Применение методов геомеханического моделирования для оценки устойчивости обсадной колонны при кумулятивной перфорации

Сведения об авторах
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
  • Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия
  • Национальная ключевая лаборатория глубоководной добычи нефти и газа, Циндао, Китай; Школа нефтяной инженерии Китайского нефтяного университета, Циндао, Китай
  • Национальная ключевая лаборатория глубоководной добычи нефти и газа, Циндао, Китай; Школа нефтяной инженерии Китайского нефтяного университета, Циндао, Китай
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Аннотация

Выполнен анализ устойчивости крепи для двух нефтедобывающих скважин при вторичном вскрытии продуктивных пластов методом кумулятивной перфорации. При проведении исследований использованы данные прямых замеров величин давлений в скважине на разном удалении от кабельного наконечника перфорационного устройства в момент детонации, которые превышали 50 МПа. Значения давлений аппроксимировались вдоль ствола скважины с помощью степенной зависимости. Для достоверного прогноза напряженно-деформированного состояния околоскважинной зоны интервала перфорации применялся программный комплекс конечно-элементного моделирования ANSYS. Для определения поля напряжений строилась осесимметричная конечно-элементная расчетная схема, высота модели вдоль ствола скважины составила 39 м. При моделировании учитывалось, что геолого-физические характеристики моделируемых пластов отличались глубиной залегания и величиной пластового давления. Упругопрочностные свойства формируемого тампонажного камня были определены в ходе лабораторных экспериментов для различных рецептур тампонажных растворов. По результатам моделирования определены области разрушения и запас прочности тампонажного камня, а также величины радиальных перемещений эксплуатационной колонны в интервале перфорации. Разработанные модель околоскважинной зоны и методические подходы могут быть использованы в дальнейшем при выборе оптимальных упруго-прочностных свойств тампонажного камня, перфорационных устройств и технологических параметров прострелочно-взрывных работ.

Ключевые слова

вторичное вскрытиепродуктивный пластсохранность крепи скважинчисленная конечно-элементная модельоколоскважинная зонатампонажный каменьнагрузки на крепь скважинкумулятивная перфорация

Литература

  1. 1.Изменение контакта цементного камня с металлом обсадных труб при различных механических воздействиях / Д.А. Крылов, Н.А. Марабаев, Е.Н. Таламанов, В.А. Бурхайло, И.А. Серенко // Бурение. – 1981. – № 7. – С. 18–21. Scholar
  2. 2.Шишин, К.А. Влияние опрессовки и перфорации скважин на качество ращения пластов / К.А. Шишин, Т.Ф. Рустамбеков, Д.А. Крылов // РНТС сер. «Бурение». – М.: Изд. ВНИИОЭНГ, 1977. – Вып. 4. – С. 25–27. Scholar
  3. 3.Оценка сохранности крепи скважин после проведения кумулятивной перфорации с учетом критерия разрушения цементного камня / С.Е. Чернышов, С.Г. Ашихмин, Ю.А. Кашников, А.Д. Савич, А.В. Мосин, А.С. Чухлов // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 6. – С. 50–53. DOI: 10.24887/0028-2448-2021-6-50-53 Scholar
  4. 4.Kremieniewski, M. Recipe of Lightweight Slurry with High Early Strength of the Resultant Cement Sheath / M. Kremieniewski // Energies. – 2020. – Vol. 13. – P. 1583. DOI: 10.3390/en13071583 Scholar
  5. 5.Kremieniewski, M. Hybrid Washer Fluid for Primary Cementing / M. Kremieniewski // Energies. – 2021. – Vol. 14. – P. 1295. DOI: 10.3390/en14051295 Scholar
  6. 6.Comparison of Efficient Ways of Mud Cake Removal from Casing Surface with Traditional and New Agents / M. Kremieniewski, R. Wiśniewski, S. Stryczek, P. Lopata // Energies. – 2021. – Vol. 14. – P. 3653. DOI: 10.3390/en14123653 Scholar
  7. 7.Self-Healing Concrete: Concepts, Energy, Saving and Sustainability / B.A.C. Roope, P.P.F. Brasileiro, Y.B. Brandão, A.A. Casazza, A. Converti, M. Benachour, L.A. Sarubbo // Energies. – 2023. – Vol. 16. – P. 1650. DOI: 10.3390/en16041650 Scholar
  8. 8.Влияние ориентации и схемы размещения каналов щелевой перфорации на проницаемость территоричных коллекторов в околоскважинной зоне пластов / С.Г. Ашихмин, С.Е. Чернышов, Ю.А. Кашников, Д.И.М. Макдоналд // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 6. – С. 132–135. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-6-132-135 Scholar
  9. 9.Laboratory investigation on hydraulic fracture propagation in sandstone-mudstone-shale layers / J.C. He, K.S. Zhang, H.B. Liu, M.R. Tang, X.L. Zheng, G.Q. Zhang // Petroleum Science. – 2022. – Vol. 19. – P. 1664–1673. DOI: 10.1016/j.petcsci.2022.03.018 Scholar
  10. 10.The role of natural fracture activation in hydraulic fracturing for deep unconventional geo-energy reservoir stimulation / J. Wang, H.P. Xie, S.K. Matthai, J.J. Hu, C.B. Li // Petroleum Science. – 2022. – Vol. 19. – P. 1664–1673. DOI: 10.1016/j.petcsci.2023.01.007 Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 24, № 4, 2024)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
31.10.2024
В выпуске
31.10.2024
Выпуск
Том 24, № 4 (2024)
Поделиться