Ученые Пермского Политехнического университета разработали новую математическую модель, которая значительно улучшает оценку напряжения в околоскважинной зоне. Это достижение позволяет повысить устойчивость и продуктивность нефтяных скважин.
geomеханическое моделирование, применяемое в строительстве и разведке нефтяных месторождений, играет ключевую роль в выборе оборудования для вскрытия пласта и оценке устойчивости горных пород при бурении. Однако традиционные аналитические решения нередко оказываются неточными, поскольку не учитывают такие важные факторы, как геометрия перфорационных каналов, что в свою очередь может снизить продуктивность.
Новая численная модель включает обсадную колонну, цементный камень и нефтенасыщенные породы, тщательно учитывая геометрию перфорационных каналов. Для анализа взаимодействия между элементами конструкции используются контактные элементы, что значительно увеличивает её реалистичность.
По словам Сергея Попова, заведующего лабораторией Института проблем нефти и газа РАН, данная модель обеспечивает точный расчет распределения напряжений и оценку прочности различных конструктивных элементов, позволяя прогнозировать устойчивость скважин и предотвращать аварийные ситуации.
Эффективность модели была проверена в программе ANSYS 19 на примере вертикальной скважины, что подтверждает её практическую применимость.
Расчеты показали высокую точность, отклонение от классических формул составило всего 3,8%, что подтверждает надежность модели.
Она позволяет оценивать, насколько элементы крепи могут выдерживать нагрузки.
Запас прочности цементного камня составляет 2–3 единицы, а обсадной колонны — 3–4 единицы, что указывает на высокую устойчивость конструкции, сообщил Сергей Чернышов, заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.
Эта разработка открывает новые горизонты для повышения эффективности разработки нефтяных месторождений.
Более точное геомеханическое моделирование может улучшить выбор оборудования, оптимизировать конструкции скважин и значительно снизить риски при бурении и эксплуатации.
