Параметрический анализ эффективности замещения бурового раствора в процессе цементирования хвостовика с вращением при ненулевом эксцентриситете

Сведения об авторах
  • ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН), Москва, Российская Федерация; Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Москва, Российская Федерация
  • Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН), Москва, Российская Федерация
  • Институт «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Альметьевск, Российская Федерация
  • Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН), Москва, Российская Федерация

Аннотация

Вытеснение или «продана» бурового раствора является типовой и наиболее часто повторяющейся операцией в процессе крепления стенок скважины. Замещение бурового раствора цементным в загрузбком пространстве осуществляется с соблюдением режима движения раствора, который характеризуется реологическими свойствами замещаемой и замещающей жидкостей, разницей плотностей между буровым и цементным растворами, конструкционными особенностями скважины, направлением ее ствола и применяемом буровом оборудовании, а также работой циркулиционной системы буровой установки. Для оптимизации процесса замещения многофазной неньготововской жидкости в данной статье представлен параметрический анализ эффективности замещения бурового раствора в ходе цементирования хвостовика с вращением при исследовании установившегося цементного раствора в области между двумя сосновыми цилиндрами, вращающимися относительно друг друга и вокруг своих осей. Изучено влияние следующих параметров на эффективность замещения бурового раствора цементным: эксцентриситета центратора, частота его вращения вокруг своей оси и вокруг оси обсадной колонны, радиального смещения центратора, увеличения эффективного радиуса области движения растворов. Построены графики зависимости: эксцентриситета на эффективность замещения; эксцентриситета на эффективность замещения для одного радиуса скважины; частоты вращения центратора вокруг оси скважины на эффективность замещения; частоты вращения центратора вокруг собственной оси на эффективность замещения; частоты вращения вокруг оси скважины. Выявлено, что центритор, вращающийся вокруг оси скважины, практически нечувствителен к движению в радиальном направлении. Подтвердились выводы об эффективности замещения бурового раствора цементным с вращением по сравнению со стандартным замещением без вращения.

Ключевые слова

бурениецементбуровой растворцентраторвращениеаналитические решения

Литература

  1. 1.Петров, А.Г. Точные решения задачи нестационарного течения вязкопластичной среды в круглой трубе / А.Г. Петров, Л.В. Черепанов // Изв. РАН МЖГ. – 2003. – № 2. – C. 13–24. Scholar
  2. 2.Серов, А.Ф. Энергетика пульсаций течения Куэтта-Тейлора в зазорах оппозитных многоцилиндровых роторов / А.Ф. Серов, В.Н. Мамонов, А.Д. Назаров // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. – 2017. – Т. 159. кн. 3. – С. 364–373. Scholar
  3. 3.Zhao, J. Two-phase flow patterns in a square mini-channel / J. Zhao, G. Liu, B. Li // J. Therm. Sci. – 2004. – Vol. 13. – P. 174–178. Scholar
  4. 4.Hubacz, R. Classification of flow regimes in gas-liquid horizontal Couette-Taylor flow using dimensionless criteria / R. Hubacz // J. Hydrodyn. – 2015. – Vol. 27. – P. 773–781. Scholar
  5. 5.Effect of bubble’s arrangement on the viscous torque in bubbly Taylor-Couette flow / G.N. Fokoua, C. Cabillet, A. Aubert, C. Colin // Physics of Fluids. – 2015. – Vol. 27. – P. 034105. Scholar
  6. 6.Morenko, I.V. Viscous fluid flow in a wide annular gap of two rotating coaxial cylinders / I.V. Morenko // J. Phys.: Conf. Ser. 1588 012034. – 2020. Scholar
  7. 7.Моренко, И.В. Двухфазное течение в узком кольцевом канале между неподвижным и вращающимся цилиндрами / И.В. Моренко // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. – 2021. – Т. 163, кн. 2. – С. 143–152. Scholar
  8. 8.A tensorial approach to computational continuum mechanics using object-oriented techniques / H.G. Weller, G. Tabor, H. Jasak, C. Fureby // Comp.Phys. – 1998. – Vol. 12, no. 6. Scholar
  9. 9.Фаттахов, И.Г. Совершенствование способа приготовления тампонажного состава на основе синтетических смол для ремонтно-изоляционных работ в скважинах / И.Г. Фаттахов, Р.Р. Кадыров, Р.Г. Маркова // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12–10. – С. 2131–2134. Scholar
  10. 10.Оценка технологической эффективности ремонта скважин / Р.Р. Хуснутдинова, И.Г. Фаттахов, Р.Р. Степанова, А.С. Жиркеев, А.К. Сахапова, И.Н. Рахманов, А.А. Пименов // Нефтепромысловое дело. – 2024. – № 1 (661). – С. 54–57. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 25, № 4, 2025)

Показаны 12 из 15

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
21.11.2025
В выпуске
21.11.2025
Выпуск
Том 25, № 4 (2025)
Поделиться