Стр.
Скачать статью

Устойчивость зоны сочленения соосных скважин различного диаметра (на примере месторождения Ханты‑Мансийского автономного округа)

А.В. Серяков, М.Ю. Подбережный, О.Б. Бочаров, М.А. Азаматов

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2020.3.69-78

69-78
rus.
eng.

open access

Under a Creative Commons license
В работе рассматривается устойчивость стенок скважины в области перехода из большего ствола в меньший для различных диаметров отверстий. Для определения формы областей и характера разрушения выполнено трехмерное пороупругое моделирование напряженного состояния породы вокруг сочленения соосных скважин с учетом образования корки бурового раствора на стенках. Геомеханическая модель учитывает анизотропию деформационных свойств среды, которая характерна для прибрежно-морских коллекторов Западной Сибири. Разрушение оценивается по критерию Мора-Кулона с учетом условия разрушения на разрыв. Рассматривается вертикальное и наклонное сочленение на глубине 2 км, расположенное в песчаном пласте, для которого известны пороупругие анизотропные свойства. Выполнен анализ напряженного состояния и порового давления при изменении перепада давления на стенках от 1 до 70 атм для сочленений с различными соотношениями диаметров скважин. Для вертикального и наклонного сочленения определены безопасные границы изменения давления бурового раствора. Установлено, что характер разрушения при изменении давления в скважине для сочленения меньших диаметров в целом схож со случаем бóльших диаметров; наблюдаются лишь незначительные различия в форме областей разрушения. Показано, что для вертикальной скважины сочленение более устойчиво к повышению давления бурового раствора, чем в наклонном случае, поскольку в последнем инициируется гидроразрыв вдоль верхней и нижней частей скважины. Выявлено, что в вертикальном сочленении скважина меньшего диаметра устойчивее к понижению давления бурового раствора, чем основной ствол. В наклонном сочленении при увеличении давления на забое более устойчивой является скважина большего диаметра.
 
сочленение соосных скважин, пороупругое моделирование, вертикальная и наклонная скважина, песчаный коллектор, анизотропия, разрушение
 
  • Ашихмин С.Г., Кашников Ю.А, Шустов Д.В., Кухницкий А.Э. (2018). Влияние анизотропии упругих и прочностных свойств пород на устойчивость ствола наклонно направленной скважины. Нефтяное хозяйство, 2, с. 54–57. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-2-54-57
  • Бочаров О.Б., Серяков А.В. (2016). Моделирование нехарактерного разрушения продуктивных слоев песчаника при бурении. Физическая Мезомеханика, 19(6), c. 86–93.
  • Гениев Г.А., Курбатов А.С, Самедов Ф.А. (1993). Вопросы прочности и пластичности анизотропных материалов. М.: Интербук, 187 с.
  • Грогуленко В.В. (2017). Моделирование приложения нагрузок на металлополимерные колтюбинговые трубы для нефтяной и газовой промышленности. Науковедение, 9(1).
  • Рудяк В.Я., Серяков А.В., Манаков А.В. (2013). Совместное моделирование процессов геомеханики и фильтрации в прискважинной зоне во время бурения. Сборник трудов конференции: Геодинамика и напряженное состояние недр Земли». Новосибирск: ИГД СО РАН, т.1, с. 383–388.
  • Серяков А.В, Подбережный М.Ю., Бочаров О.Б. (2018). Анизотропия формации как ключевой фактор устойчивости скважин на Западно–Салымском месторождении. Мат. 8 международной геологической и геофизической конференции EAGE: Инновации в геонауке – время открытий. Санкт-Петербург.
  • Фадеев А.Б. (1987). Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 221 с.
  • Cheng A. H.-D. (1997). Material Coefficients of Anisotropic Poroelasticity. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 34(2), pp. 199–205. https://doi.org/10.1016/S0148-9062(96)00055-1
  • Cui L., Cheng A.H-D., and Y. Abousleiman (1997). Poroelastic Solution for an Inclined Borehole. J. of App. Mechanics ASME, 64(1), pp. 32–38. https://doi.org/10.1115/1.2787291
  • Liu C., and Y. Abousleiman (2018). Multiporosity/Multipermeability Inclined-Wellbore Solutions With Mudcake Effects. SPE Journal, 23(5), pp. 1723–1747. https://doi.org/10.2118/191135-PA
  • Mohamad-Hussein A. and J. Heiland (2018). 3D finite element modelling of multilateral junction wellbore stability. J. Pet. Sci., 15, pp. 801–814. https://doi.org/10.1007/s12182-018-0251-0
  • Podberezhny M., Polushkin S. and Makarov A. (2017). Novel Approach for Evaluation of Petrpphysical Parameters from Time-Lapse Induction Logging-While-Drilling Measurements in Deviated and Horizontal Wells. Proceedings of the SPE Russian Petroleum Technology Conference. Moscow. https://doi.org/10.2118/187911-RU
  • Zoback M.D. (2010). Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press, 449 p.
  •  
Александр Викторович Серяков
АО Бейкер Хьюз, Новосибирский технологический центр
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4А
 
Максим Юрьевич Подбережный
Газпромнефть-ГЕО
Россия, 191167, Санкт-Петербург, Синопская набережная, д. 22А
 
Олег Борисович Бочаров
АО Бейкер Хьюз, Новосибирский технологический центр
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4А
 
Марат Альбертович Азаматов
Салым Петролеум Девелопмент Н.В.
Россия, 123242, Москва, Новинский бульвар, 31
 

Для цитирования:

Серяков А.В., Подбережный М.Ю., Бочаров О.Б., Азаматов М.А. (2020). Устойчивость зоны сочленения соосных скважин различного диаметра (на примере месторождения ХМАО). Георесурсы, 22(3), c. 69–78. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2020.3.69-78

For citation:

Seryakov A.V., Podberezhny M.Yu., Bocharov O.B., Azamatov M.A. (2020). Junction zone stability in coaxial wells of different diameters (on the example of the Khanty-Mansi Autonomous District oil field). Georesursy = Georesources, 22(3), pp. 69–78. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2020.3.69-78