웰 컨트롤

웰컨트롤은 유정압력과 형성압력을 유지하기 위해 유정압력과 형성압력을 유지하기 위해 시추, 웰워크오버, 웰컴완성과 같은 석유와 가스작업에 사용되는 기법이다. 이 기법은 형성 유체의 압력, 표면 아래의 형성 강도, 그리고 그러한 압력을 예측 가능한 방식으로 상쇄하기 위한 케이스와 진흙 밀도의 사용을 포함한다.^[1] 압력 및 압력 관계를 이해하는 것은 잘 통제하는 데 중요하다.

석유 운항의 목적은 환경적인 영향을 끼치지 않고 안전하고 효율적인 방법으로 모든 작업을 완료하는 것이다. 이 목표는 항상 잘 제어해야 달성할 수 있다. 우물물이 발길질을 할 때 이를 감지하고 적절하고 신속한 조치를 취할 수 있는 숙련된 인력에 의한 배출을 방지하는 데는 압력 및 압력 관계의 이해가 중요하다.

유체 압력

유체는 흐르는 모든 물질이다; 예를 들어 석유, 물, 가스, 얼음은 모두 유체의 예다. 극도의 압력과 온도에서는 거의 모든 것이 유체의 역할을 한다. 유체는 압력을 가하며, 이 압력은 유체기둥의 밀도와 높이에서 나온다. 석유회사들은 일반적으로 갤런당(ppg) 또는 세제곱미터당 킬로그램(kg³/m) 단위로 밀도를 측정하고, 압력 측정은 제곱인치당 파운드(psi) 또는 바 또는 파스칼(Pa) 단위로 측정한다. 압력은 유체 밀도에 따라 증가한다. 알려진 밀도의 압력 액이 단위 길이당 가해지는 양을 알아내기 위해 압력 구배를 사용한다. 압력 구배는 밀도에 의한 깊이 단위당 압력 상승으로 정의되며, 대개 평방인치당 파운드 또는 미터당 막대 단위로 측정된다. 수학적으로 다음과 같이 표현된다.

$pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ u $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ a $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ u a u a $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ a i d $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ o n $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ $pressuregradient=fluiddensity*conversionfactor$ ${\display$ style $pressuregradient=incompensity*factor}$ .

밀도를 압력으로 변환하는 데 사용되는 변환 계수는 제국 시스템에서는 0.052이고 미터법 시스템에서는 0.0981이다.

정수압

수력(水力)은 물, 즉 압력을 행사하는 액체를 의미하며, 정적인 것은 움직이지 않거나 정지해 있는 것을 의미한다. 따라서 정수압은 유체기둥의 무게에 의해 생성되는 총 유체압력으로, 우물 안의 어떤 주어진 지점에 작용한다. 석유 및 가스 운영에서 는 다음과 같이 수학적으로 표현된다.

$[\displaystyle 정수압=압력gradient*truevertical deep}$

또는

$Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ d $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ t $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ e = $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ i d $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ o o o o o o $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ o o $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ o $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ e $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ t i $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ t h $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$ {\d d p t { $wisplaystrictyd$ color = $유체$ 밀도 $*conversionactor*tical$ diolutionalcolutionalentionalidical do $Hydrostaticpressure=fluiddensity*conversionfactor*trueverticaldepth$

진정한 수직 깊이는 우물이 지하에 도달하는 거리다. 측정된 깊이는 각진 부분 또는 수평 부분을 포함한 우물 길이입니다. X와 Y라는 두 개의 우물을 생각해 보아라. 웰 X의 측정 깊이는 9,800 ft, 실제 수직 깊이는 9,800 ft인 반면 웰 Y는 10,380 ft의 측정 깊이는 9,800 ft이다. 바닥 구멍의 정수압을 계산하기 위해서는 중력이 구멍 아래로 수직으로 작용(당기기)하기 때문에 진정한 수직 깊이가 사용된다.^[2]

형성 압력

형성 압력은 형성 암석의 모공 공간 내에 있는 유체의 압력이다. 이 압력은 곡물과 모공액 모두에 압력을 가하는 형성 위의 과부하(암층)의 무게에 의해 영향을 받을 수 있다. 알갱이는 고체 또는 암석 물질인 반면, 모공은 알갱이 사이의 공간이다. 모공액이 자유롭게 움직이거나 빠져나갈 수 있다면 알갱이들은 지지대의 일부를 잃고 함께 더 가까이 이동하게 된다. 이 과정을 통합이라고 한다.^[3] 모공 압력의 크기에 따라 정상, 이상 또는 이하 정상으로 기술된다.^[4]^[5]

정상

정상적인 모공 압력 또는 형성 압력은 표면에서 표면 형성으로 확장되는 형성 유체의 정수압과 동일하다. 즉, 구조물을 개방하여 길이와 형성 깊이가 같은 기둥을 채울 수 있게 하면 기둥 하단의 압력은 형성 압력과 비슷하고 표면의 압력은 0과 같다는 것이다. 정상적인 모공 압력은 일정하지 않다. 그것의 크기는 용해된 소금, 유체의 종류, 존재하는 기체, 온도 구배에 따라 다양하다.

이 과정에서 모공액이 손실되지 않도록 방지하면서 통상적으로 압력을 받는 형성이 표면 쪽으로 상승하면 정상 압력(더 깊은 깊이)에서 비정상 압력(하층 깊이)으로 변한다. 이 경우, 그리고 나서 한 번의 드릴로 형성을 할 때, 제어를 위해 최대 20ppg(2397 kg/m ³)의 진흙 중량이 필요할 수 있다. 이 과정은 전세계에서 얕고 비정상적으로 압박을 받는 많은 지역을 차지한다. 단층이 존재하는 지역에서는 염층이나 돔이 예측되거나 과도한 지열 그라데이션이 알려진 지역에서는 드릴링 작업이 비정상적인 압력에 직면할 수 있다.

비정상적

비정상적인 모공 압력은 모공 공간을 점유하고 있는 형성액의 정수압보다 큰 모공압력으로 정의된다. 그것은 때때로 과압 또는 지압이라고 불린다. 비정상적으로 압박된 형성은 종종 웰 역사, 지표 지질학, 다운홀 로그 또는 지구물리학적 조사를 사용하여 예측할 수 있다.

부정규격

보통 이하의 모공 압력은 주어진 깊이에서 해당 유체 정수압보다 작은 형성 압력으로 정의된다.^[6] 보통 이하의 압력을 받는 형태는 담수보다 낮거나 0.433 psi/ft(0.0979bar/m) 미만 압력 구배를 가진다. 자연적으로 발생하는 보통 이하의 압력은 과부하가 벗겨져 형성이 표면에 노출될 때 발생할 수 있다. 증발, 모세관 작용, 희석 등을 통해 원래 모공액이 고갈되면 정수 구배가 0.433psi/ft(0.0979bar/m) 이하로 생성된다. 또한 형성 유체의 고갈을 통해 정상 이하의 압력을 유도할 수 있다. 형성압력 < 정수압>이면 압력을 받는 것이다. 형성 압력 > 정수압일 경우 과압된다.

파단압력

파단압력은 형성의 암석구조를 영구히 변형시키는 데 걸리는 압력의 양이다. 형성 압력을 극복하는 것은 보통 파열을 일으키기에 충분하지 않다. 더 많은 액체가 자유롭게 움직일 수 있다면, 형성에 천천히 진입하는 것은 골절을 일으키지 않을 것이다. 모공액이 밖으로 이동할 수 없는 경우 균열과 형성의 영구적인 변형이 발생할 수 있다. 파단 압력은 구배(psi/ft), 유체 밀도 등가(ppg) 또는 형성(psi) 시 계산된 총 압력(psi)으로 표현할 수 있다. 골절 구배는 일반적으로 과부하 압력의 증가로 인해 깊이와 함께 증가한다. 심층, 고도로 압축된 형성은 기존의 형성 압력을 극복하고 저항하는 암석 구조를 극복하기 위해 높은 파괴 압력을 필요로 할 수 있다. 심해에서 발견되는 것과 같이 느슨하게 압축된 형태는 낮은 구배에서 골절될 수 있다(표면 위로 전체 "과부하" 중 일부는 그렇지 않으면 비견할 수 있는 육지에 존재할 더 무거운 바위가 아니라 바닷물이라는 사실에 의해 악화되는 상황). 어떤 깊이에서든 골절 압력은 그 지역의 지질학 때문에 크게 달라질 수 있다.

하단 구멍 압력

하단 구멍 압력은 구멍 하단에 작용하는 모든 압력의 합을 나타내기 위해 사용된다. 압력이 구멍의 벽에 가해진다. 정수액 기둥이 압력의 대부분을 차지하지만 유체를 환류액 위로 이동시키는 압력은 벽에도 작용한다. 더 큰 직경에서 이 환형 압력은 200 psi(13.79bar)를 거의 초과하지 않는 작은 것이다. 더 작은 지름에서는 400 psi(27.58bar) 이상이 될 수 있다. 초크에 고정된 역압이나 압력은 하단 구멍 압력을 더욱 증가시키며, 이는 환형(캐스팅) 측면에 작용하는 알려진 모든 압력을 합산하여 추정할 수 있다. 아래 활동 중 바닥 구멍 압력을 추정할 수 있다.

정적 우물

액체가 움직이지 않으면, 우물은 정적이다. 하단 구멍 압력(BHP)은 환상면 유체 정압(HP)과 동일하다. 킥을 킥으로 닫을 경우 하단 구멍 압력은 환형기의 정수압과 케이싱(웰헤드 또는 표면 압력) 압력과 동일하다.

정상순환

순환 중에 하단 구멍 압력은 환상면 정수압에 환상압력손실(APL)을 더한 값이다.

회전 헤드

회전 헤드로 순환하는 동안 하단 구멍 압력은 환상면 유체 정압, 환형 압력 손실, 회전 헤드 역압과 동일하다.

킥아웃 순환

하단 구멍 압력은 환상면 유체 정압에 환형 압력 손실, 초크(캐싱) 압력과 동일하다. 해저의 경우 초크 라인 압력 손실을 추가한다.

형성 무결성 테스트

케이싱 시멘트 작업과 형성에 대한 정확한 평가는 시추 및 후속 단계에서 중요하다. 형성 무결성 시험(FIT)에서 도출된 정보는 우물 전체 및 인근 웰에 사용된다. 케이싱 깊이, 웰 컨트롤 옵션, 형성 파괴 압력 및 유체 중량 제한은 이 정보에 기초할 수 있다. 형성 강도와 무결성을 결정하기 위해 Leak Off Test(LOT) 또는 FIT(Formation Integrity Test)를 수행할 수 있다.

FIT는 케이스와 성형 사이의 시멘트 씰을 확인하는 방법이다. LOT는 케이스 아래의 시험 구역이 지탱할 수 있는 압력 및/또는 유체 중량을 결정한다. 우물 안의 유체는 알려져 있고 일관된 밀도를 갖도록 깨끗하게 순환해야 한다. 진흙을 사용할 경우 적절히 컨디셔닝하고 젤 강도를 최소화해야 한다. 사용되는 펌프는 고압, 저용량 시험 또는 시멘트 펌프여야 한다. 리그 펌프는 리그가 진흙 펌프에 전기 구동력이 있으면 사용할 수 있으며, 천천히 롤오버될 수 있다. 리깅 펌프를 사용해야 하며 낮은 속도로 펌프를 쉽게 제어할 수 없는 경우 누출 기술을 수정해야 한다. 모든 누출 테스트에 대한 압력 대 시간 또는 부피를 그래프로 표시하는 것이 좋다.^[7]

FIT를 수행하는 주요 이유는 다음과 같다.^[8]

케이스 신발 주위의 시멘트 결합 강도를 조사하고 더 높은 형상으로 통신이 설정되지 않았는지 확인한다.
케이싱 슈 주위의 파단 구배를 결정하고 따라서 현재 케이스 아래의 개방된 구멍 섹션에 대한 1차 웰 컨트롤의 상한을 설정한다.
케이스 슈 설정 깊이에 대한 웰 엔지니어링 계획을 테스트하기 위해 케이스 슈 아래의 압력을 견딜 수 있는 웰 보어 기능을 조사한다.

유투브 개념

우물을 U자형 관처럼 시각화하는 것이 도움이 되는 경우가 많다. 관의 Y열은 환형수를 나타내고 X열은 우물 안의 관(끈)을 나타낸다. 유투브 바닥은 우물 바닥을 나타낸다. 대부분의 경우, 유체는 배관과 환류 둘 다에서 정수압을 생성한다. 기압은 두 기둥 모두 동일하게 작용하기 때문에 생략할 수 있다. 배관과 환형기의 유체가 모두 동일한 밀도일 경우 정수압은 같으며 유체는 관의 양쪽에 정적이 될 것이다. 고환 속의 액체가 더 무거우면 아래로 더 많은 압력을 행사하여 끈으로 흘러들어와 가벼운 액체의 일부를 끈 밖으로 밀어내 표면에 유동을 일으킨다. 그러면 유체 레벨이 환류로 떨어져 압력이 균등해진다. 정수압의 차이를 감안할 때 유체는 균형점에 도달하려고 할 것이다. 이를 'U-tubing(유튜브)'이라고 하는데, 연결 시 파이프에서 흘러나오는 경우가 많은 이유를 알 수 있다. 이것은 종종 빠르게 구멍을 뚫을 때 명백하게 나타나는데, 이는 환형물의 유효 밀도가 절삭에 의해 증가되기 때문이다.^[9]

등가 순환 밀도

등가 순환 밀도(ECD)는 일반적으로 갤런당 파운드 단위로 표현되는 마찰로 인한 밀도의 증가로 정의된다. 등가 순환 밀도(전방 순환 시)는 우물 내 실제 유체 밀도에 환형 마찰을 추가함으로써 발생하는 겉보기 유체 밀도로 정의된다.^[10]

${\$ $MW+{\frac {P_{a}{0.052*$ $TVD}}$ 또는 $ECD=MW+{\frac {P_{a}}{0.052*TVD}}$ ECD = MW +(p/1.4223*TVD(M)

위치:

ECD = 등가 순환 밀도(ppg)
Pa = 표면에서의 환상압력과 깊이 TVD(psi)에서의 환상압력의 차이
TVD = 실제 수직 깊이(ft)
MW = 진흙 중량(ppg)

드릴링 머드가 정지 상태일 때(순환 없음) 어느 지점에서의 압력은 드릴링 머드 중량에 의해서만 발생하며, 다음을 통해 주어진다.

정적 조건에서의 압력 =

0.052 * 진흙 중량(ppg 단위) * TVD(피트 단위)

순환하는 동안 가해지는 압력은 드릴 머드 중량과 또한 드릴링 오일을 순환시키기 위해 진흙 펌프에 의해 가해지는 압력에 기인 것이다.

압력 순환 상태

= 정적 상태에서의 압력

+ 해당 지점에서 펌핑으로 인한 압력 또는 시스템 내 압력 손실

만약 우리가 환류상태의 압력을 그것의 밀도 등가치로 환산한다면 그것은 ECD라고 불릴 것이다.

위의 방정식을 0.052로 나누기*양쪽으로 TVD:

ECD = (정지 상태 + 환상압력 손실) / (0.052 * TVD)

ECD = MW + 환상압력 손실 / (0.052 * TVD)

사용(정지 상태에서의 압력 = 0.052 * TVD * MW)

파이프 서지/스왑

트립(상/하강) 중에 드릴 스트링은 큰 피스톤 역할을 하며, 아래로 이동하면 드릴 스트링 아래의 압력이 증가하여 드릴 액을 형성하는데, 이를 서지라고 한다. 마찬가지로 위로 이동하는 동안 드릴 끈 아래에는 저압 지대가 생성되어 형성액을 우물 안쪽으로 빨아들이는 것을 면봉이라고 한다.

웰보어에 작용하는 총 압력은 파이프의 위아래 이동에 의해 영향을 받는다. 관을 우물 안과 밖으로 트립하는 것도 보완과 작업 중 흔한 일이다. 불행히도 통계에 따르면 대부분의 발차기는 여행 중에 발생한다. 따라서, 트립의 기본 개념을 이해하는 것은 완성/작업 운영에서 중요한 관심사다.

튜브가 아래로 움직이면(트립 인) 우물 바닥에 가해지는 압력이 발생한다. 관이우물안으로 들어갈 때, 관이 소비하는 볼륨을 벗어나려면 우물 안의 액체가 위로 이동해야 한다. 튜브의 하향 이동과 유체(또는 피스톤 효과)의 상향 이동의 조합은 우물 전체의 압력 증가를 초래한다. 이러한 압력 증가를 흔히 서지 압력이라고 한다.

튜브의 상향 이동(트리핑 아웃)도 우물 하단의 압력에 영향을 미친다. 파이프를 당길 때 오일은 아래쪽으로 이동해야 하며 튜브가 차지하는 볼륨을 교체해야 한다. 상향 및 하향 이동의 순효과는 하단 홀 압력의 감소를 발생시킨다. 이러한 압력 감소를 면봉 압력이라고 한다. 서지 압력과 면봉 압력은 모두 다음과 같은 영향을 받는다.^[11]

파이프 속도 또는 트립 속도
유체 밀도
유체 점도
유체 젤 강도
웰 보어 형상(공구와 케이스, 튜브의 개방 또는 폐쇄)

파이프가 빠르게 움직일수록 서지 및 면봉 효과는 커진다. 유체 밀도, 점도, 젤 강도 등이 클수록 서지 및 면봉도 커진다. 마지막으로 환형 간극이 작은 패커나 스크래퍼 등 다운홀 도구도 서지 및 면봉 효과를 높인다. 실제 서지 및 면봉 압력의 결정은 WORKPRO 및 DRILPRO 계산기 프로그램 또는 유압 매뉴얼을 사용하여 수행할 수 있다.

차압

웰 컨트롤에서 차압은 형성 압력과 하단 구멍 정수압의 차이로 정의된다.^[12] 이것들은 지나치게 균형잡힌, 저균형 또는 균형잡힌 것으로 분류된다.

과균형 – 구멍 하단에 작용하는 정수압은 형성압력(즉 HP > FP)보다 크다.

저균형 – 구멍 바닥에 작용하는 정수압은 형성압력(HP < FP)보다 작다.

밸런스 – 구멍 하단에 작용하는 정수압은 형성압력(HP = FP)과 같다.

절단 변경: 모양, 크기, 양, 유형

절단된 것은 드릴 비트의 작용에 의해 형성에서 갈라지거나, 긁히거나, 찌그러진 암석 조각이다. 컷팅의 크기, 형태 및 양은 크게 형성 유형, 비트 무게, 비트 날카도 및 압력 차이(형성 대 유체 정수압)에 따라 달라진다. 컷팅의 크기는 일반적으로 비트의 무게, 형성 유형 및 압력 차이가 일정하게 유지될 경우 드릴링 중 비트가 둔해지면서 감소한다. 그러나 압력차이가 변화(형성압력 증가)하면 칙칙한 비트라도 더 효과적으로 절단할 수 있고, 컷팅의 크기, 형태, 양이 증가할 수 있다.

킥

2010년 4월 21일 Deepwater Horizon 드릴링 장비 폭파

킥은 우물에 형성액이 바람직하지 않게 유입되는 것으로 정의된다. 이를 방치하면 발차기가 폭발(조종되지 않은 형성 액체의 우물 안 유입)으로 발전할 수 있다. 킥을 제어하지 못한 결과는 작동 시간 손실, 우물 손실, 그리고 꽤 가능성 있는 인력의 손실로 이어진다.^[13]

원인들

일단 정수압이 형성공압보다 낮아지면 형성액이 우물 안으로 흐를 수 있다. 이는 다음 중 하나 또는 조합이 발생할 때 발생할 수 있다.

잘못된 구멍 채우기
진흙 밀도 부족
면봉/서핑
순환이 끊기
이상형성압력
가스 절단 진흙
빈약한 계획

잘못된 구멍 채우기

구멍에서 빠져나올 때 제거된 파이프의 부피는 그에 상응하는 웰보어 액의 감소를 초래한다. 구멍의 유체 수위가 낮아질 때마다 그것이 발휘하는 정수압도 감소하고 정수압의 감소가 형성공압 아래로 떨어지면 우물이 흐를 수도 있다. 따라서 형성 압력을 제어하기에 충분한 정수압을 유지하도록 구멍을 메워야 한다. 걸려 넘어지는 동안, 파이프는 조건에 따라 건조하거나 젖을 수 있다. API7G는^{[clarification needed]} 정확한 배관 변위 계산 방법을 설명하고 정확한 차트와 표를 제공한다. 건식 파이프를 트립 아웃할 때 웰을 채울 부피는 다음과 같다.

$Barltofill=pipedisplacement(bbbl/ft)*길이 풀링(ft)$

습식 파이프를 트립 아웃할 때 웰을 채울 볼륨을 계산하는 방법은 다음과 같다.

$Barltoft=(pipedisplacement(bbls/ft)+파이프 용량(bbls/ft)*길이 풀링(ft)$

일부 우물에서는 천공을 통한 손실로 인해 여행 시 충진량을 모니터링하는 것이 복잡할 수 있다. 우물에는 처음에는 유체가 가득 차 있을 수 있지만 시간이 지나면서 유체가 저수지로 스며든다. 그러한 우물에서 충진 부피는 항상 우물에서 제거된 배관의 계산된 부피나 이론 부피를 초과한다. 일부 필드에서는 유정 압력이 낮으며 전체 유체 열을 지지하지 않는다. 이러한 우물에서 구멍을 유체로 채우는 것은 보통 압력 이하의 구역에서 일시적으로 가교하기 위해 브리징제의 종류를 사용하지 않는 한 본질적으로 불가능하다. 우물을 빼내면서 이론적 충진량을 펌핑하는 것이 일반적인 관행이다.^[14]

진흙(유체) 밀도 부족

우물 안 진흙은 형성 모공 압력과 같을 정도로 충분한 정수압을 발휘해야 한다. 유체의 정수압이 형성 압력보다 작으면 유정이 흐를 수 있다. 유체 밀도가 부족한 가장 흔한 이유는 예상치 못한 비정상적인 압력 형성에 구멍을 뚫는 것이다. 이런 상황은 대개 예상치 못한 지질학적 조건이 부딪힐 때 발생한다. 드릴링되는 형상을 갑자기 변화시키는 단층을 뚫는 것과 같은 것. 표면에서 진흙을 잘못 다루는 것은 유체중량이 부족한 많은 경우를 설명해준다. 펌프 흡입 매니폴드의 잘못된 밸브를 열고 경량 유체 탱크를 펌핑할 수 있게 하는 것, 의도한 것보다 더 많은 것이 추가되도록 물 밸브를 부딪히는 것, 셰일 셰이크 셰이커의 세척 또는 청소 작업과 같은 것. 이 모든 것들이 진흙의 무게에 영향을 줄 수 있다.

면봉/서핑

면봉은 우물 안 파이프가 위로 이동하면서 바닥 구멍 압력이 낮아진 결과다. 어떤 경우에는 하부 구멍 압력 감소량이 충분히 커서 우물 균형이 맞지 않고 형성액이 우물 안으로 들어갈 수 있다. (우물로 유입되는 형성 유체의) 정수압 감소에 의해 복합된 초기 면봉 작용은 하단 구멍 압력의 현저한 감소와 형성 유체의 더 큰 유입으로 이어질 수 있다. 따라서 킥의 크기를 최소화하기 위해서는 여행 중 면봉의 조기 발견이 중요하다. 많은 좋은 조건들이 여행에서 면봉을 할 가능성을 증가시킨다. 파이프를 너무 빨리 당기면 면봉(피스톤) 작용이 강화된다. 높은 점도와 겔 강도와 같은 유체 특성도 우물을 채취할 가능성을 높인다. 또한 대형 외경(OD) 공구(패커, 스크래퍼, 낚시 도구 등)는 피스톤 효과를 강화한다. 이러한 조건은 준공/작업 중 우물의 표본 채취 가능성을 줄이기 위해 인식되어야 한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 급상승과 압력으로 추정할 수 있는 컴퓨터 및 계산기 프로그램이 몇 개 있다. 주행 중 홀 채우기 부피를 면밀히 모니터링하여 면봉이 검출된다. 예를 들어 우물에서 3배럴의 강철(관)을 제거해 구멍을 메우는 데 2배럴의 유체만 있으면 1배럴의 킥이 우물 안쪽으로 쏠리게 된다. 통계에 따르면 대부분의 킥이 트립 시 발생하므로 홀 채우기 볼륨에 각별히 주의해야 한다.^[15]

순환이 끊기

완성/작업 중 킥의 또 다른 원인은 순환이 끊긴 것이다. 순환의 손실은 우물 안의 유체 수준과 정수압의 하락으로 이어진다. 정수압이 저수지 압력 아래로 떨어지면 웰이 발차기를 한다. 순환이 끊기는 세 가지 주요 원인은 다음과 같다.

과도한 압력 과대 균형
과도한 서지 압력
불량성형 무결성

이상압력

와일드캣이나 탐사용 웰을 시추하는 경우(흔히 형성 압력을 정확히 알지 못하는 경우) 비트가 비정상적인 압력 형성에 갑자기 침투하여 진흙의 정수압이 형성 압력보다 낮아져 킥을 일으킨다.

가스 절단 진흙

가스가 표면으로 순환되면 킥이 가능할 정도로 정수압을 팽창시키고 감소시킨다. 지표면에서는 진흙 밀도가 상당히 감소하지만, 기체 팽창은 바닥이 아닌 지표면 근처에서 일어나기 때문에 정수압은 크게 감소하지 않는다.

빈약한 계획

킥의 네 번째 원인은 계획성 부족이다. 진흙과 케이싱 프로그램은 잘 제어된다. 이러한 프로그램은 점진적으로 더 깊은 케이싱 문자열을 설정할 수 있을 만큼 충분히 유연해야 한다. 그렇지 않으면 킥을 제어하거나 순환이 끊기는 상황이 발생할 수 있다.

방법들

시추하는 동안, 킥은 보통 전방 순환 중에 드릴러, 엔지니어 또는 동시라고 불리는 하이브리드 방법을 사용하여 죽인다. 선택은 다음에 따라 달라진다.

우물 안 킥 유체의 양과 종류
그 기구의 장비 능력
열린 구멍의 최소 골절 압력
시추 및 운영 회사들은 정책을 잘 통제한다.

작업 또는 완료 작업의 경우 다른 방법을 사용하는 경우가 많다. 불헤딩은 작업 중 우물을 제거하고 작업을 보완하는 일반적인 방법이지만 시추할 때는 사용하지 않는 경우가 많다. 역순환(reverse circulation)은 시추에 사용되지 않는 워크오버에 사용되는 또 다른 킬 방식이다.^[16]

참고 항목

참조

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[2] WCS guide to blowout prevention. p. 4.

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[4] Rabia, Hussain (1986). Oil Well Drilling Engineering. Springer. p. 174. ISBN 0860106616.

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[13] Bybee, Karen (2009). "Roles of Managed- Pressure-Drilling Technique in Kick De – tection and Wellcontrol—The Beginning of the New Conventional Drilling Way" (PDF). SPE: 57. Retrieved 29 March 2011.

[14] CHEVRON DRILLING REFERENCE SERIES VOLUME FIFTEEN. pp. C-2.

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