Исследование сопряженных тепло-гидравлических процессов при бурении скважин и разработка рецептур буровых растворов для снижения скорости процесса растепления многолетнемерзлых пород (РФФИ-316)

Проект посвящен проведению комплексных междисциплинарных расчетно-экспериментальных исследований и разработке на их основе способов снижения скорости процесса растепления многолетнемерзлых пород (ММП) при строительстве нефтегазовых скважин на месторождениях Красноярского края. В настоящее время основная часть новых месторождений нефти и газа Красноярского края разрабатывается в северных широтах в условия ММП. Освоение месторождений в таких условиях приводит к значительному повышению капитальных затрат, связанных с необходимостью предотвращения растепления многолетнемерзлых пород. Поэтому разработка способов снижения негативного теплового воздействия при бурении скважин является актуальной задачей. Основным научным результатом проекта будет комплексная методика расчета сопряженного теплообмена скважины и окружающей горной породы с учетом фазовых переходов и циркуляции бурового раствора в процессе бурения. С помощью данной методики будет проведено исследование теплогидравлических процессов в скважине и окружающей ее горной породе в процессе бурения. Впервые будет проведен систематический анализ влияния свойств буровых жидкостей различного назначения на процесс растепления скважины в условиях ММП. Кроме того, в проекте будут разработаны рецептуры буровых растворов с минимальной растепляющей способностью при сохранении остальных рабочих характеристик. Будут проведены лабораторные исследования физико-химических свойств разработанных буровых растворов. На основе полученных знаний будут разработаны рекомендации по снижению негативного теплового воздействия на ММП в процессе бурения. Это можно считать главным практическим результатом проекта. Проект предполагает проведение комплексных мильтидисциплинарных исследований, относящихся к процессам тепломассообмена, физической и коллоидной химии, гидродинамике многофазных потоков, геологии, математическому моделированию и численным методам механики сплошных сред.