Tytuł pozycji:
Diagnosis of the formation damage process using the theory of catastrophe
A broad area of interdisciplinary research, commonly referred to as nonlinear science, includes nonlinear thermodynamics, catastrophe theory, dynamic chaos theory, and fractal mathematics. This field has produced numerous influential figures, many books, and countless articles. Many popular books have been published on the theory of catastrophes, chaos, and fractals. Systems studied by nonlinear science are usually called complex; their properties are not reducible to those of their components and exhibit newly emerging, or “emergent” features. A catastrophe is an abrupt change that occurs as a sudden response of a system to a gradual change in external conditions. The mathematical description of phenomena associated with sharp and qualitative changes is provided by the theories of singularities and bifurcations. Bifurcations (catastrophes) are discontinuities in systems described by smooth (continuous) functions. This article attempts to make an adaptive operational decision aimed at preventing complications arising from sand production in wells, based on the application of catastrophe theory and mathematical and statistical tools. The influence of sand production on well productivity, particularly the associated plug formation, is a relevant issue and pertinent research focus today. The physical cause of the sand plug’s effect is that due to the small cross-section of the wellbore, the sand plug located above the productive horizon acts as a downhole fitting, creating significant resistance to the upward flow. Early diagnosis of the onset of near-wellbore zone damage and the transition of wells to sand-producing status is crucial. In addition, timely control of complications related to sand removal during the complete distortion of the bottomhole zone, when the sand production process is fully established, is of great relevance. The effectiveness of measures to prevent the complications in operation process depends on the validity and efficiency of such control.
Szeroki obszar badań interdyscyplinarnych, powszechnie określany jako nauka nieliniowa, obejmuje nieliniową termodynamikę, teorię katastrof, dynamiczną teorię chaosu i matematykę fraktalną. Dziedzina ta zaowocowała wieloma wpływowymi postaciami, książkami i niezliczonymi artykułami. Opublikowano wiele popularnych książek na temat teorii katastrof, chaosu i fraktali. Systemy badane przez nauki nieliniowe są zwykle nazywane złożonymi; ich właściwości nie dają się zredukować do właściwości ich komponentów i charakteryzują się nowo powstającymi cechami. Katastrofa to gwałtowna zmiana, która występuje jako nagła reakcja systemu na stopniową zmianę warunków zewnętrznych. Matematyczny opis zjawisk związanych z szybkimi i jakościowymi zmianami zapewniają teorie osobliwości i bifurkacji. Bifurkacje (katastrofy) są nieciągłościami w systemach opisanych przez ciągłe funkcje. W artykule podjęto próbę sformułowania adaptacyjnej decyzji operacyjnej mającej na celu zapobieganie komplikacjom, wynikającym z procesu piaszczenia w odwiertach, w oparciu o zastosowanie teorii katastrof oraz narzędzi matematycznych i statystycznych. Wpływ piaszczenia na produktywność odwiertu, a w szczególności na związane z tym tworzenie się korka piaskowego, jest obecnie istotnym zagadnieniem i przedmiotem badań. Efekt piaszczenia polega na tym, że ze względu na mały przekrój otworu wiertniczego, korek piaskowy znajdujący się nad horyzontem produkcyjnym działa jak armatura wiertnicza, wytwarzając znaczny opór podczas przepływu w górę. Kluczowe znaczenie ma wczesna diagnostyka uszkodzeń strefy przyodwiertowej i przejście odwiertu w stan piaszczenia. Ponadto, bardzo istotna jest terminowa kontrola komplikacji związanych z usuwaniem piasku przy całkowitym zniekształceniu strefy przyodwiertowej, gdy proces piaszczenia jest już w pełni rozwinięty. Skuteczność środków zapobiegających komplikacjom w procesie eksploatacji zależy od zasadności i skuteczności takiej kontroli.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).
