Зависимость напряженного состояния цементного камня от зенитного угла

Аннотация: В данной работе поднята проблема получения заколонной циркуляции (ЗКЦ) на этапе строительства и эксплуатации скважин. Представлено научно-теоретического обоснование подхода к подбору оптимальных упруго-прочностных свойств цементного камня, способных противостоять нагрузкам на разных этапах жизненного цикла и сопротивляться растрескиванию. Основой данной работы является численное моделирование цементного кольца в пластовых условиях. В ходе исследования были смоделированы различные напряжения, действующие на цементный камень в скважинах с разным углом наклона. Выполнены расчеты для оценки предельных напряжений, действующих на цементное кольцо, для прогнозирования разрушения цементного камня, основанные на фактических данных по цементному камню, обсадной колонне, механических свойств горных пород, напряжениям в пласте (массиве горных пород), профилю. В результате проведенных исследований определены предельные нагрузки на цементный камень в зависимости от: зенитного угла скважины, упругих свойств горных пород и цементного камня, толщины цементного кольца, создаваемых нагрузок при проведении опрессовки обсадной колонны. Полученные прогнозы могут использоваться для выбора подходящих параметров цементного камня, для снижения риска повреждения цементного кольца и, как следствие, минимизации рисков возникновения заколонной циркуляции (ЗКЦ). Предлагаемое технологическое решение не имеет отрицательных последствий, не требует значительных увеличений затрат, в свою очередь, снижает риски разрушения цементного камня в процессе эксплуатации скважины, уменьшает дополнительные геофизические исследования скважин (ГИС) и ремонтно-изоляционные работы (РИР).