ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН
Мета. Ґрунтовне аналітичне і лабораторне вивчення базових факторів надійної реалізації процесів кріплення та цементування експлуатаційних нафтогазових свердловин, за наявності для них складних геолого-літологічних і технологічних умов, шляхом розробки та впровадження інноваційних прийомів і методів...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/368 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Tooling materials science |
Institution
Tooling materials science| id |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-368 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Tooling materials science |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-06T06:49:22Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
глинисті осадові відкладення каверна стовбур свердловини кріплення умови буріння лопатевий механізм цементний камінь колона обсадних труб процеси видобутку активний потік рідини. |
| spellingShingle |
глинисті осадові відкладення каверна стовбур свердловини кріплення умови буріння лопатевий механізм цементний камінь колона обсадних труб процеси видобутку активний потік рідини. Павличенко, Артем Ігнатов, Андрій Ставичний, Євгеній ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| topic_facet |
clayey sedimentary deposits cavern wellbore casing drilling conditions blade mechanism cement stone casing string production processes active fluid flow. глинистые осадочные отложения каверна ствол скважины крепление условия бурения лопастной механизм цементный камень колонна обсадных труб процессы добычи активный поток жидкости. глинисті осадові відкладення каверна стовбур свердловини кріплення умови буріння лопатевий механізм цементний камінь колона обсадних труб процеси видобутку активний потік рідини. |
| format |
Article |
| author |
Павличенко, Артем Ігнатов, Андрій Ставичний, Євгеній |
| author_facet |
Павличенко, Артем Ігнатов, Андрій Ставичний, Євгеній |
| author_sort |
Павличенко, Артем |
| title |
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_short |
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_full |
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_fullStr |
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_full_unstemmed |
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_sort |
особливості техніко-технологічного супроводження операцій кріплення та цементування свердловин |
| title_alt |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ КРЕПЛЕНИЯ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН FEATURES OF TECHNICAL AND TECHNOLOGICAL SUPPORT FOR WELL CASING AND CEMENTING OPERATIONS |
| description |
Мета. Ґрунтовне аналітичне і лабораторне вивчення базових факторів надійної реалізації процесів кріплення та цементування експлуатаційних нафтогазових свердловин, за наявності для них складних геолого-літологічних і технологічних умов, шляхом розробки та впровадження інноваційних прийомів і методів забезпечення якості стовбура свердловини.
Методика. Дослідження основних особливостей споруджування свердловин у складних умовах, зокрема процесів їх підготовки до кріплення та наступного цементування, виконано із застосуванням сучасних методів аналітичного аналізу й експериментальних досліджень із використанням прийомів математичного та фізичного моделювання, методик моделювання та обробки результатів досліджень у середовищі SolidWorks, STATGRAPHICS, МАTHСАD, контрольно-вимірювальних приладів і відповідних матеріалів. Дослідження циркуляційних процесів при роботі проектованого пристрою виконано на спеціальному стенді, який може бути використаний: при проведенні експериментальних перевірок працездатності пристроїв для обробки стовбура свердловини в умовах, максимально наближених до реальних, що дозволяє отримати цілком достовірні локальні кількісні гідроаеродинамічні характеристики потоків циркулюючих агентів, викликаних роботою виконавчих органів досліджуваних моделей; при вивченні процесів шламоскупчення, з широким варіюванням технологічних параметрів циклу очищення, в ускладнених кавернозних ділянках споруджуваної свердловини.
Результати. Проаналізовано основні проблематичні питання розробки нафтогазових родовищ, з огляду на необхідність створення для них надійних каналів транспортування вуглеводневої сировини. Сформульовано ключові вимоги до технологічного циклу проведення операцій з кріплення та наступного цементування стовбура свердловини, ускладненого наявністю в ньому потужних товщ осадових відкладень з кавернозними виробками в них. Окреслено деякі суттєві напрямки вдосконалення техніко-технологічних прийомів і методів циклу кріплення свердловин в складних геолого-літологічних умовах. В якості пріоритетного напрямку розвитку технології кріплення свердловин обрані прийоми та методи підготовки стовбура свердловини до спуску обсадної колони з її наступним кріпленням. Обґрунтовано необхідність встановлення фізичної та гідравлічної сутності явищ та процесів, які відбуваються при роботі пристроїв для обробки стовбура споруджуваної свердловини. Показано перспективність застосування тих пристроїв для обробки стовбура свердловини, які дозволяють створювати активний рух промивальної рідини в застійних зонах означеної гірської виробки.
Наукова новизна. Саме кавернозність є основною причиною різкого зниження якості цементного каменю в затрубному просторі стовбура свердловини; зазначене обумовлене активним змішуванням цементного розчину з глинисто-шламовими відкладеннями, які знаходяться в кавернах та повинні в обов’язковому порядку бути видалені під час відповідної підготовки стовбура.
Практична значущість. Принципово нове конструктивне виконання проєктованого пристрою і механізм його дії на глинисто-шламові кавернозні утворення, дає змогу значно прискорювати та спрямовувати потік промивальної рідини на об’єкти обробки, зокрема глинисто-шламові пасти. Вказане дозволяє істотно збільшить якість очищення кавернозних інтервалів, а отже, як слідство, і тампонування стовбура свердловини. Зазначене є прямою підставою для суттєвого скорочення матеріальних витрат і часу на ліквідацію ускладнень та аварій, пов’язаних з неякісним тампонуванням, внаслідок зазначеного збільшиться безремонтний термін експлуатації та обслуговування свердловини, підвищаться показники видобутку корисних копалин.
|
| publisher |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/368 |
| work_keys_str_mv |
AT pavličenkoartem osobennostitehnikotehnologičeskogosoprovoždeniâoperacijkrepleniâicementirovaniâskvažin AT ígnatovandríj osobennostitehnikotehnologičeskogosoprovoždeniâoperacijkrepleniâicementirovaniâskvažin AT stavičnijêvgeníj osobennostitehnikotehnologičeskogosoprovoždeniâoperacijkrepleniâicementirovaniâskvažin AT pavličenkoartem osoblivostítehníkotehnologíčnogosuprovodžennâoperacíjkríplennâtacementuvannâsverdlovin AT ígnatovandríj osoblivostítehníkotehnologíčnogosuprovodžennâoperacíjkríplennâtacementuvannâsverdlovin AT stavičnijêvgeníj osoblivostítehníkotehnologíčnogosuprovodžennâoperacíjkríplennâtacementuvannâsverdlovin AT pavličenkoartem featuresoftechnicalandtechnologicalsupportforwellcasingandcementingoperations AT ígnatovandríj featuresoftechnicalandtechnologicalsupportforwellcasingandcementingoperations AT stavičnijêvgeníj featuresoftechnicalandtechnologicalsupportforwellcasingandcementingoperations |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:10Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:10Z |
| _version_ |
1850410055543816192 |
| spelling |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-3682024-02-06T06:49:22Z ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ КРЕПЛЕНИЯ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО СУПРОВОДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ КРІПЛЕННЯ ТА ЦЕМЕНТУВАННЯ СВЕРДЛОВИН FEATURES OF TECHNICAL AND TECHNOLOGICAL SUPPORT FOR WELL CASING AND CEMENTING OPERATIONS Павличенко, Артем Ігнатов, Андрій Ставичний, Євгеній clayey sedimentary deposits, cavern, wellbore, casing, drilling conditions, blade mechanism, cement stone, casing string, production processes, active fluid flow. глинистые осадочные отложения, каверна, ствол скважины, крепление, условия бурения, лопастной механизм, цементный камень, колонна обсадных труб, процессы добычи, активный поток жидкости. глинисті осадові відкладення, каверна, стовбур свердловини, кріплення, умови буріння, лопатевий механізм, цементний камінь, колона обсадних труб, процеси видобутку, активний потік рідини. Мета. Ґрунтовне аналітичне і лабораторне вивчення базових факторів надійної реалізації процесів кріплення та цементування експлуатаційних нафтогазових свердловин, за наявності для них складних геолого-літологічних і технологічних умов, шляхом розробки та впровадження інноваційних прийомів і методів забезпечення якості стовбура свердловини. Методика. Дослідження основних особливостей споруджування свердловин у складних умовах, зокрема процесів їх підготовки до кріплення та наступного цементування, виконано із застосуванням сучасних методів аналітичного аналізу й експериментальних досліджень із використанням прийомів математичного та фізичного моделювання, методик моделювання та обробки результатів досліджень у середовищі SolidWorks, STATGRAPHICS, МАTHСАD, контрольно-вимірювальних приладів і відповідних матеріалів. Дослідження циркуляційних процесів при роботі проектованого пристрою виконано на спеціальному стенді, який може бути використаний: при проведенні експериментальних перевірок працездатності пристроїв для обробки стовбура свердловини в умовах, максимально наближених до реальних, що дозволяє отримати цілком достовірні локальні кількісні гідроаеродинамічні характеристики потоків циркулюючих агентів, викликаних роботою виконавчих органів досліджуваних моделей; при вивченні процесів шламоскупчення, з широким варіюванням технологічних параметрів циклу очищення, в ускладнених кавернозних ділянках споруджуваної свердловини. Результати. Проаналізовано основні проблематичні питання розробки нафтогазових родовищ, з огляду на необхідність створення для них надійних каналів транспортування вуглеводневої сировини. Сформульовано ключові вимоги до технологічного циклу проведення операцій з кріплення та наступного цементування стовбура свердловини, ускладненого наявністю в ньому потужних товщ осадових відкладень з кавернозними виробками в них. Окреслено деякі суттєві напрямки вдосконалення техніко-технологічних прийомів і методів циклу кріплення свердловин в складних геолого-літологічних умовах. В якості пріоритетного напрямку розвитку технології кріплення свердловин обрані прийоми та методи підготовки стовбура свердловини до спуску обсадної колони з її наступним кріпленням. Обґрунтовано необхідність встановлення фізичної та гідравлічної сутності явищ та процесів, які відбуваються при роботі пристроїв для обробки стовбура споруджуваної свердловини. Показано перспективність застосування тих пристроїв для обробки стовбура свердловини, які дозволяють створювати активний рух промивальної рідини в застійних зонах означеної гірської виробки. Наукова новизна. Саме кавернозність є основною причиною різкого зниження якості цементного каменю в затрубному просторі стовбура свердловини; зазначене обумовлене активним змішуванням цементного розчину з глинисто-шламовими відкладеннями, які знаходяться в кавернах та повинні в обов’язковому порядку бути видалені під час відповідної підготовки стовбура. Практична значущість. Принципово нове конструктивне виконання проєктованого пристрою і механізм його дії на глинисто-шламові кавернозні утворення, дає змогу значно прискорювати та спрямовувати потік промивальної рідини на об’єкти обробки, зокрема глинисто-шламові пасти. Вказане дозволяє істотно збільшить якість очищення кавернозних інтервалів, а отже, як слідство, і тампонування стовбура свердловини. Зазначене є прямою підставою для суттєвого скорочення матеріальних витрат і часу на ліквідацію ускладнень та аварій, пов’язаних з неякісним тампонуванням, внаслідок зазначеного збільшиться безремонтний термін експлуатації та обслуговування свердловини, підвищаться показники видобутку корисних копалин. Purpose. A detailed analytical and laboratory study of the basic factors for the reliable implementation of processes for fastening and cementing production oil and gas wells. The mentioned wells are characterized by the presence of complex geological, lithological and technological conditions for them. The abovementioned is previously achieved through the development and implementation of innovative techniques and methods of wellbore quality assurance. Methods. The study of the main features of well construction in difficult conditions, in particular the processes of their preparation for casing and subsequent cementing, was carried out using modern methods of analytical analysis and experimental research. This was done using mathematical and physical modeling techniques, modeling techniques and processing research results in the SolidWorks, STATGRAPHICS, MATHCAD environment, instrumentation and relevant materials. The study of circulation processes during operation of the designed device was carried out on a special stand. The specified stand can be used when conducting experimental tests of the performance of devices for treating a wellbore under conditions as close as possible to real ones. This feature of the stand makes it possible to obtain completely reliable local quantitative hydro-aerodynamic characteristics of the flows of circulating agents caused by the work of the executive bodies of the models under study. Also, the stand in question can be used to study sludge accumulation processes, with a wide variation in the technological parameters of the cleaning cycle, in complicated cavernous sections of a well under construction. Findings. The main problematic issues in the development of oil and gas fields are analyzed, taking into account the need to create reliable channels for transporting hydrocarbon raw materials. Key requirements are formulated for the technological cycle of operations for fastening and subsequent cementing of a wellbore, complicated by the presence of thick layers of sedimentary deposits with cavernous workings in them. Some significant directions for improving technical and technological techniques and methods for the well casing cycle in difficult geological and lithological conditions are outlined. Techniques and methods for preparing the wellbore for running the casing with its subsequent fastening were selected as a priority direction for the development of well casing technology. The necessity of establishing the physical and hydraulic essence of the phenomena and processes that occur during the operation of devices for processing the trunk of a well under construction is substantiated. The prospects of using devices for treating the wellbore are shown, which allow creating active movement of the flushing fluid in the stagnant zones of the specified mine workings. Originality. It is cavernousness that is the main reason for the sharp decrease in the quality of cement stone in the annulus of the wellbore. This circumstance is due to the active mixing of cement mortar with clay-sludge deposits, which are located in caverns and must be removed during appropriate shaft preparation. Practical implications. A fundamentally different design of the designed device and the mechanism of its action on cavernous clay-sludge formations makes it possible to significantly accelerate and direct the flow of washing liquid to treatment objects, in particular clay-sludge pastes. This allows you to significantly increase the quality of cleaning cavernous intervals, and therefore, as a consequence, plugging the wellbore. This is a direct basis for a significant reduction in material costs and time to eliminate complications and accidents associated with poor-quality packing; due to the above, the maintenance-free life of the well’s operation and maintenance will increase, and the rates of mineral extraction will increase. Цель. Обстоятельное аналитическое и лабораторное изучение базовых факторов надежной реализации процессов крепления и цементирования эксплуатационных нефтегазовых скважин, при наличии для них сложных геолого-литологических и технологических условий, путем разработки и внедрения инновационных приемов и методов обеспечения качества ствола скважины. Методика. Исследование основных особенностей сооружения скважин в сложных условиях, в частности процессов их подготовки к креплению и последующему цементированию, выполнено с применением современных методов аналитического анализа и экспериментальных исследований с использованием приемов математического и физического моделирования, методик моделирования и обработки результатов исследований в среде SolidWorks, STATGRAPHICS, МАTHСАD, контрольно-измерительных приборов и соответствующих материалов. Исследование циркуляционных процессов при работе проектируемого устройства выполнено на специальном стенде, который может быть использован: при проведении экспериментальных проверок работоспособности устройств для обработки ствола скважины в условиях, максимально приближенных к реальным, что позволяет получить вполне достоверные локальные количественные гидроаэродинамические характеристики потоков циркулирующих агентов, вызванных работой исполнительных органов изучаемых моделей; при изучении процессов шламонакопления, с широким варьированием технологических параметров цикла очистки, в осложненных кавернозных участках сооружающейся скважины. Результаты. Проанализированы основные проблематичные вопросы разработки нефтегазовых месторождений, учитывая необходимость создания надежных каналов транспортировки углеводородного сырья. Сформулированы ключевые требования к технологическому циклу проведения операций по креплению и последующему цементированию ствола скважины, осложненного наличием в нем мощных толщ осадочных отложений с кавернозными выработками в них. Обозначены некоторые существенные направления усовершенствования технико-технологических приемов и методов цикла крепления скважин в сложных геолого-литологических условиях. В качестве приоритетного направления развития технологии крепления скважин выбраны приемы и методы подготовки ствола скважины к спуску обсадной колонны с ее последующим креплением. Обоснована необходимость установления физической и гидравлической сущности явлений и процессов, которые происходят при работе устройств для обработки ствола сооружающейся скважины. Показана перспективность применения устройств для обработки ствола скважины, которые позволяют создавать активное движение промывочной жидкости в застойных зонах указанной горной выработки. Научная новизна. Именно кавернозность является основной причиной резкого снижения качества цементного камня в затрубном пространстве ствола скважины; указанное обусловлено активным смешением цементного раствора с глинисто-шламовыми отложениями, которые находятся в кавернах и должны быть в обязательном порядке удалены во время соответствующей подготовки ствола. Практическая значимость. Полученные результаты лабораторных и аналитических исследований, а также обобщение промышленных и стендовых данных, являются базовыми для проектирования режимных параметров процесса промывки и тампонирования обсадной колонны с гарантированным обеспечением высоких технико-экономических показателей. Данные по изучению особенностей скважинных циркуляционных процессов и взаимодействия со стволом скважины тампонажных систем, являются исходными для обоснования конструктивных и технологических параметров технического сопровождения цикла сооружения скважин. Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2024-01-24 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/368 Інструментальне матеріалознавство; Том 26 № 1 (2023): Інструментальне матеріалознавство; 80-92 Инструментальное материаловедение; Том 26 № 1 (2023): Інструментальне матеріалознавство; 80-92 Tooling materials science; Vol 26 No 1 (2023): Tooling marerials science; 80-92 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/368/277 Авторське право (c) 2023 Інструментальне матеріалознавство |