«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Об изменении напряженного состояния пласта и его влиянии на трещины гидроразрыва пласта

УДК: 004.942:532.546:622.02
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, трещина гидроразрыва пласта, геомеханическое моделирование, анизотропия горизонтальных напряжений, забойное давление

Аннотация:

В статье представлены совместная математическая модель геомеханических и гидродинамических процессов для расчета/оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) разрабатываемого флюидонасыщенного пласта и созданный на ее основе программный модуль. Модель позволяет оценивать изменение НДС пласта после проведения гидроразрыва пласта (ГРП) и появления новой трещины, а также при изменении режима работы скважин. Для расчета НДС используется метод граничных элементов, учитывающий поле пластовых давлений. Выполнен анализ изменения НДС пласта в зависимости от анизотропии горизонтальных напряжений и режима работы скважины. Показано значительное увеличение размеров области переориентации главных напряжений при уменьшении анизотропии, а также для нагнетательной скважины. Результаты показывают важность точного определения главных горизонтальных напряжений и выбора корректного забойного давления нагнетательных скважин при разработке месторождений с технологией ГРП, а также при проведении ГРП, в том числе многостадийного.

Список литературы:

1. Hubbert M.K., Willis D.G. Mechanics of Hydraulic Fracturing // Transactions of Society of Petroleum Engineers of AIME. – 1957. – Vol. 210, Issue 01. – P. 153–168. – DOI: 10.2118/686-G
2. Warpinski N.R., Teufel L.W. Influence of Geologic Discontinuities on Hydraulic Fracture Propagation (includes associated papers 17011 and 17074) // Journal of Petroleum Technology. – 1987. – Vol. 39, Issue 2. – P. 209–220. – DOI: 10.2118/13224-pa
3. Ориентация горизонтальных напряжений верхней части земной коры в РФ по данным инструментальных измерений в скважинах / М.А. Лушев, В.А. Павлов, Е.П. Корельский, А.В. Патутин // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2017. – № 3. – С. 337–349.
4. Overpressures in the Central North Sea: implications for trap integrity and drilling safety / L. Gaarenstroom, R.A.J. Tromp, M.C. de Jong, A.M Brandenburg // Geological Society, London, Petroleum Geology Conference Series. – 1993. – Vol. 4, Issue 1. – P. 1305–1313. – DOI: 10.1144/0041305
5. Зобак М.Д. Геомеханика нефтяных залежей / пер. с англ. В.Л. Фрика. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. – XVIII, 480 с.
6. Дубиня Н.В. Реконструкция профилей горизонтальных напряжений на основании скважинных исследований трещиноватости: дис. … канд. физ.-мат. наук: 25.00.10. – М., 2018. – 144 с.
7. Каневская Р.Д., Пименов А.А. Введение в нефтегазовую геомеханику: учебное пособие. – М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2024. – 186 с.
8. Переориентация азимута трещины повторного гидроразрыва пласта на месторождениях ООО "РН-Юганскнефтегаз" / И.Д. Латыпов, Г.А. Борисов, А.М. Хайдар [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 6. – С. 34–38.
9. Каневская Р.Д., Пименов А.А. О возможности переориентации трещин при проведении многостадийного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2016. – № 4(285). – С. 75–83.
10. Геомеханический анализ условий развития трещины повторного гидроразрыва пласта / Ю.А. Кашников, С.Г. Ашихмин, О.Ю. Сметанников, Д.В. Шустов // Нефтяное хозяйство. – 2014. – № 6. – С. 44–47.
11. Диагностирование переориентации трещины при повторном гидроразрыве пласта с помощью анализа данных по добыче/давлению и моделирования в геомеханическом модуле программного комплекса "РН-КИН" / Г.Ф. Асалхузина, А.Я. Давлетбаев, А.И. Федоров [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 11. – С. 114–118. – DOI: 10.24887/0028-2448-2018-11-114-118
12. Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. – М.: Недра, 1999. – 212 с.
13. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела / пер. с англ. М.А. Тлеужанова; под ред. А.М. Линькова. – М.: Мир, 1987. – 328 с.