«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Усовершенствование методологии расчета центрации обсадных колонн

УДК: 519.688:004.421.2:622.245.42
DOI: -

Авторы:

¹ Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия

Ключевые слова: обсадная колонна, центрирование, эксцентриситет, восстанавливающее усилие, центраторы, цементирование скважин, нелинейная модель, оптимизация размещения

Аннотация:

В статье рассматриваются ограничения традиционного метода расчета центрирования обсадных колонн, регламентированного стандартом API 10D, основанного на использовании усредненного значения восстанавливающего усилия. Установлено, что такой подход не отражает реальную нелинейную зависимость между эксцентриситетом колонны и восстанавливающим усилием, особенно в начальных и предельных зонах центрирования, что приводит к значительным погрешностям в расчетах и снижению качества цементирования. Предложен алгоритм, учитывающий полную экспериментальную кривую нагрузки, полученную на основании экспериментальных данных. Алгоритм включает построение точных кривых нагрузок, дискретизацию колонны и обратную интерполяцию для определения профиля центрирования. Алгоритм позволяет более точно оценивать степень эксцентриситета, оптимизировать размещение центраторов и адаптировать расчеты к реальным условиям скважины. Применение разработанного метода способствует повышению надежности конструкции и улучшению герметичности цементного кольца. Работа демонстрирует необходимость перехода от упрощенных моделей к детализированным расчетам в современных условиях бурения.

Список литературы:

1. Choosing Optimal Standoff for Horizontal Well Profile with High Cavernosity to Achieve Better Mud Removal / M. Tcibulskii, M. Vavilov, V. Afletunov, S. Orlov // SPE Russian Petroleum Technology Conference, Moscow, Russia, October 22–24, 2019. – DOI: 10.2118/196787-ms
2. Музипов Х.Н. Интенсификация притоков нефти с помощью звуковых волн: дис. … канд. техн. наук: 25.00.17. – Тюмень, 2005. – 125 с.
3. Каталог продукции для спуска и цементирования обсадных колонн. – URL: https://endv.su/userfls/ufiles/Catalogue_Endeavour_2022_ru.pdf (дата обращения 14.04.2025).
4. Improving the Efficiency of Curved Wells’ Operation by Means of Progressive Cavity Pumps / A.A. Isaev, M.M. Aliev, A.N. Drozdov [et al.] // Energies. – 2022. – Vol. 15, Issue 12. – Article No. 4259. – DOI: 10.3390/en15124259
5. Расчеты центрирования обсадных колонн из условий их безопасного спуска и обеспечения концентричного цементного кольца на нужных участках. – URL: https://угту.рф/sites/default/files/pages/1_raschety_kachestvennog_centrirovaniya_obsadnyh_kolonn.pdf (дата обращения 14.04.2025).
6. Свидетельство 2023680212 Рос. Федерация о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программный комплекс для расчетов при цементировании CemLife / А.Е. Мурашко, Р.Н. Рязанов, И.Д. Ястребов [и др.]; правообладатель ООО "Интеллект-Развитие-Технологии". – № 2023669667; заявл. 27.09.2023; опубл. 27.09.2023, Бюл. № 10.