Автор: Салихов А.Р. , Ахметова З.И.
Требования к упруго-прочностным свойствам цементного камня для наклонных и горизонтальных скважин
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-6-68-71
Аннотация
В работе исследована проблема разрушения цементной крепи вследствие превышения создаваемых нагрузок на цементное кольцо, отсутствия расчетов при выборе требуемых упруго-прочностных свойств цемента для принятых/рассмотренных условий. Представлено теоретическое обоснование подхода к подбору оптимальных упруго-прочностных свойств цементного камня, способного противостоять нагрузкам на разных этапах жизненного цикла и сопротивляться растрескиванию. Работа посвящена численному моделированию устойчивости цементного камня при различных напряжениях в течение срока службы скважины. При анализе использовались фактические данные по модулю Юнга цементного камня, обсадной колонне, напряжений в пласте, свойств горных пород, по опрессовке обсадной колонны, инклинометрии, центрации, коэффициента кавернозности. В результате моделирования выявлена зависимость устойчивости цементного камня к стрессам при выполнении опрессовки от зенитного угла скважины, а также упругих свойств горных пород и цементного камня. Полученные прогнозы могут использоваться для выбора требуемых параметров цементного камня, минимизации рисков его разрушения и, как следствие, улучшения качества сцепления цементного камня с колонной и породой. Предлагаемое технологическое решение не имеет отрицательных последствий, не требует значительного увеличения затрат, в свою очередь снижает риски разрушения цементного камня в процессе строительства и эксплуатации скважины, а также уменьшает дополнительные временные и финансовые затраты на проведение ремонтно-изоляционных работ.
Материалы и методы
Численное моделирование участка ствола скважины при стационарном статическом нагружении методом конечных элементов в уравнениях теории упругости в специализированном программном обеспечении.
Ключевые слова
цементирование, заколонная циркуляция, упруго-прочностные свойства цементного камня, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, моделирование разрушения кольцевой изоляции
Вернуться к списку статей
Аннотация
В работе исследована проблема разрушения цементной крепи вследствие превышения создаваемых нагрузок на цементное кольцо, отсутствия расчетов при выборе требуемых упруго-прочностных свойств цемента для принятых/рассмотренных условий. Представлено теоретическое обоснование подхода к подбору оптимальных упруго-прочностных свойств цементного камня, способного противостоять нагрузкам на разных этапах жизненного цикла и сопротивляться растрескиванию. Работа посвящена численному моделированию устойчивости цементного камня при различных напряжениях в течение срока службы скважины. При анализе использовались фактические данные по модулю Юнга цементного камня, обсадной колонне, напряжений в пласте, свойств горных пород, по опрессовке обсадной колонны, инклинометрии, центрации, коэффициента кавернозности. В результате моделирования выявлена зависимость устойчивости цементного камня к стрессам при выполнении опрессовки от зенитного угла скважины, а также упругих свойств горных пород и цементного камня. Полученные прогнозы могут использоваться для выбора требуемых параметров цементного камня, минимизации рисков его разрушения и, как следствие, улучшения качества сцепления цементного камня с колонной и породой. Предлагаемое технологическое решение не имеет отрицательных последствий, не требует значительного увеличения затрат, в свою очередь снижает риски разрушения цементного камня в процессе строительства и эксплуатации скважины, а также уменьшает дополнительные временные и финансовые затраты на проведение ремонтно-изоляционных работ.
Материалы и методы
Численное моделирование участка ствола скважины при стационарном статическом нагружении методом конечных элементов в уравнениях теории упругости в специализированном программном обеспечении.
Ключевые слова
цементирование, заколонная циркуляция, упруго-прочностные свойства цементного камня, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, моделирование разрушения кольцевой изоляции
