Моделирование баллонирования ствола скважины поможет обеспечить безопасное бурение на глубоководные нефть и газ

Устройство, моделирующее баллонирование ствола скважины — вредный побочный эффект глубоководного бурения, — может обеспечить безопасные и эффективные операции. Если его не предотвратить, это явление способно привести к необратимым повреждениям и серьёзным авариям, что чревато загрязнением пласта и огромными экономическими потерями.

В недавнем выпуске журнала Review of Scientific Instruments исследователи из Китайского нефтяного университета в Пекине представили устройство, способное моделировать этот опасный феномен с целью его предотвращения.

Баллонирование ствола — это обратимые притоки и поглощения бурового раствора в ствол скважины во время бурения. Углублённое понимание и получение данных об этом явлении помогут учёным разработать превентивные меры для противодействия ему.

В отличие от предыдущих работ, в основном фокусировавшихся на численном моделировании, исследование авторов включает экспериментальные результаты. Устройство, состоящее из четырёх отдельных блоков, может моделировать такие условия, как различное давление раскрытия трещин, типы горных пород и давление циркуляции раствора. Его секции включают блок создания давления, трёхосный зажимной блок, блок противодавления, а также систему управления и сбора данных.

«Согласно текущим исследованиям, основной механизм, вызывающий баллонирование ствола, — это раскрытие и закрытие сети трещин вокруг ствола скважины, вызванное колебаниями давления в стволе. Поэтому, основываясь на этом механизме, мы сначала спроектировали основной блок устройства — трёхосный зажимной блок, который может моделировать раскрытие и закрытие трещин», — пояснил автор работы Рею Гао.

Исследователи доказали, что их устройство способно точно моделировать эффекты баллонирования ствола в экспериментах, и ожидают, что эти эксперименты позволят проверить теоретические исследования по данной теме.