Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia
Purpose. The purpose of the article is to describe the method of casing wells for oil and gas in the Slovak Republic. Methods. Apparently there is no general method or procedure that gives the optimal location. This article is an attempt to define this optimum casing seat location. The potential ben...
Saved in:
| Published in: | Розробка родовищ |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133571 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia / Ja. Pinka, O. Vytyaz // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 37-43. — Бібліогр.: 11 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860027888148938752 |
|---|---|
| author | Pinka, Ja. Vytyaz, O. |
| author_facet | Pinka, Ja. Vytyaz, O. |
| citation_txt | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia / Ja. Pinka, O. Vytyaz // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 37-43. — Бібліогр.: 11 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Розробка родовищ |
| description | Purpose. The purpose of the article is to describe the method of casing wells for oil and gas in the Slovak Republic. Methods. Apparently there is no general method or procedure that gives the optimal location. This article is an attempt to define this optimum casing seat location. The potential benefits will improve safety and economy of the operation. The methods of predicting fracture gradients for deeper wells already exist. In this article, a method of predicting fracture gradients for shallow well has been derived. This method is combined with kick tolerance criteria to obtain a casing depth selection method. Also, the variation in fracture pressures at any depth has been investigated. Findings. The two major factors determine the depth of the casing shoe, that is, the fracture pressure and the pore pressure. A third factor is the lithology, because it is desirable to place the casing shoe in a competent shale section. Practical implications of this method is applicable in casing designing in deep hole drilling. Originality. Originality of this method lies in the fact that in this process casing wells is achieved only essential as necessary length-casing with respect to all safety and strength parameters. Practical implications. This interpretation provides the basis for vital decisions, such as selection of depths for casing setting, the maximum permissible values of mud density, method of drilling and the tightness verification of cement and cementation work. Incorrect estimates can result not only in a increase the cost of the wellbores, but also can cause potentially hazardous situations, such as lost circulation of drilling fluid, problems with managing the boreholes, borehole stability problems and also blowouts.
Мета. Метою даної статті є опис методу обсадження нафтових і газових свердловин у Словацькій Республіці. Методика. Мабуть немає загального методу або процедури, за допомогою яких можна визначати оптимальне місце розташування свердловин. Дана стаття є спробою визначити оптимальне розташування башмака обсадної колони. Потенційні вигоди дозволять підвищити безпеку та економічність експлуатації. Методи прогнозування градієнтів руйнування для більш глибоких свердловин вже існують. У статті описаний метод прогнозування градієнтів руйнування для неглибоких свердловин. Даний метод поєднується з критерієм опору породи руйнуванню, щоб отримати метод вибору глибини встановлення обсадної колони. Крім того, було досліджено зміну тисків руйнування на різних глибинах. Результати. Два основні чинники визначають глибину встановлення башмака обсадної колони, тобто тиск руйнування і поровий тиск. Третім фактором є літологія, оскільки бажано розмістити башмак обсадної колони у відповідному інтервалі сланцю. Практичне значення полягає у застосуванні цього методу при проектуванні обсадної колони в глибоких свердловинах. Наукова новизна. Унікальність даного методу полягає в тому, що в процесі обсадження свердловин важливе значення має визначення необхідної довжини обсадної труби з урахуванням всіх параметрів безпеки й міцності. Практична значимість. Дана інтерпретація є основою для прийняття важливих рішень, таких як вибір глибини встановлення обсадної колони, гранично допустимих значень густини бурового розчину, способів буріння, контролю герметичності цементування та тампонажних робіт. Неправильна оцінка може призвести не тільки до збільшення вартості спорудження свердловини, але й до потенційно небезпечних ситуацій, таких як втрата циркуляції бурового розчину, проблеми з управлінням поглиблення свердловин, проблеми стійкості стовбура свердловини, а також викиди.
Цель. Целью данной статьи является описание метода обсадки нефтяных и газовых скважин в Словацкой Республике. Методика. Пожалуй, нет общего метода или процедуры, с помощью которых можно определять оптимальное месторасположение скважин. Эта статья является попыткой определить оптимальное расположение башмака обсадной колонны. Потенциальные выгоды позволят повысить безопасность и экономичность эксплуатации. Методы прогнозирования градиентов разрушения для более глубоких скважин уже существуют. В данной статье описан метод прогнозирования градиентов разрушения для неглубоких скважин. Этот метод сочетается с критерием сопротивления породы разрушению, чтобы получить метод выбора глубины установки обсадной колонны. Кроме того, было исследовано изменение давления разрушения на разных глубинах. Результаты. Два основных фактора определяют глубину установки башмака обсадной колонны, то есть давление разрушения и поровое давление. Третьим фактором является литология, поскольку желательно разместить башмак обсадной колонны в соответствующем интервале сланца. Практическое значение состоит в применении этого метода при проектировании обсадной колонны в глубоких скважинах. Научная новизна. Уникальность данного метода заключается в том, что в процессе обсадки скважин важное значение имеет определение необходимой длины обсадной трубы с учетом всех параметров безопасности и прочности. Практическая значимость. Данная интерпретация является основой для принятия важных решений, таких как выбор глубины установки обсадной колонны, предельно допустимых значений плотности бурового раствора, способов бурения, контроля герметичности цементирования и тампонажных работ. Неправильная оценка может привести не только к увеличению стоимости строительства скважины, но и к потенциально опасным ситуациям, таким как потеря циркуляции бурового раствора, проблемы с управлением углубления скважин, проблемы устойчивости ствола скважины, а также выбросы.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:51:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
Founded in
1900
National Mining
University
Mining of Mineral Deposits
ISSN 2415-3443 (Online) | ISSN 2415-3435 (Print)
Journal homepage http://mining.in.ua
Volume 10 (2016), Issue 4, pp. 37-43
37
UDC 622.245.12 https://doi.org/10.15407/mining10.04.037
EFFECT OF FRACTURE PRESSURES ON THE SELECTION
OF DEPTHS FOR CASING SETTING IN SLOVAKIA
Ja. Pinka1, O. Vytyaz2*
1Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Technical University of Košice, Košice, Slovakia
2Institute of Petroleum Engineering, Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine
*Corresponding author: e-mail o.vytyaz@gmail.com, tel. +380342727182, fax: +380342242139
ВПЛИВ ТИСКУ ГІДРАВЛІЧНОГО РОЗРИВУ ПЛАСТА
НА ВИБІР ГЛИБИНИ СПУСКУ ОБСАДНОЇ КОЛОНИ В СЛОВАЧЧИНІ
Я. Пінка1, О. Витязь2*
1Факультет гірництва, екології, управління технологічними процесами та геотехніки, Технічний університет Кошице,
Кошице, Словаччина
2Інститут нафтогазової інженерії, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ,
Україна
*Відповідальний автор: e-mail o.vytyaz@gmail.com, тел. +380342727182, факс: +380342242139
ABSTRACT
Purpose. The purpose of the article is to describe the method of casing wells for oil and gas in the Slovak Republic.
Methods. Apparently there is no general method or procedure that gives the optimal location. This article is an at-
tempt to define this optimum casing seat location. The potential benefits will improve safety and economy of the
operation. The methods of predicting fracture gradients for deeper wells already exist. In this article, a method of
predicting fracture gradients for shallow well has been derived. This method is combined with kick tolerance criteria
to obtain a casing depth selection method. Also, the variation in fracture pressures at any depth has been investigated.
Findings. The two major factors determine the depth of the casing shoe, that is, the fracture pressure and the pore
pressure. A third factor is the lithology, because it is desirable to place the casing shoe in a competent shale section.
Practical implications of this method is applicable in casing designing in deep hole drilling.
Originality. Originality of this method lies in the fact that in this process casing wells is achieved only essential as
necessary length-casing with respect to all safety and strength parameters.
Practical implications. This interpretation provides the basis for vital decisions, such as selection of depths for cas-
ing setting, the maximum permissible values of mud density, method of drilling and the tightness verification of
cement and cementation work. Incorrect estimates can result not only in a increase the cost of the wellbores, but also
can cause potentially hazardous situations, such as lost circulation of drilling fluid, problems with managing the
boreholes, borehole stability problems and also blowouts.
Keywords: casing strings, fracture pressure, pore pressure, fracture gradients, deep hole drilling
1. INTRODUCTION
The processes of well drilling are carried out in rocks
formation with different lithological composition, physi-
cal and mechanical properties, the degree of saturation
and the fluid type. These rocks lie in layers with pressures
that are lower than normal pressure or in layers with
anomalous pressure (Long, 1996). Sedimentary rocks –
the common rock types in drilling for hydrocarbons – are
usually unstable, either by pressure of overburden or by
treatment with drilling fluid (Güyagüler, 1991).
The primary stage of well design is determination of
the borehole structure, that is to say determination of the
number of casing strings, casing depths, diameters of
drill bits and conditions of the cementation (Gil, &
Roegiers, 2002; Ovchynnikov, Ganushevych, & Sai,
2013). Thus, the selection of the borehole structure is
related to drilling conditions, the level of the equipment
and technologies used in drilling, the possibility of quick
and smooth disposal of difficulties and accidents, but
also the borehole structure must meet the desired objec-
tives and be economical. For this purpose, it is necessary
to determine the maximum of geological and other data,
at least two, namely: formation pressure (pore pressure)
and fracture pressure depending on the depth. In addi-
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
38
tion to the basis of program for casing, both parameters
are important for cementation and subsequently for
stimulation during the extraction (Xia, Wang, Wang, &
Zhao, 2013).
The condition for the successful drilling is that the
density of drilling fluid and also the hydrostatic pressure
are slightly higher than the formation pressure. This
condition can be very clearly documented via the de-
pendence of the equivalent density or the density of drill-
ing fluid on the wellbore depth, expressed graphically in
Figure 1.
Figure 1. The relationship between the wellbore depth H (m)
and the equivalent density of drilling fluid QE (kg/m3)
We can move in the workspace which is to the right of
the indicated curve that limits the possibility of blowout.
The working surface is also bounded on the other side by
the fracture pressure equivalent density curve with the
wellbore depth that may cause loss of drilling fluid.
2. FRACTURE PRESSURE
The fracture pressure limits the upper bound of the
pressures in the borehole. Rocks resistance to leakage of
fluid in the open borehole is a function of the rock
strength, its lithology, the geological age, the borehole
depth and the overall state of in-situ stresses within the
rock mass. Our aim in this article is to determine the
natural state of stresses by artificially increasing the local
stresses and subsequently to observe the changes that
will occur. This method is used in determining fracture
pressures below the casing shoe. The overall state of
stresses in rocks is characterized by three principal
stresses, which are unequal in value.
The fracture pressure must be approximately equal to
the smallest value of these three stresses. The leak-off
test pressures are shown in Figure 2.
Figure 2. Schematic representation of pressure during leak-
off test depending on the pumping volume (pump-
ing time)
Detection of fracture pressures is an important tech-
nological operation and the procedure to determine frac-
ture pressures is prescribed in the operating rules
(Zeman, Pinka, Klempa, & Struna, 2014; Zeman, Pinka,
Klempa, & Struna, 2014; Zisťovanie štiepnych…, 2010).
The design process does not require specific borehole
data, because for approximate determination of fracture
pressure values one of the recommended methods, e.g.
Hubbert and Willis method, Matthews and Kelly method
or Eaton’s method is used (Švrček, 2014; Samudra,
2011; Strnište & Šmolík, 1992).
3. THE PRINCIPLE OF DESIGN SETTING
DEPTH OF CASING STRINGS
The method for determining the casing depth of cas-
ing strings is explained in graphic record of the formation
and fracture pressure trends with wellbore depth (Fig. 3).
For simplification, it is assumed that the hydrostatic
pressure of drilling fluid is equal to the formation pres-
sure. The planned borehole should be cased to the depth
H1, using the production casing string. It is possible to
allow drilling at the indicated depth, provided that the
drilling fluid has a minimum density ρ1,2, to eliminate the
formation pressure effect at that depth. This drilling fluid
density allows drilling at depths greater that H2,3, because
at depths less than H2,3, without casing the intermediate
casing string there is a possibility of fracturing the rocks.
As drilling progresses from top to bottom, the drilling
fluid density at depths H2,3 can be equal to the max value
ρ3,4. As before ρ3,4 density is determined by the depth of
further intermediate casing string H4,5. From this proce-
dure it also follows a principle method for determining
the borehole structure – casing program, as shown in
Figure 3. The correct choice of designing the casing
setting, depending on the borehole depth with equivalent
drilling fluid density should thus be placed on the area
between the formation pressure (pore pressure) curve and
the fracture pressures curve (Fig. 3).
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
39
Figure 3. Method for determining the casing depth of casing
strings
Therefore, it is more correct and precise to say – be-
tween the safety margins of fracture pressure and pore
pressure (Fig. 4).
Figure 4. The selection of depth for casing setting should
proceed from bottom to top (gradually through the
points: a – production casing; b – intermediate cas-
ing; c – surface casing; d – conductor casing); thus,
between the pore pressure curve (formation pressure
+ margin of formation pressure) and the fracture
pressures curve (+ margin of fracture pressure)
On the right of the figure, after exceeding the fracture
pressure values there is the risk of losing circulation of
the drilling fluid. Also, in case of lower well pressure
(e.g. low density of drilling fluid) than the pore pressure
(on the left), there is the risk of blowouts/kicks (Fig. 5).
4. THE DETERMINATION OF FRACTURE
PRESSURES OF THE VIENNA BASIN
The Slovak Republic’s natural gas is located and also
extracted in two regions, i.e. in the Vienna Basin area
and in the East Slovakian Neogene Basin, where the
geological exploration is currently taking place. In both
areas, the fracture pressure values of some wells have
been calculated and observed, as well as, the casing
depth depending on equivalent mud density. The values
of the Vienna Basin wells are listed in Table 1 and the
graphical representations of cased boreholes are shown in
Figures 6 – 9.
Figure 5. The suitability of depth for casing setting (marked
with a green line)
Figure 6. The graph of fracture pressure gradient in the
Vienna Basin
Figure 7. The selection of depths for casing setting of gas
deposit Kúty
Density, kg/m3
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
40
Table 1. The calculated values (observed values) of fracture pressures in the Vienna Basin wells
The name of
the borehole
Depth of casing
shoe (H)
Density of
drilling fluid
(ρkvap)
Fracture pressure
below the casing
shoe (Pš)
Injection pres-
sure at top of the
borehole (Pi)
Fracture
pressure
gradient
Equivalent
mud density
(Δρmax. d)
m kg/m3 MPa MPa kPa/m kg/m3
Malacky Z 102 155.98 1120 3.108 1.440 19.926 2031
Suchohrad 64 197.52 1150 3.771 1.650 19.092 1946
Jakubov 70 298.88 1130 6.287 3.141 21.035 2144
Jakubov 73 300.07 1125 6.410 3.167 21.362 2178
Jakubov 71 302.02 1120 6.802 3.610 22.522 2296
Jakubov 72 305.11 1110 7.181 4.000 23.536 2399
Jakubov 67 350.42 1130 7.504 3.700 21.414 2183
Jakubov 66 351.33 1130 7.524 3.500 21.416 2183
Jakubov 69 354.41 1130 8.287 4.550 23.383 2384
Gajary 148 354.52 1145 7.022 3.130 19.807 2019
Suchohrad 66 354.70 1120 7.287 3.543 20.544 2094
Gajary 134 375.02 1120 8.711 4.665 23.228 2368
Gajary 133 375.06 1130 7.587 3.500 20.229 2062
Gajary 132 384.98 1150 9.338 4.800 24.256 2473
Gajary 136 388.00 1140 8.884 4.600 22.897 2334
Gajary 139 388.48 1120 8.075 3.896 20.786 2119
Záhorská Ves 5 391.98 1100 8.452 4.380 21.562 2198
Vysoká 37 398.51 1080 8.439 4.387 21.176 2159
Dúbrava 52 399.44 1125 8.549 4.327 21.402 2182
Dúbrava 50 399.87 1140 10.689 6.330 26.731 2725
Záhorská Ves 3 400.00 1140 7.667 3.310 19.168 1954
Vysoká 36 400.05 1100 8.829 4.600 22.070 2250
Jakubov 65 430.00 1165 9.194 4.300 21.381 2180
Láb 134 450.07 1120 7.825 3.100 17.386 1772
Gajary 147 458.50 1120 11.940 6.500 26.041 2655
Jakubov 68 461.19 1120 10.650 5.860 23.092 2354
Závod 95 498.44 1120 10.398 4.510 20.861 2127
Gajary 148 647.43 1085 12.724 5.840 18.866 1923
Jakubov 73 689.83 1115 12.171 4.938 17.643 1799
Malacky Z 102 699.86 1080 12.825 5.714 18.325 1868
Suchohrad 64 746.50 1115 14.337 6.633 19.206 1958
Gajary 136 791.72 1110 16.535 8.200 20.885 2129
Gajary 131 791.98 1115 13.154 4.850 16.609 1693
Gajary 133 793.44 1080 15.230 7.200 19.195 1957
Gajary 134 816.98 1090 13.795 5.683 16.885 1721
Gajary 139 818.02 1065 16.272 8.000 19.892 2028
The formation pressures trend is slightly over-
hydrostatic (Fig. 8). The formation pressure gradient of
the Šaštín sands is the single case, where this gradient is
in the range of 1.6 SG. Below this interval, once again
the formation pressure is slightly over-hydrostatic.
Determination of depths for casing setting according
to this graphical method is not clear and the selection of
casing setting depths is based on drilling parameters
(length of open hole interval without casing).
5. DETERMINATION OF FRACTURE
PRESSURES OF THE EAST SLOVAKIAN
NEOGENE BASIN
Also, the fracture pressure values of some wells in
this area have been calculated and observed, as well as
the casing depths of casing strings depending on the
equivalent mud density and accordingly, the values for
the East Slovakian Neogene Basin wells. The calculated
values are listed in Table 2 and the graphical representa-
tions of cased boreholes are in Figures 10 and 11.
Figure 8. The selection of depths for casing setting of gas
deposit Závod
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
41
Figure 9. Pressure conditions in the wellbore of gas deposit
Závod
Figure 10. The graph of fracture pressure gradient of the
East Slovakian Neogene Basin
6. CONCLUSIONS
Geological exploration for oil and gas is increasingly
transferred to more challenging geological areas and
environments. Therefore, the knowledge of pressure
conditions during drilling operation is becoming a more
and more important factor. Also, the knowledge and
understanding of the principal stresses in wellbore are
essential to wellbore stability problems. It is possible to
obtain information about principal stresses during drill-
ing by carrying out tightness tests of rock mass.
Figure 11. The selection of depths for casing setting of gas
deposit Pavlovce
These pressure testing systems – mainly Leak-Off
Test (LOT) and Extended Leak-Off Test (ELOT) – have
been carried out in the oil and gas industry for several
decades. The obtained data are used to evaluate the pres-
sure or strengths of rock mass to verify the quality of
cementation and also to estimate the magnitudes of prin-
ciple stresses.
This interpretation provides the basis for vital deci-
sions such as selection of depths for casing setting the
maximum permissible values of mud density method
of drilling and the tightness verification of cement and
cementation work. Incorrect estimates can result not
only in an increasing cost of wellbores but also can
cause potentially hazardous situations such as lost
circulation of drilling fluid, problems with managing
the boreholes, borehole stability problems and also
blowouts.
Therefore, the proper identification of principal
stresses of wellbore will lead to reduction of non-
productive time as well as the cost-reduction in drilling
operations and consequently to greater operational safety.
Acquisition of fracture pressures in wellbores appears to
be economically savvy (the fracture pressures tests below
the casing shoe are not required) particularly in the case
when geological exploration is already carried out in the
known geological area where the drilling activities were
previously conducted. LOT (Leak-Off Test – The meth-
od for obtaining fracture pressures in wellbores) was also
carried out in this area in the past.
Numbers of measurement
The average value of fracture gradient
is 20.001 kPa/m
F
ra
ct
ur
e
pr
es
su
re
g
ra
di
en
t,
kP
a/
m
Density, kg/m3
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
42
Table 2. Fracture pressures calculated values of the East Slovakian Neogene Basin wells
The name of
the borehole
Depth of casing
shoe (H)
Density of
drilling fluid
(ρkvap)
Fracture pressure
below the casing
shoe (Pš)
Injection pres-
sure at top of the
borehole (Pi)
Fracture
pressure
gradient
Equivalent
mud density
(Δρmax. d)
m kg/m3 MPa MPa kPa/m kg/m3
Stretava 56 101.10 1210 2.035 0.810 20.129 2052
Zemplínska
Široká 3
124.83 1180 2.970 1.500 23.792 2426
Bánovce 37 299.54 1110 6.077 2.960 20.288 2068
Pozdišovce 15 301.00 1180 6.653 3.200 22.103 2253
Michalovce 2 305.75 1150 6.666 3.380 21.802 2223
Moravany 1 309.61 1140 8.473 5.180 27.367 2790
Vrbnica 1 354.00 1180 7.094 3.110 20.040 2043
Vrbnica 2 361.00 1130 7.460 3.650 20.665 2107
Zemplínska
Široká 1
393.36 1180 6.934 2.500 17.628 1797
Palín 1 398.50 1180 7.649 3.200 19.194 1957
Zemplínska
Široká 6
437.74 1100 8.206 3.500 18.746 1911
Zemplínska
Široká 2
448.15 1180 8.099 3.100 18.072 1842
Zemplínska
Široká 4
449.33 1180 8.642 3.600 19.233 1961
Pavlovce 4 502.50 1180 7.458 3.600 14.842 1513
Sliepkovce 3 552.82 1190 10.216 4.000 18.480 1884
Stretava 56 800.00 1200 14.582 5.380 18.228 1858
Pozdišovce 15 1001.82 1150 22.194 11.300 22.154 2259
Zemplínska
Široká 3
1006.59 1180 20.823 9.600 20.687 2109
Pavlovce 4 1712.00 1200 28.356 unknown 16.563 1688
ACKNOWLEDGEMENTS
This article and the research results so far have not
been and are not subject to the grant of research solu-
tions. Research in this area has not yet been supported
financially. Technical paper is the result of the research
cooperation between BERG Faculty of Technical Uni-
versity in Košice Slovakia and the Institute of Petrole-
um Engineering of Ivano-Frankivsk National Technical
University of Oil and Gas.
REFERENCES
Gil, I., & Roegiers, J.-C. (2002). Borehole Design: Stability Con-
siderations. In SPE/ISRM Rock Mechanics Conference
(pp. 242-250). Irving, Texas: Society of Petroleum Engineers.
https://doi.org/10.2118/78182-ms
Güyagüler, T. (1991). Size Distribution of Airborne Dust
Produced by the Drilling Process. Mining Science and
Technology, 13(3), 389-394.
https://doi.org/10.1016/0167-9031(91)90774-7
Long, W. (1996). The Functions of Lubricating Drilling Fluids
in Synthetic Diamond Drilling. Transactions of Nonferrous
Metals Society of China (English Edition), (6).
Ovchynnikov, M., Ganushevych, K., & Sai, K. (2013). Method-
ology of Gas Hydrates Formation from Gaseous Mixtures of
Various Compositions. Mining of Mineral Deposits, 203-205.
https://doi.org/10.1201/b16354-37
Samudra, A.B. (2011). Fracture Pressure. Houston, Texas:
Halliburton.
Strnište, K., & Šmolík, S. (1992). Hlbinné vrtanie. Brastislava:
Alfa.
Švrček, M. Zisťovanie a vyhodnocovanie únikových štiepnych
tlakov v pôsobnosti Nafta a.s. (2014). Diplomová práca. F
BERG TU Košice.
Xia, Y.X., Wang, H.B., Wang, D., & Zhao, W.X. (2013). The
Influence Factors and Enhancement Measures of the Quali-
ty of Well Cementation in the Hai-La-Er Area. Applied
Mechanics and Materials, (275-277), 1575-1577.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.275-277.1575
Zeman, V., Pinka, J., Klempa, M., & Struna, J. (2014).
Technika a technológie vrtných prací – I. díl Technika pro
provádění vrtných prací. Ostrava: Marionetti Press.
Zeman, V., Pinka, J., Klempa, M., & Struna, J. (2014).
Technika a technologie vrtných prací – II. díl Základy
technologie vrtných prací. Ostrava: Marionetti Press.
Zisťovanie štiepnych únikových tlakov vo vrte. NAFTA a.s.
(2010). Prevádzkový predpis.
ABSTRACT (IN UKRAINIAN)
Мета. Метою даної статті є опис методу обсадження нафтових і газових свердловин у Словацькій Республіці.
Методика. Мабуть немає загального методу або процедури, за допомогою яких можна визначати оптималь-
не місце розташування свердловин. Дана стаття є спробою визначити оптимальне розташування башмака обса-
дної колони. Потенційні вигоди дозволять підвищити безпеку та економічність експлуатації. Методи прогнозу-
вання градієнтів руйнування для більш глибоких свердловин вже існують. У статті описаний метод прогнозу-
вання градієнтів руйнування для неглибоких свердловин. Даний метод поєднується з критерієм опору породи
руйнуванню, щоб отримати метод вибору глибини встановлення обсадної колони. Крім того, було досліджено
зміну тисків руйнування на різних глибинах.
Ja. Pinka, O. Vytyaz. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 37-43
43
Результати. Два основні чинники визначають глибину встановлення башмака обсадної колони, тобто тиск
руйнування і поровий тиск. Третім фактором є літологія, оскільки бажано розмістити башмак обсадної колони у
відповідному інтервалі сланцю. Практичне значення полягає у застосуванні цього методу при проектуванні
обсадної колони в глибоких свердловинах.
Наукова новизна. Унікальність даного методу полягає в тому, що в процесі обсадження свердловин важливе
значення має визначення необхідної довжини обсадної труби з урахуванням всіх параметрів безпеки й міцності.
Практична значимість. Дана інтерпретація є основою для прийняття важливих рішень, таких як вибір гли-
бини встановлення обсадної колони, гранично допустимих значень густини бурового розчину, способів бурін-
ня, контролю герметичності цементування та тампонажних робіт. Неправильна оцінка може призвести не тіль-
ки до збільшення вартості спорудження свердловини, але й до потенційно небезпечних ситуацій, таких як втра-
та циркуляції бурового розчину, проблеми з управлінням поглиблення свердловин, проблеми стійкості стовбу-
ра свердловини, а також викиди.
Ключові слова: обсадна колона, тиск руйнування, поровий тиск, градієнт руйнування, буріння глибоких
свердловин
ABSTRACT (IN RUSSIAN)
Цель. Целью данной статьи является описание метода обсадки нефтяных и газовых скважин в Словацкой
Республике.
Методика. Пожалуй, нет общего метода или процедуры, с помощью которых можно определять оптималь-
ное месторасположение скважин. Эта статья является попыткой определить оптимальное расположение баш-
мака обсадной колонны. Потенциальные выгоды позволят повысить безопасность и экономичность эксплуата-
ции. Методы прогнозирования градиентов разрушения для более глубоких скважин уже существуют. В данной
статье описан метод прогнозирования градиентов разрушения для неглубоких скважин. Этот метод сочетается
с критерием сопротивления породы разрушению, чтобы получить метод выбора глубины установки обсадной
колонны. Кроме того, было исследовано изменение давления разрушения на разных глубинах.
Результаты. Два основных фактора определяют глубину установки башмака обсадной колонны, то есть
давление разрушения и поровое давление. Третьим фактором является литология, поскольку желательно разме-
стить башмак обсадной колонны в соответствующем интервале сланца. Практическое значение состоит в при-
менении этого метода при проектировании обсадной колонны в глубоких скважинах.
Научная новизна. Уникальность данного метода заключается в том, что в процессе обсадки скважин важ-
ное значение имеет определение необходимой длины обсадной трубы с учетом всех параметров безопасности и
прочности.
Практическая значимость. Данная интерпретация является основой для принятия важных решений, таких
как выбор глубины установки обсадной колонны, предельно допустимых значений плотности бурового раство-
ра, способов бурения, контроля герметичности цементирования и тампонажных работ. Неправильная оценка
может привести не только к увеличению стоимости строительства скважины, но и к потенциально опасным
ситуациям, таким как потеря циркуляции бурового раствора, проблемы с управлением углубления скважин,
проблемы устойчивости ствола скважины, а также выбросы.
Ключевые слова: обсадная колонна, давление разрушения, поровое давление, градиент разрушения, бурение
глубоких скважин
ARTICLE INFO
Received: 12 September 2016
Accepted: 25 October 2016
Available online: 30 December 2016
ABOUT AUTHORS
Ján Pinka, Doctor of Philosophy, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Technical Universi-
ty of Košice, 9 Letná Ave., 04200, Košice, Slovakia. E-mail: bfdek@ccsun.tuke.sk
Oleg Vytyaz, Candidate of Technical Sciences, Director of the Institute of Petroleum Engineering, Ivano-Frankivsk
National Technical University of Oil and Gas, 15 Karpatska Ave., 0-524, 76019, Ivano-Frankivsk, Ukraine. E-mail:
o.vytyaz@gmail.com
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-133571 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2415-3435 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T16:51:07Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Pinka, Ja. Vytyaz, O. 2018-06-01T18:07:12Z 2018-06-01T18:07:12Z 2016 Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia / Ja. Pinka, O. Vytyaz // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 37-43. — Бібліогр.: 11 назв. — англ. 2415-3435 DOI: doi.org/10.15407/mining10.04.037 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133571 622.245.12 Purpose. The purpose of the article is to describe the method of casing wells for oil and gas in the Slovak Republic. Methods. Apparently there is no general method or procedure that gives the optimal location. This article is an attempt to define this optimum casing seat location. The potential benefits will improve safety and economy of the operation. The methods of predicting fracture gradients for deeper wells already exist. In this article, a method of predicting fracture gradients for shallow well has been derived. This method is combined with kick tolerance criteria to obtain a casing depth selection method. Also, the variation in fracture pressures at any depth has been investigated. Findings. The two major factors determine the depth of the casing shoe, that is, the fracture pressure and the pore pressure. A third factor is the lithology, because it is desirable to place the casing shoe in a competent shale section. Practical implications of this method is applicable in casing designing in deep hole drilling. Originality. Originality of this method lies in the fact that in this process casing wells is achieved only essential as necessary length-casing with respect to all safety and strength parameters. Practical implications. This interpretation provides the basis for vital decisions, such as selection of depths for casing setting, the maximum permissible values of mud density, method of drilling and the tightness verification of cement and cementation work. Incorrect estimates can result not only in a increase the cost of the wellbores, but also can cause potentially hazardous situations, such as lost circulation of drilling fluid, problems with managing the boreholes, borehole stability problems and also blowouts. Мета. Метою даної статті є опис методу обсадження нафтових і газових свердловин у Словацькій Республіці. Методика. Мабуть немає загального методу або процедури, за допомогою яких можна визначати оптимальне місце розташування свердловин. Дана стаття є спробою визначити оптимальне розташування башмака обсадної колони. Потенційні вигоди дозволять підвищити безпеку та економічність експлуатації. Методи прогнозування градієнтів руйнування для більш глибоких свердловин вже існують. У статті описаний метод прогнозування градієнтів руйнування для неглибоких свердловин. Даний метод поєднується з критерієм опору породи руйнуванню, щоб отримати метод вибору глибини встановлення обсадної колони. Крім того, було досліджено зміну тисків руйнування на різних глибинах. Результати. Два основні чинники визначають глибину встановлення башмака обсадної колони, тобто тиск руйнування і поровий тиск. Третім фактором є літологія, оскільки бажано розмістити башмак обсадної колони у відповідному інтервалі сланцю. Практичне значення полягає у застосуванні цього методу при проектуванні обсадної колони в глибоких свердловинах. Наукова новизна. Унікальність даного методу полягає в тому, що в процесі обсадження свердловин важливе значення має визначення необхідної довжини обсадної труби з урахуванням всіх параметрів безпеки й міцності. Практична значимість. Дана інтерпретація є основою для прийняття важливих рішень, таких як вибір глибини встановлення обсадної колони, гранично допустимих значень густини бурового розчину, способів буріння, контролю герметичності цементування та тампонажних робіт. Неправильна оцінка може призвести не тільки до збільшення вартості спорудження свердловини, але й до потенційно небезпечних ситуацій, таких як втрата циркуляції бурового розчину, проблеми з управлінням поглиблення свердловин, проблеми стійкості стовбура свердловини, а також викиди. Цель. Целью данной статьи является описание метода обсадки нефтяных и газовых скважин в Словацкой Республике. Методика. Пожалуй, нет общего метода или процедуры, с помощью которых можно определять оптимальное месторасположение скважин. Эта статья является попыткой определить оптимальное расположение башмака обсадной колонны. Потенциальные выгоды позволят повысить безопасность и экономичность эксплуатации. Методы прогнозирования градиентов разрушения для более глубоких скважин уже существуют. В данной статье описан метод прогнозирования градиентов разрушения для неглубоких скважин. Этот метод сочетается с критерием сопротивления породы разрушению, чтобы получить метод выбора глубины установки обсадной колонны. Кроме того, было исследовано изменение давления разрушения на разных глубинах. Результаты. Два основных фактора определяют глубину установки башмака обсадной колонны, то есть давление разрушения и поровое давление. Третьим фактором является литология, поскольку желательно разместить башмак обсадной колонны в соответствующем интервале сланца. Практическое значение состоит в применении этого метода при проектировании обсадной колонны в глубоких скважинах. Научная новизна. Уникальность данного метода заключается в том, что в процессе обсадки скважин важное значение имеет определение необходимой длины обсадной трубы с учетом всех параметров безопасности и прочности. Практическая значимость. Данная интерпретация является основой для принятия важных решений, таких как выбор глубины установки обсадной колонны, предельно допустимых значений плотности бурового раствора, способов бурения, контроля герметичности цементирования и тампонажных работ. Неправильная оценка может привести не только к увеличению стоимости строительства скважины, но и к потенциально опасным ситуациям, таким как потеря циркуляции бурового раствора, проблемы с управлением углубления скважин, проблемы устойчивости ствола скважины, а также выбросы. This article and the research results so far have not been and are not subject to the grant of research solutions. Research in this area has not yet been supported financially. Technical paper is the result of the research cooperation between BERG Faculty of Technical University in Košice Slovakia and the Institute of Petroleum Engineering of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas. en УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia Влияние давления гидравлического разрыва пласта на выбор глубины спуска обсадной колонны в Словакии Вплив тиску гідравлічного розриву пласта на вибір глибини спуску обсадної колони в Словаччині Article published earlier |
| spellingShingle | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia Pinka, Ja. Vytyaz, O. |
| title | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia |
| title_alt | Влияние давления гидравлического разрыва пласта на выбор глубины спуска обсадной колонны в Словакии Вплив тиску гідравлічного розриву пласта на вибір глибини спуску обсадної колони в Словаччині |
| title_full | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia |
| title_fullStr | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia |
| title_full_unstemmed | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia |
| title_short | Effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in Slovakia |
| title_sort | effect of fracture pressures on the selection of depths for casing setting in slovakia |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133571 |
| work_keys_str_mv | AT pinkaja effectoffracturepressuresontheselectionofdepthsforcasingsettinginslovakia AT vytyazo effectoffracturepressuresontheselectionofdepthsforcasingsettinginslovakia AT pinkaja vliâniedavleniâgidravličeskogorazryvaplastanavyborglubinyspuskaobsadnoikolonnyvslovakii AT vytyazo vliâniedavleniâgidravličeskogorazryvaplastanavyborglubinyspuskaobsadnoikolonnyvslovakii AT pinkaja vplivtiskugídravlíčnogorozrivuplastanavibírglibinispuskuobsadnoíkolonivslovaččiní AT vytyazo vplivtiskugídravlíčnogorozrivuplastanavibírglibinispuskuobsadnoíkolonivslovaččiní |