«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Устойчивость ствола горизонтальной скважины в слоисто-неоднородном пласте

УДК: 622.276
DOI: -

Авторы:

¹ Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: горизонтальная скважина, слоисто-неоднородный пласт, концентрация разрушающих напряжений, устойчивость стенок скважины

Аннотация:

Методами математического и компьютерного моделирования исследованы особенности напряженно-деформированного состояния приствольных зон горизонтальных скважин. На основании проведенного анализа сделан вывод о том, что напряженно-деформированное состояние приствольных зон скважин при бурении их горизонтальных стволов существенно отличается от напряженно-деформированного состояния этих зон при бурении вертикальных скважин в аналогичных горно-геологических условиях, что обусловлено разницей величин вертикального и бокового горных давлений. Показано, что максимальная концентрация избыточных напряжений на стенках горизонтальной скважины, значительно превышающая концентрацию напряжений в приствольной зоне вертикальной скважины, происходит в окрестностях крайних по горизонтали точек в поперечном сечении ствола скважины, являющихся зонами наиболее интенсивного разрушения породы. Установлено, что при бурении горизонтальных скважин в слоисто-неоднородных пластах при пересечении стволом скважины границы раздела слоев пласта происходит значительная концентрация сжимающих напряжений на стенке скважины, расположенной в более жестком слое с высоким значением коэффициента Пуассона, что может приводить к разрушению породы в этом жестком слое. Полученные результаты могут быть применены при разработке методик определения плотности бурового раствора, обеспечивающей устойчивость стенок горизонтальных скважин в процессе бурения.

Список литературы:

1. Сеид-Рза М.К., Исмайылов Ш.И., Орман Л.И. Устойчивость стенок скважин. – М.: Недра, 1981. – 175 с.
2. Рабиа Х. Технология бурения нефтяных скважин. – М.: Недра, 1989. – 413 с.
3. Совершенствование технологии строительства горизонтальных скважин / Д.Л. Бакиров, М.М. Фаттахов, Э.В. Бабушкин [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2020. – № 1 (613). – С. 55–59. – DOI: 10.30713/0207-2351-2020-1(613)-55-59
4. Свалов А.М. Влияние фильтрационной корки на стенках скважины на их устойчивость // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2023. – № 11 (383). – С. 40–45. – DOI:10.33285/2413-5011-2023-11(383)-40-45
5. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. – М.: Наука, 1966. – 708 с.
6. Седов Л.И. Механика сплошной среды. В 2-х томах. – М.: Наука, 1970. – Т. 2. – 568 с.
7. Свалов А.М. Ползучесть горных пород в процессах разработки месторождений нефти и газа // Газовая промышленность. – 2012. – № 1. – С. 20–23.