Том 335 № 8 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/8/4370
Оценка напряжений на поверхности эксплуатационных колонн, оснащенных противопесочными фильтрами, при спуске в горизонтальную скважину
Актуальность исследования обусловлена необходимостью оценить время накопления пластового песка у кольцевого пространства горизонтальной скважины и единичную длину фильтроэлементов в составе низа эксплуатационных колонн и определить напряжения на поверхности эксплуатационных колонн, оснащенных противопесочными фильтрами, при спуске в скважину. Цель: на основе изучения причин продолжающегося поступления песка в скважины, оснащенные противопесочными фильтрами, разработать и предложить мероприятия, связанные с необходимостью выбора уменьшения количества фильтров, обеспечивающих проектный дебит горизонтальной скважины, или существенным увеличением длины фильтрующей поверхности фильтров с целью снижения эрозионного износа проволочной обмотки. Объекты. Рассматривается скважина с горизонтальным участком, оснащенная противопесочными фильтрами, одноразмерными с обсадными колоннами. Предполагалось сохранение целостности поверхности фильтроэлементов и исключение условий их разрушения в процессе спуска в горизонтальный ствол. Что предполагает собой необходимую эффективную работу скважины в течение всего эксплуатационного периода. Рассматривается участок первого набора кривизны и усилия, возникающие при этом, а также устойчивость колонны труб при возможных её остановках. По длине колонны равномерно расположены центраторы, на некоторых участках будем иметь многопролетную статически неопределимую балку, в каждом сечении которой действует радиальная нагрузка. Методы. При исследовании времени накопления пластового песка в кольцевом пространстве горизонтальной скважины и единичной длины фильтроэлементов в составе низа эксплуатационных колонн необходимо на первом этапе определить напряжения на поверхности эксплуатационных колонн, оснащенных противопесочными фильтрами, при спуске в скважину. Особый интерес представляет собой исследование оценки времени существования переходного периода, иначе говоря, в течение какого эксплуатационного срока происходит полное накопление пластового песка в кольцевом пространстве и переход дренирования пласта по всей длине горизонтального ствола к дренированию только зон, примыкающих к фильтрам. Для расчета дебита жидкости при полном заполнении песком кольцевого пространства горизонтальной скважины использованы проектные величины параметров пласта АС4.8. Максимальное значение депрессий, используемых в расчетах, принято равным 1,5 МПа. Результаты. Рассмотрение ситуаций, возникающих при спуске фильтров в горизонтальные скважины, свидетельствует о том, что внешняя поверхность фильтроэлементов не защищена от разрушения в результате контактных напряжений со стенками пробуренного ствола скважины. Для защиты от разрушения и затирания открытых зазоров глиносодержащими породами по краям фильтроэлементов должны устанавливаться жесткие центраторы, максимально допустимые расстояния между которыми не должны превышать 4,0–4,5 м.
Ключевые слова:
противопесочный фильтр, горизонтальная скважина, профилированная проволока, межвитковый зазор, суммарный прогиб, сила сопротивления