Pneumatic slug testing in large-diameter wells

Abstract

There is a need for an alternative method to conventional pumping tests that is logistically easier and faster to use and which can be handled by only one person. The well known slug test fulfils those requirements if the equipment is properly designed. The applicability of small-diameter slug-test equipment using pneumatic initiation in large-diameter wells, up to 12″ (0.3 m), is discussed. In wells with 36 times greater cross-sectional area than the slug-test equipment, it will take a long time for casing depressurization after slug initiation. The casing-depressurization time was measured for each slug test and is presented as a part of the results. The small-diameter equipment was found to be applicable and the long casing-depressurization times did not generally affect the transmissivity estimates. The series of slug tests yielded transmissivity estimates that were in good agreement with each other and also when compared with estimates from pumping tests. However, the slug-test results from wells completed in more permeable formations were harder to interpret, and may be an effect of long casing-depressurization times; further investigations are needed. There is a description of the design of several airtight couplings between the slug-test equipment and the casing.

Résumé

Il existe une demande pour une méthode alternative aux tests de pompage conventionnels, qui soit plus rapide, d’une logistique plus simple, et susceptible d’être mise en œuvre par une seule personne. L’essai de relaxation à niveau variable, bien connu, remplit ces conditions si le matériel est bien conçu. La mise en œuvre d’un équipement de petit diamètre dans des puits de grand diamètre jusqu’à 12″ (0.3 m), est examinée. Dans des puits de section 36 fois supérieure à celle de l’équipement d’essai à niveau variable, le temps de relaxation est long. Le temps de dépressurisation a été mesuré pour chaque essai et présenté dans les résultats. On constate que l’équipement de petit diamètre peut être utilisé et que les temps longs de dépressurisation du tubage n’affectent généralement pas les estimations de la transmissivité. Les séries d’essais de relaxation à niveau variable ont fourni des valeurs de transmissivité cohérentes les unes avec les autres ainsi qu’avec des résultats de tests de pompage. Toutefois, les tests de relaxation exécutés dans des formations de plus grande perméabilité sont plus difficiles à interpréter, peut-être en raison de la longueur du temps de dépressurisation du tubage. De nouvelles investigations sont nécessaires. On donne une description de plusieurs couplages étanches à l’air entre l’équipement de relaxation à niveau variable et le tubage.

Resumen

Existe una necesidad para un método alternativo a los ensayos de bombeo convencionales que es logísticamente más fácil y más rápido de usar y que puede ser manejado por una sola persona. El bien conocido ensayo slug satisface esos requerimientos si el equipo está diseñado adecuadamente. Se discute la aplicabilidad de un equipo para ensayos slug de pequeño diámetro con inicio neumático en pozos de gran diámetro, hasta 12″ (0.3 m). En pozos cuya sección transversal es 36 mayor que el equipo del ensayo slug, se toma un tiempo largo para la despresurización del revestimiento del pozo después del comienzo del ensayo slug. El tiempo de despresurización del revestimiento fue medido para cada ensayo slug y se presenta como una parte de los resultados. Se encontró que el equipo de pequeño diámetro es aplicable y largos tiempos de despresurización del revestimiento no afectan generalmente la estimación de la transmisividad. Las series de ensayos slug proporcionaron estimaciones de la transmisividad que estaban con un buen acuerdo entre ellas y también al compararlas con las estimaciones provenientes de ensayos de bombeo. Sin embargo los resultados de los ensayos slug provenientes de pozos completos en formaciones más permeables fueron más difíciles para interpretar, y pueden presentar un efecto de los largos tiempos de despresurización del revestimiento; se necesitan investigaciones adicionales. Existe una descripción de diseño de varios acoplamientos herméticos entre el equipo del ensayo slug y el revestimiento.

摘要

传统的抽水试验需要一个替代方法以使试验更为合理简单和快捷, 而且只需一人操作。如果设备设计得当, 那么常见的冲击试验设备也可以满足这些要求。讨论了直径达12″ (0.3m) 的大口径井中气动激发的小直径冲击试验设备的适用性。井中截面面积为冲击试验设备的36倍, 冲击开始后的套管减压需要很长时间。测量了每一个冲击试验的套管减压时间, 并作为结果的一部分。结果表明, 小口径设备是适用的, 且套管减压的长时间性一般来说并不影响导水系数的估算。一系列冲击试验给出的导水系数均相近, 且与抽水试验相近。但对于渗透性较好岩层中的井, 冲击试验结果难于解释, 可能是受套管长时间减压的影响; 需要进行进一步的研究。本文对一些冲击试验设备和套管间的气密接头设计进行了叙述。

Resumo

Há actualmente necessidade de encontrar um método alternativo aos ensaios de bombagem convencionais, que sejam mais fáceis e rápidos de realizar e que possam ser manuseados por uma só pessoa. Os já conhecidos ensaios do tipo slug podem preencher estes requerimentos, se o equipamento for desenhado adequadamente. É aqui discutida a possibilidade de utilização do equipamento de ensaios do tipo slug com iniciação pneumática para furos de pequeno diâmetro, em furos de grande diâmetro (até 0.3 m). Em furos com uma secção transversal até 36 vezes maior que o equipamento de teste do ensaio de tipo slug, verifica-se que a despressurização do revestimento após o início do ensaio é demorada. A duração da despressurização do revestimento foi medida para cada ensaio de tipo slug e é aqui apresentada como parte dos resultados. Verificou-se que o equipamento de diâmetro mais pequeno pode ser aplicado e que os longos tempos de despressurização geralmente não afectam as estimativas dos valores de transmissividade. A série de ensaios do tipo slug realizados permitiu calcular valores de transmissividade que são comparáveis entre si e também com os resultados obtidos da interpretação de ensaios de bombagem tradicionais. No entanto, os resultados dos testes do tipo slug realizados em furos que atravessam formações mais permeáveis foram mais difíceis de interpretar, podendo este facto resultar dos tempos mais longos de despressurização, pelo que é necessário realizar mais investigações. Há uma descrição do desenho de diversos dispositivos que permitem vedar o ar entre o equipamento do ensaio do tipo slug e o revestimento do furo.