Analytical Modeling of Well-Conductor Seabed Interaction in Complex Layered Soil in Newfoundland Offshore

Etido Gideon Akpan, Xiaoyu Dong, Mohammad Javad Moharrami, Hodjat Shiri

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Offshore and Nearshore

ABSTRACT: This paper presents an analytical study of the well-conductor in complexly layered soil by providing a theoretical basis for the stability of wellhead. Arbitrary seabed soil stratum from Newfoundland deep offshore was considered, where the seabed sediments have distinct layers with varying properties and thickness which has a certain effect on the lateral loading capacity of the casing string. Considering the lateral loads on the top of the casing string, variable stiffness of casing string and the geomechanical characteristics of the soil layers, the differential equation of casing deflection and its solutions were established below the mudline, and the results of the modal analysis were obtained. The study revealed the importance of soil layers with different stiffness on the peak bending moment and deflection of the conductor system. The influence is more significant in the shallower layers closer to the sea bottom. It was observed that an in-depth knowledge about the geological data of the layered soil is of paramount importance for the accurate design of the conductor and surface casing. The analytical approach was found an appropriate system for early assessment of conductor system performance in layered soil condition.

RÉSUMÉ: Cet article présente une étude analytique du conducteur de puits dans un sol à couches complexes en fournissant une base théorique pour la stabilité de la tête de puits. On a examiné la couche de sol arbitraire des fonds marins de Newfoundland au large des côtes, où les sédiments des fonds marins ont des couches distinctes ayant des propriétés et une épaisseur variables, ce qui a un effet certain sur la capacité de charge latérale de la colonne de cuvelage. Compte tenu des charges latérales au sommet du train de tassement, de la rigidité variable de celui-ci et des caractéristiques géomécaniques des couches de sol, l'équation différentielle de la flexion du tubage et ses solutions ont été établies sous la ligne de boue et les résultats de l'analyse modale ont été obtenus. L'étude a révélé l'importance de couches de sol de rigidité différente sur le moment de flexion maximal et la déflexion du système conducteur. L'influence est plus importante dans les couches moins profondes plus proches du fond de la mer. Il a été observé qu'une connaissance approfondie des données géologiques du sol stratifié était d'une importance primordiale pour la conception précise du conducteur et de la gaine. L'approche analytique s'est révélée être un système approprié pour l'évaluation précoce de la performance du système de conducteur dans des conditions de sol en couches.

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Cite this article:
Etido Gideon Akpan; Xiaoyu Dong; Mohammad Javad Moharrami; Hodjat Shiri (2019) Analytical Modeling of Well-Conductor Seabed Interaction in Complex Layered Soil in Newfoundland Offshore in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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