Оценка влияния геомеханических эффектов на разработку месторождений в различных условиях

Введение. В работе представлено обобщение опыта использования геомеханического моделирования для решения задач разработки месторождений в части изучения и воспроизведения фактических событий на скважинах, связанных с ранним обводнением залежей ввиду разрушения коллектора и перемычек. Рассмотрена методика оценки изменения упруго-прочностных свойств на керне для различных типов коллекторов Западной и Восточной Сибири при смене насыщающего флюида на воду. Разработанный граф моделирования с учетом влияния изменения упруго-прочностных свойств горных пород от изменения насыщения на разрушение коллектора и возникновение высокопроводящих каналов применен для газовых и нефтяных отложений. Полученные результаты свидетельствуют об актуальности проведения подобных исследований для прогноза возможных негативных геомеханических эффектов на залежах, склонных к образованию высокопроводящих каналов от подхода подошвенной воды или воды скважин ППД.

Цель. Изучение негативных геомеханических эффектов, связанных с ранним обводнением добывающих скважин, ввиду разрушения коллектора и перемычек.

Материалы и методы. На основании анализа имеющихся подходов к моделированию и типовых наборов данных, используемых для геомеханического моделирования, и способов калибровки разработан и апробирован алгоритм воспроизведения геомеханических эффектов, связанных с изменением упругопрочностных свойств пород от насыщения, который позволяет учесть влияние разрушения породы на проницаемость.

Результаты. По результатам проведенных исследований удалось показать образование негативных геомеханических эффектов на скважинах (образование «кинжальных» прорывов и подход воды из аквифера).

Заключение. При различных исходных базовых насыщениях керна проведены исследования изменения упруго-прочностных свойств горных пород при смене насыщения. Исследования показали значительное (до 10 раз) ослабление прочностных свойств в слабоконсолидированных отложениях при смене естественного насыщения на воду. Созданная методика изучения фильтрационно-значимых геомеханических эффектов использована для подтверждения фактических событий на скважинах, связанных с образованием высокопроводящих каналов.

1. Heffer K. Geomechanical Influences in Water Injection Projects: An Overview / K. Heffer // Oil & Gas Science and Technology, 2002. — № 57 (5). — P. 415–422.

2. Popov S.N. Anomalous manifestations of mechanical and chemical effects in the development of oil and gas deposits [dissertation]. Moscow, 2020. — 364 p.

3. Karmansky A.T. Experimental substantiation of the strength and destruction of saturated sedimentary rocks [dissertation]. Saint Petersburg, 2010. — 275 p.

4. Prahlad K.Y., Syed Sh.A., Najeeb A.a.T., Dhamen A.A. Effect of Drilling Fluid on Rock Mechanical Properties at Near-Drilling Conditions: an Implication of Fluid Design on Wellbore Stability // Materials of the Offshore Technology Conference Asia, 2016.

5. Кислицын А.А., Липатов Н.В. Воздействие воды и СО2 на механические свойства низкопроницаемых горных пород // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика, 2021. — Т. 7. — № 2 (26). — С. 130–146.

6. Pavlov V.A., Kuleshov V.S., Kudymov A.Yu., Yakubovskiy A.S., Subbotin M.D., Ptashnyy A.V., Abzgildin R.R., Maksimov E.V. Influence of the nature of the saturating agent on the elastic-strength properties of gas field rocks. // Exposition Oil Gas, 2021. — Iss. 1. — P. 44–49.

7. Pavlov V.A., Lapin K.G., Gavris A.S. Ivantsov N.N., Volgin E.R., Toropov K.V. Estimation of influence of geomechanical effects on change of formation reservoir properties in conditions of slightly cemented. // Oil and Gas Territory, 2019. — Iss. 10. — P. 46–52.

8. Способ определения упругих свойств горных пород различной насыщенности образцов керна газовых месторождений / Патент РФ №2781042, регистрация 04.10.2022 г.

9. Павлов В.А., Павлюков Н.А., Субботин М.Д., Хакимов А.А., Ягудин Р.А., Александров А.А., Головизнин А.Ю. Геомеханическое моделирование для оценки влияния разработки слабосцементированных коллекторов // Нефтяная провинция, 2022. — № 4(32). — С. 208–222.