Концептуальный подход при проведении DFN-моделирования

Введение. Естественная трещиноватость характерна для карбонатных пород и играет определяющую роль при разработке карбонатных коллекторов трещиноватого и трещинно-порового типов. Необходимым условием успешного моделирования трещиноватости с получением систем дискретных трещин является наличие и интерпретация в едином ключе результатов микроимеджеровых исследований, данных сейсморазведки приемлемого качества и, по возможности, проведение палеореконструкции геологической эволюции горного массива. В случае недостатка этих данных или их недостаточного качества эффективной альтернативой может служить концептуальный подход, разработке и апробации которого посвящена статья.
Цель. Целью данной работы стал анализ возможных подходов к моделированию дискретной трещиноватости, а также разработка и апробация концептуального подхода в случае, когда применение стандартных методик является малоэффективным.
Методы. Анализ данных микроимеджеровых исследований и сейсморазведки позволяет рассчитывать прямые зависимости параметров трещиноватости как по отдельным скважинам, так и осуществлять их прогноз в межскважинном пространстве. В том случае, когда качество имеющихся данных не позволяет корректно определить такие зависимости и соотнести параметры трещиноватости между скважинами, структурами и сейсмическими атрибутами, эффективной альтернативой может служить концептуальный подход, основанный на понимании механизма возникновения и распространения трещин в меняющихся горно-геологических условиях.
Результаты. Предлагаемый подход подразумевает разработку концепции образования трещиноватости в конкретной региональной или деформационной обстановке с последующей ее оцифровкой и использованием вместе со скважинной информацией. В рамках этого подхода был проведен анализ исходных данных микроимиджеровых исследований с выделением низко достоверных интервалов интерпретации и их исключением из последующего рассмотрения, а также анализ инцидентов поглощений бурового раствора при бурении, с учетом результатов 1D геомеханического моделирования, для выявления зон трещиноватости, обойденных скважинными исследованиями. Рассчитанные параметры трещиноватости стохастически распространялись в моделируемой области согласно распределениям интенсивности трещин, угла наклона и азимута простирания для ранее выделенных петротипов.
Заключение. Несмотря на то, что концептуальный подход требует значительно больших трудозатрат и компетенций как при разработке самой концепции и ее оцифровке, так и при последующих расчетах, в итоге именно он позволил построить модель DFN, достоверность и прогнозная сила которой была заверена в ходе проведенных множественных «слепых» тестов по различным параметрам.

1. Aguilera R. Naturally fractured reservoirs. Oklahoma, 2007. 215 p.

2. Caine, J.S., Evans, J.P., Forster, C.B. Fault zone architecture and permeability structure. Geology. 1996;24(11):1025–1028.

3. Lei, Q., Latham, J.P., Tsang, C.F. The use of discrete fracture networks for modelling coupled geomechanical and hydrological behaviour of fractured rocks. Computers and Geotechnics. 2017;85:151–176.

4. Petit J.P., Mattauer M. Palaeostress superimposition deduced from mesoscale structures in limestone: the Matelles exposure, Languedoc, France. Journal of Structural Geology. 1995;17(2):245–256.

5. Brown S.R., Bruhn R.L. Fluid permeability of deformable fracture networks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1998;03(B2):2489–2500.

6. Latham J.P., Xiang J., Belayneh M., Nick H.M., Tsang C.F., Blunt M.J. Modelling stress-dependent permeability in fractured rock including eff ects of propagating and bending fractures. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2013;57:100–112.

7. Long J.C., Remer J.S., Wilson C.R., Witherspoon P.A. Porous media equivalents for networks of discontinuous fractures. Water Resources Research. 1982;18(3):645–658.

8. Andersson J., Shapiro A.M., Bear J. A stochastic model of a fractured rock conditioned by measured information. Water Resources Research. 1984;20(1):79–88.

9. Casciano C., Ruvo L., Volpi B., Masserano F. Well test simulation through Discrete Fracture Network modelling in a fractured carbonate reservoir. Petroleum Geoscience. 2004;10(4):331–342.

10. Herbert A.W. Modelling approaches for discrete fracture network flow analysis. In: Stephansson O, Jing L, Tsang C-F, editors. Coupled thermohydromechanical processes of fractured media, vol. 79. Amsterdam: Elsevier; 1996. p. 213–229.

11. Nick H.M., Paluszny A., Blunt M.J., Matthai S.K. Role of geomechanically grown fractures on dispersive transport in heterogeneous geological formations. Physical Review E—Statistical, Nonlinear, and Sol Matter Physics. 2011;84(5):056301.

12. Asahina D., Houseworth J.E., Birkholzer J.T., Rutqvist J., Bolander J.E. Hydro-mechanical model for wetting/drying and fracture development in geomaterials. Computers & Geosciences. 2014;65:13–23.