 6D. Même si We11CatTM peut être utilisé comme une application d'interface, d'autres applications 3032047 20 d'interface peuvent être utilisées, à la place, ou le module simulation APB peut être utilisé en tant qu'application autonome. [0054] Même si l'unité informatique est illustrée comme ayant une mémoire généralisée, l'unité informatique comprend généralement une diversité de supports lisibles par 5 ordinateur. Comme exemple, et non de limitation, un support lisible par ordinateur peut comprendre un support de stockage informatique et un support de communication. La mémoire du système de calcul peut comprendre un support de stockage informatique sous la forme d'une mémoire volatile et/ou non-volatile telle une mémoire ROM et une mémoire RAM. Un système de base entrée-sortie (BIOS), contenant les routines de base qui aident à transférer les 10 informations entre les éléments de l'unité informatique, par ex., au cours du démarrage, est généralement stocké dans la ROM. La RAM contient généralement des données et/ou des modules de programme qui sont immédiatement accessibles à et/ou présentement exécutés par une unité de traitement. Comme exemple, et non de limitation, l'unité informatique comprend un système d'exploitation, des programmes d'applications, d'autres modules de programme et des 15 données de programme. [0055] Les composants illustrés dans la mémoire peuvent également être compris dans le support de stockage informatique amovible/non-amovible, volatile/non-volatile ou ils peuvent être implémentés dans l'unité informatique à travers une interface de programme d'applications (« API ») ou un nuage informatique, qui peut se trouver sur une unité informatique distincte à 20 travers un système informatique ou un réseau. Comme exemple seulement, un disque dur peut être lu à partir d'un support magnétique non-volatile, non-amovible, ou enregistré à partir de celui-ci, ou un disque dur optique peut être lu à partir d'un disque optique amovible, non volatile, ou enregistré à partir de celui-ci, tel qu'un CD-ROM ou un autre support optique. D'autres 3032047 21 supports de stockage informatiques amovibles/non-amovibles, volatiles/non-volatiles qui peuvent être utilisés dans un exemple d'environnement d'exploitation peuvent comprendre, sans limitation, des cassettes de bande magnétique, des cartes de mémoire flash, des disques versatiles numériques, des bandes vidéo numériques, des RAM à semi-conducteurs, des ROM à semi- 5 conducteurs, etc. Les disques et leurs supports de stockage informatique associés susmentionnés permettent le stockage des instructions lisibles par ordinateur, des structures de données, des modules de programme et d'autres données pour l'unité informatique. [0056] Un client peut saisir une commande et des informations dans l'unité informatique à travers une interface client, qui peut être des dispositifs de saisie tels qu'un clavier 10 et un dispositif de pointage, généralement appelé une souris, une boule de commande ou un pavé tactile. Les dispositifs de saisie peuvent comprendre un microphone, une manette, un disque satellite, un scanner, etc. Ces dispositifs et d'autres dispositifs de saisie sont souvent connectés à l'unité de traitement à travers l'interface client qui est couplée à un système de bus, mais peut être connecté par d'autres interfaces ou structures de bus, tel qu'un port parallèle ou un bus USB. 15 [0057] Un moniteur ou un autre type de dispositif d'affichage peut être connecté au bus du système à travers une interface, telle qu'une interface vidéo. Une interface utilisateur graphique (GUI) peut également être utilisée avec l'interface vidéo pour recevoir des instructions provenant de l'interface client et pour transmettre ces instructions à l'unité de traitement. En sus du moniteur, les ordinateurs peuvent également comprendre d'autres dispositifs de sortie 20 périphériques tels que des haut-parleurs et des imprimantes, qui peuvent être connectés à travers une interface de sortie périphérique. [0058] Même si d'autres composants internes de l'unité informatique ne sont pas illustrés, il sera compris des hommes de métier que de tels composants et leur interconnexion 3032047 22 sont bien connus. [0059] Bien que la présente divulgation ait été décrite en relation avec les modes de réalisation actuellement préférés, il sera compris par un spécialiste du domaine que ceux-ci ne sont pas destinés à limiter la divulgation à ces modes de réalisation. Il est donc envisagé que 5 divers modes de réalisation alternatifs et des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation divulgués sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la divulgation définie par les revendications ci-jointes et les équivalents de celles-ci.6A and 6D. Although We11CatTM can be used as an interface application, other interface applications can be used instead, or the APB simulation module can be used as a stand-alone application. [0054] Even though the computer unit is illustrated as having generalized memory, the computing unit generally comprises a variety of computer readable media. As an example, and not a limitation, a computer readable medium may comprise a computer storage medium and a communication medium. The memory of the computing system may comprise a computer storage medium in the form of a volatile and / or non-volatile memory such as a ROM memory and a RAM memory. A basic input-output system (BIOS), containing the basic routines that help to transfer information between the elements of the computer unit, e.g., during startup, is usually stored in the ROM. The RAM generally contains data and / or program modules that are immediately accessible to and / or currently executed by a processing unit. As an example, and not a limitation, the computer unit includes an operating system, application programs, other program modules, and program data. The components illustrated in the memory can also be included in the removable / non-removable, volatile / non-volatile computer storage medium or they can be implemented in the computer unit through an application program interface ( "API") or a computer cloud, which may be on a separate computer unit through a computer system or network. As an example only, a hard disk can be read from or saved from a non-volatile, non-removable magnetic medium, or an optical hard disk can be read from a removable optical disk , non-volatile, or recorded therefrom, such as a CD-ROM or other optical medium. Other 3032047 removable / non-removable, volatile / non-volatile computer storage media that may be used in an exemplary operating environment may include, without limitation, magnetic tape cassettes, flash memory cards, and the like. , digital versatile discs, digital video tapes, semiconductor RAMs, semiconductor ROMs, etc. The disks and their associated associated computer storage media permit the storage of computer readable instructions, data structures, program modules and other data for the computer unit. A customer can enter a command and information in the computer unit through a client interface, which can be input devices such as a keyboard 10 and a pointing device, generally called a mouse, a ball of command or a touchpad. The input devices may include a microphone, a joystick, a satellite disk, a scanner, etc. These devices and other input devices are often connected to the processing unit through the client interface that is coupled to a bus system, but can be connected by other interfaces or bus structures, such as a parallel port or a USB bus. [0057] A monitor or other type of display device may be connected to the system bus through an interface, such as a video interface. A graphical user interface (GUI) may also be used with the video interface to receive instructions from the client interface and to transmit these instructions to the processing unit. In addition to the monitor, computers may also include other peripheral output devices such as speakers and printers, which may be connected through a peripheral output interface. Even if other internal components of the computer unit are not illustrated, it will be understood by those skilled in the art that such components and their interconnection 3032047 22 are well known. Although the present disclosure has been described in connection with the presently preferred embodiments, it will be understood by one of ordinary skill in the art that these are not intended to limit disclosure to these embodiments. It is therefore contemplated that various alternative embodiments and modifications may be made to the disclosed embodiments without departing from the spirit and scope of the disclosure defined by the appended claims and the equivalents thereof. this.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of simulating the effects of a syntactic foam on the accumulation of annular pressure during expansion of the annular fluid in a wellbore, which comprises: a) calculating one of a volume change resilient foam in a region of a tubing string ring and a crushed foam volume change in the ring region of the casing string; b) calculating an adjusted change in casing volume for the region in the tubing string ring using i) one of the change in volume of the resilient foam and the change in volume of the crushed foam; and ii) a change in casing volume; c) calculating an adjusted accumulation of annular pressure for the region in the casing string ring using i) a change in fluid volume; and ii) one of a casing volume change and the adjusted casing volume change; d) repeating steps a) - c) for each region in the ring of the casing string; e) repeating steps a) - d) for each ring in a combined casing string; and repeating steps a) - e) using a computer processor until an overall balance of pressure is obtained in the combined casing string.

2. The method of claim 1, wherein the change in volume of the elastic foam is calculated by: in / foam = V foam * [S2-S1 o and * (T2-T1)] S2-Si = c * (P2-Pi ). where V ',,,,', ',' represents a volume of foam installed for the region in the ring of the casing string, aT, c are properties of the foam, T1, P1 are the initial temperature and pressure for the region in the ring of the casing string, T2 is a final temperature for the region in the ring of the casing string and P2 is a fluidized pressure for the region in the ring of the casing string.

3. The method of claim 1, wherein the change in volume of the crushed foam is calculated by: dVmousse = Vmousse * [Se-S1) 4T2-T1) + 6 * c * (P2-CP (T2))] c * P1 where Vmousse represents a volume of foam installed for the region in the ring of the casing string, UT, c, Sc are foam properties, T1, P1 are the initial temperature and pressure for the region in the ring of the casing string, T2 is a final temperature for the region in the ring of the casing string and P2 is a fluidized pressure for the region in the ring of the casing string and CP is the crushing pressure of the foam.

4. The method of claim 1, wherein the casing volume change is calculated by: ilVtubage = LIVcas, T + AVcas, AVcas, T = f (CTE, T1, T2) AVcas, B = f (E, P2, Pi) where CTE, E are properties of the casing material, Ti, P1 are the initial temperature and pressure for the region in the ring of the casing string, T2 is a final temperature for the region in the casing, tubing string ring and P2 is a fluidized fluid pressure for the region in the ring of the tubing string.

The method of claim 1, wherein the fluid volume change is calculated by: dVr = Vr * [P (131, T1) / P (P2, T2) -1] where V tests a volume of fluid for the region in the ring of the casing string, Ti, PI are the initial temperature and pressure for the region in the ring of the casing string, T2 is a final temperature for the region in the ring of the column of casing and P2 is an up-to-date fluid pressure for the region in the ring of the casing string. 3032047 26

The method of claim 1, wherein the overall equilibrium of the pressure is obtained when a difference between a last adjusted accumulation of the annular pressure and a last-to-last adjusted accumulation of the annular pressure is around zero.

The method of claim 1, wherein the overall equilibrium of the pressure is obtained i) when a difference between the calculated calculated ring pressure buildup with each iteration of step c) converges to zero; and ii) all forces applied to the combined casing string are balanced.

A non-transient program support apparatus tangibly carrying computer executable instructions for executing a method according to any one of claims 1 to 7.