Томск. 20 июля. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Ученые Томского политехнического университета разработали математическую модель, которая позволит минимизировать осложнения, возникающие при бурении нефтяных и газовых скважин, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Sciences.
Бурение скважин происходит при помощи технологической жидкости - бурового раствора, он необходим в первую очередь для очистки ствола скважины (выносит шлам на поверхность), но также выполняет и ряд других функций - поддерживает гидростатическое давление, создает фильтрационную корку на стенах скважин и др.
Традиционно функциональность бурового раствора оценивается при помощи лабораторных испытаний. При правильном подборе состава раствора и параметров бурения увеличивается скорость проходки, а также минимизируются возникающие осложнения - обвалы, прихваты и т.д.
"Какими должны быть параметры раствора и режима бурения? В идеальном случае не человек в лаборатории должен измерять параметры раствора: желательно, чтобы работала математическая модель. Работа аспиранта (Аль-Шаргаби Мохаммед Абдулсалам Таха Саллама, соавтора разработки - ИФ) как раз на это и была нацелена: установить критерии и выстроить модель. Чтобы, зная часть параметров, оптимизировать параметры бурового раствора, режимы бурения для обеспечения наилучшего функционирования строительства скважины, минимизации осложнений", - пояснил "Интерфаксу" директор научно-образовательного центра нефтегазовой химии и технологии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Константин Минаев, руководивший разработкой.
По его словам, ученые опробовали работу модели на уже работающих скважинах Saudi Aramco (Саудовская Аравия). Зная заранее, успешна ли была работающая скважина, ученые брали ее параметры, применяли их в математической модели, получая на выходе результат ее работы. Во всех случаях он совпал с тем, как на самом деле работает скважина.
Благодаря применению новой модели проходка в скважине может вырасти примерно в 1,6 раза, а крутящий момент снижается на 44%, выяснили ученые в ходе экспериментов с двумя скважинами. При этом модель можно применить к любой скважине, а также создать на основе формулы приложение для работы сервисной компании или самого недропользователя.
Для наглядной апробации работы модели ученые рассчитывают на разработку в вузе стенда стоимостью порядка 3,5 млн рублей.
"Раньше индексы очистки больше были нацелены на вертикальные скважины, теперь же они (скважины - ИФ) наклонно-направленные или со значительным горизонтальным участком ствола. Мы планируем разработать стенд со скважинами с изменяемым углом протяженностью около 6 метров. Тогда мы сможем в реальности показать, как идет очистка. Планируем опробовать различные режимы и параметры промывки, разные типы растворов", - добавил Минаев.
Томский политехнический университет основан в 1896 году, является первым в Сибири техническим вузом. В Национальном рейтинге университетов 2023 года, подготовленном Международной информационной группой "Интерфакс", ТПУ занимает 10-е место.
