Скважинное
моделирование

1D – или скважинное моделирование является базовым для геомеханического моделирования. 1D – геомеханическая модель — это численное представление Механических Свойств, Давлений и Напряжений (МСДН) горной породы вдоль траектории скважины. Такая модель должна достоверно описывать поведение горного массива с точки зрения деформаций и разрушений.

В результате построения модели в каждой точке траектории скважины определяются градиенты обвалообразования, порового давления, поглощения и разрыва по всему разрезу, вскрываемого скважиной.

Процесс моделирования можно разбить на несколько этапов:

  • Сбор и аудит данных. На этом этапе мы собираем и анализируем информацию по исследуемой и соседним скважинам. Анализируются данные ГИС и сейсморазведки, история бурения, результаты исследований керна, геологические и петрофизические модели.

    Минимальный набор исходных данных, необходимый для построения 1D – геомеханической модели:

    • Суточные сводки
    • Гамма – каротаж
    • Акустический каротаж (скорости p- и s- волн)
    • Плотностной каротаж
    • Петрофизическая интерпретация разреза
    • Результаты прямых замеров давления (LOT, FIT, MDT и т. д.)

    Анализ данных — это кропотливая и важная работа – от качества данных будет зависеть прогнозная сила модели. На этом этапе много ручной работы. Необходимо просмотреть все суточные сводки и выявить важные моменты в истории строительства соседних скважин, понять геологические особенности разреза, проанализировать и привести к единому формату каротажные данные.

    По мере выполнения этапа в специализированном программном обеспечении создается единый цифровой проект, содержащий всю исходную информацию.

  • Расчет параметров модели опорных скважин. На основании исходных данных производится расчет параметров модели для каждой опорной скважины: модуля Юнга, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения породы, порового давления, значений и направлений основных напряжений. Для определения каждого параметра существует множество методов, поэтому важно выбрать тот, который лучше всего соответствует данным геологическим условиям и дает наилучший результат.
  • Калибровка. Результаты расчетов калибруются по фактически измеренным данным скважинных и керновых исследований. Часто, для получения достаточной сходимости расчетных и измеренных значений необходимо вернуться на предыдущий этап и внести изменения в расчеты. Моделирование – это итерационный процесс, требующий понимания физического смысла каждого параметра, навыка работы с большим объемом каротажных данных, знания методов расчета.
  • Перенос параметров модели на исследуемую скважину. Производя межскважинную корреляцию и используя наработанные зависимости рассчитываются необходимые параметры вдоль траектории исследуемой скважины.
  • Построение окна совмещенных градиентов. Результатом расчета является окно совмещенных градиентов обвалообразования, порового давления, поглощения и разрыва, выраженных в размерности объемной плотности. Такое представление позволяет наглядно сравнивать результаты моделирования с такими важными технологическими параметрами как удельный вес бурового раствора и эквивалентная-циркуляционная плотность.
  • Анализ чувствительности модели к изменению параметров. Построив модель, можно произвести анализ чувствительности, то есть определить, как меняется результат расчета при изменении любого входного параметра.

Процесс моделирования

 

 

Результаты услуги «Скважинное
моделирование» используются для решения следующих задач:

Дизайн ГРП и МсГРП

Гидроразрыв пласта (ГРП) – создание высокопроводимой трещины в целевом пласте под действием подаваемой в него жидкости с проппантом с целью увеличения добычи флюидов (нефти, газа, конденсата и т.д.). Трещина образуется если давление нагнетания больше давления разрыва породы. После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает.

Оценка выноса песка

Большая часть мировых запасов углеводородов приходится на продуктивные пласты в слабых породах, которые подвергаются разрушению при разработке. Разрушаясь, порода через перфорации или открытый ствол поступает в скважину, что приводит к выходу из строя скважинного оборудования, снижению или полному отсутствию дебитов.

Оптимизация заводнения, закачки газа и утилизации шлама в пласт

Заводнение – процесс закачки воды в нефтяной пласт через нагнетательные скважины для поддержания пластового давления и вытеснения нефти в сторону добывающей скважины. Сохранение пластового давления путем закачки воды поддерживает депрессию между породой и скважиной, и как следствие приводит к улучшению нефтеотдачи, увеличению периода эксплуатации добывающей скважины и повышению суммарной добычи нефти. На месторождениях с газовой шапкой в качестве закачиваемого реагента очень часто используется газ.

Расчет устойчивости стенки ствола

На основании полученных параметров геомеханической модели для плановой траектории скважины производится Расчет Устойчивости Стенки Ствола (РУСС)

Прогноз АВПД

В настоящее время приповерхностные запасы углеводородов истощаются. Разработка более глубоких продуктивных пластов сталкивается с рядом трудностей, носящих как технический, так и геологический характер. Одной из причин, приводящих к аварийным ситуациям, является наличие аномально высокого пластового давления (АВПД).

Сопровождение бурения

Цель геомеханического сопровождения - снижение неопределенности и предотвращение возникновения геологических осложнений непосредственно в процессе строительства скважины.

3D – геомеханическое моделирование

3D – геомеханическое моделирование позволяет полноценно учесть изменение геологического разреза по латерали и влияние тектоники. В результате моделирования определяются механические свойства, давления и напряженно-деформированное состояние в каждой точке исследуемого объема. Модель строится от дневной поверхности до горизонтов, лежащих под разрабатываемыми пластами.