Modelling of acceptable hole curvature for running casing strings

• Autorzy: Lagreca A. J. , Miska S. Z. , Sorem J. R.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie dopuszczalnej krzywizny otworu dla zapuszczania ciągu rur okładzinowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A mathemetical model is presented to analyze insertion forces for casing strings in high hole curvatures (dogleg severity) and high deviation angles. This mathematical model allows simulation of forces acting on casing strings in short and long doglegs with constant curvature. Equations for predicting the acceptable hole curvature are obtained by analyzing the static equilibrium of forces acting on casing string. Since the resulting differential equation is non-linear, an approximating function, which satisfies the geometrical boundaryconditions, is proposed as a solution. This approximating function describesthe equilibrium configuration of the casing centerline and provides a method to predict forces acting belowthe neutral point. The influence of hole curvature on these forces was simulated for some casing strings. Calculated forces are described and presented in graphical form.

PL

Zaprezentowano model matematyczny do analizy sił wprowadzania ciągów rur okładzinowych do otworów o dużej krzywiźnie (nagłe zmiany kierunku przewodu wiertniczego) i o znacznych kątach odchylenia. Model matematyczny umożliwia symulowania sił działających na ciągi rur okładzinowych przy nagłych zmianach kierunku przewodu na krótkich i długich odległościach, przy stałej krzywiźnie. Równania umożliwiające określenie dopuszczalnej krzywizny otworu otrzymuje się drogą analizy statycznej równowagi sił działających na ciąg rur okładzinowych. Ponieważ uzyskane w ten sposób równanie różniczkowe jest nieliniowe, jako rozwiązanie proponuje się funkcję aproksymującą która spełnia geometryczne warunki brzegowe. Funkcja aproksymująca opisuje układ równowagi dla linii śodkowej ciągu rur i pozwala na predykcję sił działających poniżej punktu neutralnego. Symulowano wpływ krzywizny otworu na wielkość tych sil dla różnych ciągów rur. Obliczone siły zostały opisane i przedstawione graficznie.

Słowa kluczowe

EN

directional drilling; casing string in directional wells; modelling of hole curvature

PL

wiercenie kierunkowe; kolumny rur okładzinowych w otworach kierunkowych; modelowanie krzywizny otworu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 49, nr 4
• Strony: 453--476
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lagreca A. J.

• Intevep, Sa Caracas / University of Tulsa

autor

Miska S. Z.

• University of Tulsa, Department of Petroleum Engineering, Tulsa, OK 74104-3189

autor

Sorem J. R.

• University of Tulsa, Department of Petroleum Engineering, Tulsa, OK 74104-3189

Bibliografia

• [1] Payne M.L., Abbassian F., 1996: Advanced Torque and Drag Considerations in Extended-Reach Wells. IADC/ SPE 35102, presented at the 1996 IADC/SPE Drilling Conference, 12-15 March, 1996, New Orleans, Louisiana.
• [2] Sangesland S.,Xiaojun He, 1991: New Tool Improves Ability To Run Casing in Long Sections of High-Angle Boreholes. SPE/IADC 21910, presented at the 1991 SPE/IADC Drilling Conference, 11-14 March, 1991, Amsterdam.
• [3] Batchelor B.J.,Edwards D.D., Moyer M.C., 1997: Iiwerted Tapered Casing String for a Shallow, Long Reach Weil. Journal of Petroleum Technology, April 1997, p. 416-418.
• [4] Maidla E.E., Wojtanowicz A.K., 1987: Field Comparison of 2-D and 3-D Methods for the Borehole Friction Evaluation in Directional Wells. SPE 16663, presented at the 62nd Annual SPE Fali Conference, 27-30 Septem- ber, 1987, Dallas, Texas.
• [5] Christian D.B., 1988: Planning and Operational Reąuirements for a Shallow-Objective, High-Angle Weil in the Gulf of Mexico. SPE 16168, presented at the 1987 SPE/IADC Drilling Conference, 15-18 March, 1987, New Orleans, Louisiana. Reprinted SPE Drilling Engineering, September 1988.
• [6] Lubiński A. (collected works), Miska S., 1987: Developments in Petroleum Engineering. Volume One. Gulf Publishing Co. 1987.
• [7] Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P., 1992: Numerical Recipes in FORTRAN, second edition (Cambridge University Press).
• [8] Bourgoyne A., et. al., 1986: Applied Drilling Engineering, Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (1986).
• [9] Kapłan W., 1981: Advanced Mathematics for Engineers, Addison-Wesley Publishing. 1981.
• [10] Lagreca A.J., 1997: Mathematical Modeling of Insertion Forces for Running - in Casing Strings in 2-D Wellbores with Holes Curvatures (Dogleg Severity) and High Deviation Angles. MS Thesis University of Tulsa, 1997.