532.532.685

Представлен комплексный подход к геомеханическому моделированию механических и фильтрационных процессов в продуктивном пласте месторождения углеводородов. Путем трехосных испытаний образцов на установке истинно трехосного нагружения проводится определение упругих прочностных свойств пород, слагающих продуктивный пласт. Затем на установке проводится физическое моделирование процессов деформирования и фильтрации в окрестности скважины при увеличении депрессии с целью определения зависимости проницаемости породы от напряжений. При использовании полученных экспериментальных данных проводится математическое моделирование фильтрации в скважину. Расчеты проводятся для различных конструкций забоя. Представлены результаты моделирования для условий нефтегазоконденсатного месторождения им. В.Филановского, расположенного на шельфе Каспийского моря. Предложенный подход может быть использован для выбора оптимального с точки зрения повышения дебита скважин воздействия на пласт, что особенно важно для создания новых эффективных экологически чистых технологий извлечения углеводородного сырья из нетрадиционных источников, в частности, из сланцевых месторождений нефти и газа и угольных пластов.

Comprehensive approach to geomechanical modeling of mechanical and filtration processes in a reservoir of hydrocarbon deposit is presented. Elastic and strength properties of rocks that form the reservoir are identified by triaxial tests of samples using the true triaxial load apparatus. Then the physical modeling of deformation and filtration processes in the well vicinity during pressure drawdown increase is carried out in order to determine the dependence of the permeability on stresses. Mathematical simulation of filtering into the well is performed using the obtained experimental data. Calculations are carried out for a variety of bottom-hole designs. The simulation results for the conditions of Filanovsky oil and gas field located on the Caspian Sea shelf are given. The proposed approach can be used to select the optimal method of reservoir stimulation (in terms of increasing production rate of wells), which is particularly important for the creation of new efficient environmentally friendly technologies of hydrocarbons extraction from unconventional sources, particularly from shale oil and gas fields and coal seams.

доктор технических наук, заместитель директора по науке ИПМех РАН

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией ИПМех РАН

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПМех РАН

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПМех РАН

Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. - М.: Недра, 1996. 448 с.

Свалов А.М. Деформационные свойства горных пород в процессах разработки месторождений нефти и газа // Мониторинг. Наука и технологии. 2011. №3. С. 84-90.

Карев В.И., Коваленко Ю.Ф. Геомеханика нефтяных и газовых скважин // Вестник Нижегородского государственного университета им. Н.И.Лобачевского. 2011. № 4, ч.2. С. 448-450.

Карев В.И., Коваленко Ю.Ф. Зависимость проницаемости призабойной зоны пласта от депрессии и конструкции забоя для различных типов горных пород // Нефтесервис. 2006. № 6. С. 59 -63.

Христианович С.А., Коваленко Ю.Ф., Кулинич Ю.В., Карев В.И. Увеличение продуктивности нефтяных скважин с помощью метода георыхления // Нефть и газ Евразия. 2000. № 2. С. 90-94.

Singh M., Samadhiya N. K., Kumar A., Kumar V., Singh B. A nonlinear criterion for triaxial strength of inherently anisotropic rocks // Rock Mech. and Rock Eng. 2015. V.48(4). pp. 1387-1405.

Стефанов Ю.П. Некоторые особенности численного моделирования поведения упруго-хрупкопластичных материалов // Физическая мезомеханика. 2005. Том.8. № 3. С. 129-142.

Drucker D.C., Prager W. Soil mechanics and plastic analysis for limit design // Quarterly of Applied Mathematics, vol. 10, N. 2, 157-165, 1952.

Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. - М.: Наука, 1979. 560 с.

Христианович С.А., Желтов Ю.П. О гидравлическом разрыве нефтеносного пласта // Изв. АН СССР. ОТН. 1955. №5. С. 3-41.