Оценка технико-эксплуатационного состояния бурильных колонн
В 2025г. на кафедре прикладной механики продолжалась реализация проектов «Разработка математических моделей, методов, алгоритмов и программ для оценки технико-эксплуатационного состояния бурильных колонн различного типа в процессе строительства скважин» и «Разработка математических моделей, методов, алгоритмов и программы расчета гидравлических нагрузок на бурильную колонну в процессе строительства скважин». Выполнение проекта осуществлялась авторским коллективом Кудрявцев И.В., Митяев А.Е., Колотов А.В. и др. в рамках конкурса прикладных научных исследований в интересах первого климатического Научно-образовательного центра мирового уровня «Енисейская Сибирь» в целях импортозамещения и направлено на разработку математических моделей, методов расчета и программа на их основе, которые позволят оценивать технико-эксплуатационное состояние бурильных колонн различного типа для обеспечения прочности, жесткости и устойчивости как отдельных элементов, так и буровых колонн в целом на различные внешние воздействия, возникающие в процессе строительства нефтяных скважин и выполнения типовых работ в них, а также оценивать гидравлическое состояние и качество очистки скважин в процессе выполнения классических операций (спуск, подъем и др.), свабирования и прессования.
Разработка отечественного продукта за счет использования уточненных методов расчета позволяет более достоверно оценивать технико-эксплуатационного состояния бурильных колонн различного типа в процессе строительства нефтяных скважин и выполнения типовых работ в них, обеспечивая необходимые режимы работы и их безопасность. Также, выполнение данного проекта позволяет перейти от зарубежных программ расчета на отечественный конкурентноспособный аналог, который может использоваться нефтяными компаниями при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений Красноярского края и всей РФ.
В результате исследования разработаны математические модели, методы расчета и программа на их основе, которые позволят оценивать технико-эксплуатационное состояние бурильных колонн различного типа для обеспечения прочности, жесткости и устойчивости как отдельных элементов, так и буровых колонн в целом на различные внешние воздействия, возникающие в процессе строительства скважин и выполнения типовых работ в них. Разработка данных методик потребовало создания ряда вспомогательных методов расчета: расчет геометрических параметров траектории скважины, аппроксимация результатов испытаний вязкости буровых растворов по одной из реологических моделей (Ньютона, Бингама, Степенная, Хершеля-Балкли) и гидравлический расчет давлений бурового раствора в каждой точке скважины.
Разработанные методы расчета были проверены для различных скважин с данными, полученными в зарубежных программных средствах аналогичного назначения (Wellplan, DrillingOffice и др.) и получена требуемая сходимость как механических, так и гидравлических результатов по всем контролируемым параметрам. Результаты выполнения проекта можно использовать для оценки технико-эксплуатационного состояния бурильных колонн различного типа в процессе строительства нефтяных скважин и выполнения типовых работ в них. Разработанный расчетный модуль, который содержит все виды гидравлических и механических расчетов, может быть использован независимо или же как часть большого программного комплекса по информационному сопровождению при планировании и эксплуатации скважин.
Полученные результаты проекта могут использоваться в составе различных программ на ЭВМ для оперативной оценки технико-эксплуатационного состояния бурильных колонн различного типа в процессе строительства скважин и выполнения типовых работ в них и принятия необходимых производственных решений в РФ и за рубежом.