ПРИМЕНЕНИЕ УПРУГОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ КРЕПИ СКВАЖИН ПРИ УДАРНЫХ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Ф. А. Агзамов, А. О. Белоусов, Я. К. Комлев

Аннотация


Введение Одним из перспективных направлений заканчивания скважин является проведение многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП) в зацементированном горизонтальном участке скважины. Данный технологический прием, по сравнению с обычным гидроразрывом пласта (ГРП), позволяет отказаться от оснастки для манжетного цементирования и заколонных пакеров для разобщения интервалов МГРП, а также обеспечивает возможность проведения МГРП в любом интервале горизонтального участка с необходимым количеством стадий. Цели и задачи Рассмотреть возможные пути снижения напряжений в крепи скважины, развивающихся при многостадийном гидроразрыве пластов в зацементированном горизонтальном участке скважины. Методы Для оценки напряжений и деформаций в цементном камне использован алгоритм, основанный на методе конечных элементов. Расчет проведен на примере зацементированного хвостовика 114 мм, расположенного в горизонтальном участке диаметром 156 мм. Результаты Результаты моделирования показали, что в утолщенной части цементного кольца напряжения больше, чем в тонкой части кольца. При этом происходит снижение напряжений внутри цементного камня на контакте цементного камня с колонной и контакте с породой до величин, требующих разработки мер по снижению передачи динамической нагрузки от колонны к цементному камню. При этом показано отсутствие влияния группы прочности металла и толщины стенки обсадных труб на величину развивающихся в цементном камне напряжений. При отсутствии «сплошного» контакта с колонной при ГРП происходит увеличение внутренних напряжений по всему цементному камню, которое также возрастает при эксцентричном положении обсадной колонны. Увеличение модуля Юнга цементного камня положительно влияет на сопротивляемость материала смещению и не оказывает влияния на величину напряжений. При увеличении коэффициента Пуассона относительно базового состава расчетные напряжения уменьшаются и на обеих контактных зонах цементного камня. Анализ показал, что применение упругих тампонажных составов с повышенными упруго-деформационными характеристиками позволяет предотвратить нарушение контакта после завершения динамических воздействий.

Ключевые слова


крепь скважины;напряжения;динамическое воздействие;гидроразрыв пород;упругие свойства;cement sheath;stresses;dynamic loading;hydraulic fracturing of the rocks;elastic properties;

Полный текст:

PDF

Литература


Самсыкин А.В. Разработка композиционных тампонажных составов повышенной сопротивляемости динамическим воздействиям для сохранения герметичности крепи скважин: дис. ... канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2010. 247 с.

Самсыкин А.В., Ярмухаметов И.И., Тихонов М.А. Альтернативные исследования свойств цементного камня на основе фрактально-синергетической концепции механического поведения твердых тел // Территория «Нефтегаз». 2012. № 3. С. 16-20.

Тихонов М.А. Совершенствование фибро-армированных тампонажных материалов: дис. ... канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2013. 174 с.

Бакиров Д., Бурдыга В., Фаттахов М., Белоусов А. Разработка тампонажных составов для цементирования горизонтальных участков скважин с многозонным гидроразрывом пласта // Российская нефтегазовая техническая конференция SPE. Москва, Россия. 2019. SPE-197007-RU. DOI: 10.2118/197007-RU.

ISO 10427-1:2001. Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для цементирования скважин. Часть 1. Рессорные центраторы обсадных колонн. М.: Стандартинформ, 2003. 20 с.

Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1984. 256 с.

Толкачев Г.М., Асанов В.А., Фохт А.А. Оценка упругопрочностных свойств цементного камня тампонажного материала, предназначенного для цементирования скважин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2013. Т. 12. № 8. С. 35-40.

Овчинников В.П., Аксенова H.A., Овчинников П.В. Физико-химические процессы твердения, работа в скважине и коррозия цементного камня. Тюмень: Изд-во «Экспресс», 2008. 368 с.

Коробов И.Ю., Попов С.Н. Типы цементов, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин, и вариации их физико-механических свойств при экспериментальных исследованиях // Нефтепромысловое дело. 2019. № 7. С. 48-56. DOI: 10.30713/0207-2351-2019-7(607)-48-56.

Исмагилова Э.Р., Агзамов Ф.А. Разработка добавок в «самозалечивающиеся» цементы для восстановления герметичности цементного кольца нефтяных и газовых скважин // Бурение и нефть. 2016. № 5. С. 36-41.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-2-9-19

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) Ф. А. Агзамов, А. О. Белоусов, Я. К. Комлев

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.