Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019; : 46-52
Оценка влияния геомеханических эффектов на изменение фильтрационно-емкостных свойств в условиях слабосцементированного коллектора
Аннотация
В статье представлены результаты лабораторного тестирования, проведенного в целях определения упруго-прочностных свойств образцов слабосцементированных пород при насыщении различными флюидами на примере отложений покурской свиты Русского месторождения (Западная Сибирь), находящегося в разработке АО «Тюменнефтегаз» – дочернего общества ПАО «НК «Роснефть». Описана методика изучения и расчета значимых геомеханических эффектов, включающая исследования керна, построение моделей и сравнение с фактическими наблюдениями, разработанная на основании полученных данных.
Отмечено, что освоение запасов покурской свиты осложнено за счет наличия таких геологических факторов, как слабосцементированный коллектор, высоковязкая нефть, высокая неоднородность пластов, наличие газовой шапки и подстилающего водоносного горизонта. Подчеркивается, что актуальность геомеханического моделирования в целях оптимизации разработки месторождений высоковязкой нефти со слабосцементированными коллекторами обусловлена наличием таких негативных эффектов, как образование кинжальных прорывов (высокопроницаемых каналов разрушения горной породы) нагнетаемого агента в добывающие скважины, осыпание ствола скважины, изменение фильтрационных свойств в процессе разработки.
Результаты тестирования использованы при проведении численного трех- и четырехмерного связанного гидродинамико-геомеханического моделирования и сравнения с фактическими данными образования кинжального прорыва.
В рамках исследования установлено, что при смене естественного насыщения на воду прочностные свойства слабоконсолидированных отложений были значительно (до 10 раз) ослаблены. Аналогичным образом смена флюида насыщения повлияла на величину модуля Юнга.
Сделан вывод о том, что прогнозирование образования зон разрушения пород вследствие ослабления их свойств позволит значительно расширить область применения геомеханики для проектирования разработки объектов, сходных с изученным в рамках исследования, в первую очередь представленных слабосцементированными породами.
Список литературы
1. Васильев В.В., Иванцов Н.Н., Лапин К.Г. и др. Поиск новых решений для оптимизации разработки Русского месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2018. № 4. С. 46–52.
2. Карманский А.Т. Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород: дис. … докт. техн. наук. СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2010. 275 с.
3. Wu B., Tan C.P., Lu N. Effect of Water-Cut on Sand Production // SPE production & operations. 2006;21(3):349–356.
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. Lai B., Liang F., Zhang J., et al. Fracturing Fluid Effects on Mechanical Properties of Organic Rich Shale // Materials of the 50th U.S. Rock Mechanics/ Geomechanics Symposium. 2016.
6. Гайдуков Л.А. Особенности эксплуатации горизонтальных скважин в неконсолидированных коллекторах с высоковязкой нефтью // Материалы Российской нефтегазовой технической конференции и выставки SPE. 2016.
7. Туленков С.В., Мачехин Д.С., Вологодский К.В. Особенности планирования, проведения и интерпретации результатов пилотных работ на Русском месторождении высоковязкой нефти (часть 1) // Нефтяное хозяйство. 2013. № 10. С. 70–73.
8. Туленков С.В., Мачехин Д.С., Вологодский К.В. Особенности планирования, проведения и интерпретации результатов пилотных работ на Русском месторождении высоковязкой нефти (часть 2) // Нефтяное хозяйство. 2013. № 11. С. 40–43.
9. Дулов В.О., Дорфман М.Б. Адаптация кинжальных прорывов воды в условиях развития вормхола в пласте // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2013. № 4. С. 30–33.
10. Frederiksen J., Hasbo R., Green K., et al. Rocks Matter: Ground Truth in Geomechanics Cook // Oilfield Review. 2007. Vol. 19. No. 3. P. 36–55.
11. Арсланов И.Р. Опыт ограничения водопритока в условиях высоковязких нефтей // Инженерная практика. 2016. № 8 [Электронный источник]. Режим доступа: https://glavteh.ru/рир-овп-высоковязкая-нефть/ (дата обращения: 25.10.2019).
Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019; : 46-52
Estimation of Influence of Geomechanical Effects on Change of Formation Reservoir Properties In Conditions of Slightly Cemented Reservoir
Abstract
The article presents the results of laboratory tests conducted to determine elastic and strength properties of samples of slightly cemented rocks when saturated with various fluids. The samples were taken from the Pokurskaya formation of the Russkoye field (Western Siberia), which is under development by Tyumenneftegaz JSC, a subsidiary of Rosneft Oil Company PJSC. A method for studying and calculating significant geomechanical effects, including core studies, model construction and comparison with actual observations, developed on the basis of the obtained data, is described.
It is noted that the development of deposits of the Pokurskaya formation is complicated due to the presence of such geological factors as a slightly cemented reservoir, high viscosity oil, high heterogeneity of layers, the presence of a gas cap and an underlying water-bearing strata. It is emphasized that the relevance of geomechanical modeling in order to optimize the development of high-viscosity oil fields with slightly cemented reservoirs is due to the presence of such negative effects as dagger breakthroughs (highly permeable channels of rock destruction) of the injected agent into the producing wells, hole sloughing, changes in filtration properties in the development process.
The test results were used for numerical 3D and 4D coupled hydrodynamic-geomechanical modeling and comparison with the actual data of the formation of a dagger breakthrough.
As part of the study, it was found that while changing the natural saturation to water, the strength properties of slightly consolidated deposits were significantly (up to 10 times) weakened. Similarly, the change of saturation fluid affected the value of Young's modulus.
It is concluded that the prediction of the formation of zones of rock destruction due to the weakening of their properties will significantly expand the scope of geomechanics for the design and development of objects similar to those in the study, primarily represented by slightly cemented rocks.
References
1. Vasil'ev V.V., Ivantsov N.N., Lapin K.G. i dr. Poisk novykh reshenii dlya optimizatsii razrabotki Russkogo mestorozhdeniya // Geologiya, geofizika i razrabotka neftyanykh i gazovykh mestorozhdenii. 2018. № 4. S. 46–52.
2. Karmanskii A.T. Eksperimental'noe obosnovanie prochnosti i razrusheniya nasyshchennykh osadochnykh gornykh porod: dis. … dokt. tekhn. nauk. SPb.: Sankt-Peterburgskii gornyi universitet, 2010. 275 s.
3. Wu B., Tan C.P., Lu N. Effect of Water-Cut on Sand Production // SPE production & operations. 2006;21(3):349–356.
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. Lai B., Liang F., Zhang J., et al. Fracturing Fluid Effects on Mechanical Properties of Organic Rich Shale // Materials of the 50th U.S. Rock Mechanics/ Geomechanics Symposium. 2016.
6. Gaidukov L.A. Osobennosti ekspluatatsii gorizontal'nykh skvazhin v nekonsolidirovannykh kollektorakh s vysokovyazkoi neft'yu // Materialy Rossiiskoi neftegazovoi tekhnicheskoi konferentsii i vystavki SPE. 2016.
7. Tulenkov S.V., Machekhin D.S., Vologodskii K.V. Osobennosti planirovaniya, provedeniya i interpretatsii rezul'tatov pilotnykh rabot na Russkom mestorozhdenii vysokovyazkoi nefti (chast' 1) // Neftyanoe khozyaistvo. 2013. № 10. S. 70–73.
8. Tulenkov S.V., Machekhin D.S., Vologodskii K.V. Osobennosti planirovaniya, provedeniya i interpretatsii rezul'tatov pilotnykh rabot na Russkom mestorozhdenii vysokovyazkoi nefti (chast' 2) // Neftyanoe khozyaistvo. 2013. № 11. S. 40–43.
9. Dulov V.O., Dorfman M.B. Adaptatsiya kinzhal'nykh proryvov vody v usloviyakh razvitiya vormkhola v plaste // Oborudovanie i tekhnologii dlya neftegazovogo kompleksa. 2013. № 4. S. 30–33.
10. Frederiksen J., Hasbo R., Green K., et al. Rocks Matter: Ground Truth in Geomechanics Cook // Oilfield Review. 2007. Vol. 19. No. 3. P. 36–55.
11. Arslanov I.R. Opyt ogranicheniya vodopritoka v usloviyakh vysokovyazkikh neftei // Inzhenernaya praktika. 2016. № 8 [Elektronnyi istochnik]. Rezhim dostupa: https://glavteh.ru/rir-ovp-vysokovyazkaya-neft'/ (data obrashcheniya: 25.10.2019).
