География скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ тесты ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Исследование и прогнозирование устойчивости стволов горизонтальных скважин баженовских отложений, бурящихся на депрессии скачать реферат

Расширение объемов бурения горизонтальных скважин (ГС) на депрессии приводит к возникновению целого ряда не существовавших ранее проблем. В частности, обеспечения устойчивости стволов скважин в продуктивных горизонтах и перекрывающих их отложениях при бурении на депрессии.
В статье приведены результаты исследования данной проблемы, выполненного по заказу ОАО «Сургутнефтегаз», применительно к горным породам баженовских отложений из скважин Ульяновского, Сыхтынглорского и Камынского месторождений.
Привлекательность технологии бурения скважин на депрессиях в значительной мере обусловлена возможностью получать минимальное загрязнение призабойной зоны пласта частицами бурового раствора и тем самым сохранять ее природную проницаемость. Вместе с тем при поддержании на забое скважины в ходе ее бурения давления ниже пластового на первый план выходят вопросы, связанные с деформированием и прочностью горных пород, устойчивостью стволов скважин и т.п. Основным вопросом, на который следует ответить перед началом проводки скважины на депрессии, является вопрос о том, на какой максимальной депрессии можно вести бурение. Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов — деформационных и прочностных свойств породы, анизотропии ее механических свойств, напряжений, возникающих в окрестности скважины, геометрии скважины, давления на забое скважины.
При ярко выраженной анизотропии прочностных и деформационных свойств породы важнейшим фактором является ориентация скважины относительно осей анизотропии породы. Возможна ситуация, когда при всех прочих одинаковых технологических параметрах (типе бурового раствора, депрессии на забое скважины, скорости проходки и т.д.) бурение на депрессии вертикальных скважин протекает без осложнений, а бурение горизонтальных или наклонных скважин представляет большую проблему в связи с потерей устойчивости.
Чтобы ответить на перечисленные вопросы, недостаточно одних теоретических исследований. Необходимо иметь возможность определять деформационные и прочностные свойства пород для конкретных месторождений и конкретных условий бурения скважин, что можно сделать лишь на соответствующем экспериментальном оборудовании.
Постановка задачи, предварительные измерения и расчеты
Цель работы — определение величины депрессии, при которой возможна потеря устойчивости горизонтальных стволов скважин баженовских отложений в процессе бурения на депрессии. Исследования проводились на уникальной экспериментальной установке Института проблем механики РАН — Испытательной системе трехосного независимого нагружения (ИСТНН), позволяющей на образцах породы размером 5х5х5 см воссоздавать реальные напряжения, возникающие в породе вокруг скважины в процессе ее бурения, освоения и эксплуатации, и исследовать их влияние на фильтрационные свойства породы. В процессе испытаний образцов изучался характер их деформирования, разрушения при моделировании условий роста депрессии на забое скважины. Предварительно были определены скорости распространения продольных волн в исследуемых породах в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
В процессе работы на стенде испытаны по различным трехмерным программам нагружения 32 образца породы из продуктивных горизонтов и перекрывающих их отложений.
Как известно, к разрушению материалов приводят касательные (сдвиговые) напряжения. При создании депрессии, например в вертикальной не обсаженной скважине, в породе, слагающей стенки скважины, происходит такое перераспределение напряжений, при котором напряжения, действующие в радиальном направлении на стенке скважины, уменьшаются на величину депрессии, кольцевые (тангенциальные) напряжения увеличиваются, а напряжения, действующие в вертикальном направлении, остаются примерно на том же уровне.
В результате при увеличении депрессии в породе вокруг скважины происходит рост касательных напряжений, что в итоге может привести к ее разрушению. Изменение напряжений в породе вблизи скважины при изменении величины депрессии для различных вариантов конструкции забоя показывают расчеты. В простых случаях (открытый ствол скважины) аналитические, в более сложных (наличие обсадки, перфорационных отверстий, щелей и т.п.) — численные, с использованием трехмерных программ расчета напряженно-деформированного состояния. Найденные условия нагружения породы при изменении величины депрессии для различных вариантов конструкции забоя моделируются на образцах из кернового материала с помощью испытательного стенда ИСТНН.
Для составления программы нагружения образцов, отвечающей реальным напряжениям, возникающим вокруг ГС при создании в ней депрессий различного уровня, необходимо решить две предварительные задачи:
— установить вид анизотропии породы, поскольку от этого в случае горизонтальной скважины во многом зависят действующие вокруг нее напряжения;
— определить упругие модули породы, отвечающие установленному виду анизотропии.
Для определения типа анизотропии породы были измерены скорости распространения продольных волн в изготовленных образцах. Скорости измерялись в трех взаимно-перпендикулярных направлениях: по оси керна и по двум осям в горизонтальной плоскости. Измерения проводились на специальной установке, представляющей собой два датчика-генератора ультразвуковых волн, между которыми устанавливался исследуемый образец. Для визуализации результатов измерений электрические сигналы с обоих датчиков выводились на осциллограф. Между датчиками-генераторами пропускались волны длиной 5 мм, частотой 1,25 МГц и определялось время прохождения волн через образец и затухание амплитуды колебаний.
Скорости распространения продольных волн в горизонтальной плоскости по осям 2 и 3 оказались практически одинаковыми. Скорость распространения продольных волн в вертикальном направлении, т.е. по оси 1, оказалась в 1,2-1,8 раза меньше, чем в горизонтальном.
Полученные результаты позволили сделать вывод, что исследуемая порода, во-первых, является существенно анизотропной и, во-вторых, по своим свойствам близка к трансверсально изотропной среде, т.е. среде, свойства которой в плоскости изотропии (в данном случае в горизонтальной плоскости) одинаковы, а в вертикальном направлении вдоль оси изотропии (оси керна) — отличны.
В ходе измерения скоростей продольных волн был получен еще один интересный результат: коэффициент затухания амплитуды волн в вертикальном направлении был очень большим и превосходил коэффициент затухания амплитуды волн в горизонтальном направлении на порядки. Этот факт свидетельствует о значительной трещиноватости породы в горизонтальном направлении, т.е. порода представляет собой своего рода «слоеный пирог». Об этом же свидетельствует и наблюдавшееся при изготовлении образцов дискование керна при резке его алмазными кругами, поскольку наличие горизонтальной трещиноватости приводит к значительному снижению прочности породы на сдвиг в горизонтальных плоскостях.
Деформирование трансверсально-изотропного упругого материала характеризуется пятью независимыми упругими константами:
— E, E'— модули Юнга в плоскости изотропии и перпендикулярно ей;
— v, v'— коэффициенты Пуассона в плоскости изотропии и перпендикулярно ей;
— G'— модуль сдвига для любой плоскости, перпендикулярной плоскости изотропии.
Для определения упругих свойств породы были специально изготовлены 4 образца — два образца из скв. № 3303 Сыхтынглорского месторождения и два образца из скв. № 3304 Ульяновского месторождения. Особенностью образцов, предназначенных для определения упругих модулей породы, является высокая точность их изготовления: непараллельность противоположных граней образца не превышала 1-2 мкм.
Напряжения и деформации для трансверсально-изотропного материала с учетом расположения осей связаны следующими уравнениями:

Добавлен: 18.02.2012, 22:07 [ Скачать с сервера (133.5Kb) ]
Категория: География | Добавил: Lakomka
Просмотров: 876 | Загрузок: 138
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

Можно ли узнать настроение человека по его внешнему виду? Можно ли определить, какое он принял решение, если не было сказано ни слова? Можно ли обмануть так, чтобы никто этого не заметил, или уличить человека в обмане без детектора лжи? Можно, если вы умеете читать тайный язык жестов!

Перед вами свод уникальных правил, которые помогут ...
Порой войны начинаются буднично. Среди белого дня из машин, припаркованных на обыкновенной московской улице, выскакивают мужчины и, никого не стесняясь, открывают шквальный огонь из автоматов. И целятся они при этом в группку каких-то невзрачных коротышек в красных банданах, только что отоварившихся в ближайшем «Макдоналдсе». Разумеется, тут же нач...
Мир моды в отношении одежды всегда изменчив и непостоянен. Исключением являются трикотажные вещи, которые, независимо от взглядов и капризов кутюрье, пользуются заслуженной популярностью. Каждая женщина хочет выглядеть и одеваться не так, как другие. Чтобы воплотить это желание в жизнь, достаточно научиться вязать. Приобретя данную книгу, читатель ...
В этом мире Российская Империя – по-настоящему великая Держава с огромной территорией и Государем Императором во главе. Но так же, как в нашем мире, головная боль ее внутренней политики – жесточайшие племенные распри на землях Востока, безумная жажда обогащения местных правителей, а на Западе подозрительная возня по ту стороны границы. Эпидемия рел...

объявления

Занимательные опыты по физике

[Физика] - скачать

Биоактивные производные хитозана

[Химия] - скачать

Чрезвычайные ситуации и психогенные расстройства*

[Медицина] - скачать

СОСТОЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ И ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАКТИВНОСТИ У НОВОРОЖДЕННЫХ ТЕЛЯТ ПРИ КОЛИБАКТЕРИОЗЕ

[Медицина] - скачать

Введение в специальность («комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений»)

[Архитектура] - скачать