Leak-Off Test

عربــي

فهم اختبار ضغط التسرب (LOT) في عمليات الحفر

في صناعة النفط والغاز، تعتمد عمليات الحفر بشكل كبير على فهم خصائص التكوينات التي يتم اختراقها. أحد الاختبارات الحاسمة المستخدمة لجمع هذه المعلومات هو **اختبار ضغط التسرب (LOT)**. ستناقش هذه المقالة غرض اختبار ضغط التسرب (LOT) وإجراءاته وأهميته، مقارنةً باختبار مهم آخر وهو **اختبار سلامة التكوين (FIT)**.

ما هو اختبار ضغط التسرب (LOT)؟

اختبار ضغط التسرب (LOT) هو اختبار أساسي للحفر مصمم لتحديد **ضغط التكوين** الذي عندها ستخترق سوائل الحفر التكوين وتُحدث **تشققاً**. يُعرف هذا الضغط باسم **ضغط التسرب (LOP)**. من خلال إجراء اختبار ضغط التسرب (LOT)، يمكن لخبراء الحفر:

تقدير قوة التكوين وسلامته: يشير ضغط تسرب (LOP) أعلى إلى تكوين أقوى، بينما يشير ضغط تسرب (LOP) أقل إلى تكوين أضعف وأكثر عرضة للتشقق.
تحديد وزن الطين الآمن: يحدد ضغط التسرب (LOP) أقصى وزن للطين الذي يمكن استخدامه لمنع تشقق التكوين، مما يضمن ثبات حفرة البئر ويمنع مشاكل السيطرة على البئر المحتملة.
تقييم إمكانات التكسير الهيدروليكي: توفر بيانات اختبار ضغط التسرب (LOT) معلومات حول إمكانات التكوين للنجاح في عمليات التكسير الهيدروليكي.

إجراء اختبار ضغط التسرب (LOT):

التحضير: يتم إجراء اختبار ضغط التسرب (LOT) عادةً بعد حفر جزء من حفرة البئر وقبل وضع غلاف الأنبوب. يتم عزل البئر باستخدام حشو، ويتم زيادة وزن الطين تدريجياً.
مراقبة الضغط: يتم استخدام مقاييس الضغط لمراقبة الضغط داخل حفرة البئر مع زيادة وزن الطين.
نقطة التسرب: عند ضغط معين، لن يزداد الضغط بشكل متناسب مع وزن الطين، مما يشير إلى أن الطين يبدأ بالتسرب إلى التكوين. تُعرف هذه النقطة باسم **نقطة التسرب**.
التحليل: يتم تسجيل ضغط التسرب، ويتم تحليل البيانات لتحديد ضغط التسرب (LOP) وتدرج التشقق وغيرها من المعلمات ذات الصلة.

مقارنة باختبار سلامة التكوين (FIT):

على الرغم من أن اختبار ضغط التسرب (LOT) واختبار سلامة التكوين (FIT) يتم إجراؤهما أثناء عمليات الحفر، إلا أن لهما أغراضًا ونهجًا مختلفًا:

اختبار ضغط التسرب (LOT):

الهدف: تحديد ضغط التسرب (LOP) وتدرج التشقق.
الطريقة: زيادة وزن الطين حتى يحدث التسرب.
التركيز: قوة التكوين وسلامته.

اختبار سلامة التكوين (FIT):

الهدف: تقييم سلامة حفرة البئر وتحديد التسربات المحتملة أو مناطق الضعف.
الطريقة: تطبيق الضغط على حفرة البئر ومراقبة أي فقدان للضغط أو تغييرات في التدفق.
التركيز: ثبات حفرة البئر واحتمالية فقدان السوائل.

الاستنتاج:

يُعد اختبار ضغط التسرب (LOT) اختبارًا حاسمًا في عمليات الحفر، حيث يوفر معلومات قيمة حول خصائص التكوين ويؤثر على قرارات مهمة مثل اختيار وزن الطين وتخطيط تحفيز التشقق. يُعد فهم غرض اختبار ضغط التسرب (LOT) وإجراءاته وعلاقته باختبارات أخرى مثل اختبار سلامة التكوين (FIT) أمرًا ضروريًا لضمان سلامة ونجاح عمليات الحفر.

Test Your Knowledge

Quiz: Understanding the Leak-Off Test (LOT)

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary purpose of a Leak-Off Test (LOT)?

(a) To determine the formation's pressure at which mud will penetrate the formation. (b) To measure the rate of fluid loss from the wellbore. (c) To evaluate the effectiveness of drilling mud additives. (d) To assess the permeability of the formation.

Answer

(a) To determine the formation's pressure at which mud will penetrate the formation.

2. What is the term used for the pressure at which drilling mud penetrates the formation and creates a fracture?

(a) Fracture gradient (b) Leak-off pressure (c) Formation pressure (d) Mud weight

Answer

(b) Leak-off pressure

3. How is a LOT typically performed?

(a) By injecting a small volume of fluid into the wellbore and monitoring pressure changes. (b) By increasing mud weight gradually and observing pressure changes. (c) By pumping a tracer fluid into the wellbore and tracking its movement. (d) By analyzing the cuttings recovered from the drilling operation.

Answer

(b) By increasing mud weight gradually and observing pressure changes.

4. What does a higher leak-off pressure (LOP) indicate about the formation?

(a) The formation is weaker and more susceptible to fracturing. (b) The formation is stronger and less likely to fracture. (c) The formation is more porous and permeable. (d) The formation is more likely to contain hydrocarbons.

Answer

(b) The formation is stronger and less likely to fracture.

5. How does the LOT differ from the Formation Integrity Test (FIT)?

(a) The LOT focuses on the wellbore's integrity, while the FIT focuses on the formation's strength. (b) The LOT is performed before drilling, while the FIT is performed after drilling. (c) The LOT uses mud weight as a pressure source, while the FIT uses a dedicated pressure pump. (d) The LOT focuses on the formation's strength and integrity, while the FIT focuses on the wellbore's stability.

Answer

(d) The LOT focuses on the formation's strength and integrity, while the FIT focuses on the wellbore's stability.

Exercise: Analyzing LOT Data

Scenario:

A LOT was performed on a wellbore during drilling operations. The following data was collected:

Initial mud weight: 10 lb/gal
Leak-off pressure: 4000 psi

Instructions:

Calculate the fracture gradient.
Determine the maximum mud weight that can be safely used in this wellbore to prevent formation fracturing.
Briefly explain the implications of the calculated fracture gradient on the wellbore stability and the potential for hydraulic fracturing.

Exercice Correction

1. Calculate the fracture gradient:

Fracture gradient = Leak-off pressure / Depth
Assuming a depth of 10,000 feet: Fracture gradient = 4000 psi / 10,000 ft = 0.4 psi/ft

2. Determine the maximum mud weight:

Maximum mud weight = Fracture gradient * Depth
Maximum mud weight = 0.4 psi/ft * 10,000 ft = 4000 psi
Convert to lb/gal: 4000 psi / 0.5 psi/lb/gal = 8000 lb/gal

3. Implications of the fracture gradient:

A fracture gradient of 0.4 psi/ft indicates a relatively strong formation, requiring a high mud weight to induce fracture.
This suggests that the wellbore will be relatively stable and less prone to formation collapse.
However, a high fracture gradient may also present challenges for successful hydraulic fracturing operations, as higher pressures will be needed to create and propagate fractures.

Books

Drilling Engineering: Principles and Practices by J.S. Archer and B.P.K. Das (Covers the basics of LOT and other drilling tests)
Petroleum Engineering Handbook by T.W. Moore (Provides comprehensive coverage of drilling and production, including LOT)
Well Control: The Basics of Drilling Operations by J.J. Wilson (Focuses on well control procedures, including LOT for formation evaluation)

Articles

"Leak-Off Test (LOT)" by SPE (Society of Petroleum Engineers) (Provides a detailed explanation of LOT procedure and analysis)
"Formation Integrity Testing (FIT): A Comprehensive Review" by SPE (Discusses the differences between FIT and LOT)
"Fracture Gradient Determination: A Review of Techniques and Applications" by SPE (Explores how LOT data is used to determine fracture gradients)
"The Importance of Leak-Off Testing in Hydraulic Fracturing Operations" by SPE (Highlights the role of LOT in designing successful hydraulic fracturing)

Online Resources

SPE Website: The SPE website has a wealth of articles, papers, and presentations on drilling engineering, including LOT. https://www.spe.org/
Drilling Engineering and Well Control Training Websites: Many drilling and well control training companies offer online resources and courses related to LOT.
Oil & Gas Industry Magazines and Journals: Publications like Oil & Gas Journal, JPT (Journal of Petroleum Technology), and World Oil often feature articles on drilling and completion, including LOT.
University Websites: Websites of universities with petroleum engineering programs often have research papers and publications on drilling technologies, including LOT.

Search Tips

Specific terms: Use specific search terms like "Leak-Off Test procedure," "LOT analysis," "LOT vs. FIT," "Fracture Gradient from LOT," and "LOT in Hydraulic Fracturing."
Operator names: Use the names of major oil and gas operators (e.g., ExxonMobil, Chevron, Shell) to find their publications and case studies related to LOT.
Industry associations: Search for the websites of industry associations like SPE (Society of Petroleum Engineers), IADC (International Association of Drilling Contractors), and API (American Petroleum Institute) to access relevant resources.