Учет влияния тепловых эффектов при построении 1D геомеханической модели для целей ГРП

Объект: Подсолевой комплекс, Прикаспийская НГП, Казахстан

Цель работы: построение 1D геомеханической модели для целей ГРП  

Проблематика: HP/HT – скважина, солевые и подсолевые отложения, высокая степень глинизации пластов, большая обводненность

Описание работы:

Компания PetroGM была привлечена к разработке данной скважины после проведения СКО в целевом интервале и ввода скважину в эксплуатацию. Было выдвинуто предположение о сильном влиянии тепловых эффектов, из-за которых в последствии СКО было возможно открытие нежелательных трещин, из которых в больших объемах добывалась пластовая вода. 

Для скважин типа HP/HT учет тепловых эффектов является важной составляющей расчета НДС. Изменение температур на забое в процессе циркуляции существенно влияет на РУСС. При расчете данной модели градиент гидроразрыва пласта уменьшился на 0.1–0.2 г/см3 в следствии изменении температуры, что повлекло за собой возможные осложнения в виде образования нежелательных трещин из которых при разработке добывалась вода.

Рисунок 1. Устойчивость стенки скважины в интервале перфорации без учета и с учетом эффекта охлаждения прискважинной зоны  

 

В рамках выполнения данной работы выполнено геомеханическое моделирование, включающее:

  • Аудит данных на предмет полноты и пригодности для построения модели механических свойств
  • Проведения керновых исследований для оценки, интерпретации и калибровки упруго-прочностных свойств, оценки влияния тепловых эффектов на напряженно-деформационное состояние пород
  • Построение 1Д модели Механических Свойств, Давлений и Напряжений (МСДН)
  • Проведение послебурового расчета устойчивого состояния ствола скважины

Учет тепловых эффектов производился по результатам керновых исследований. В результате проведения теста на изменение линейных размеров образцов в зависимости от температуры был получен коэффициент объемного расширения для пород, участвующих в расчетах напряжений прискважинной зоны, которые соответственно зависят от температуры.

Расчетная модель показала высокую сходимость с упруго-прочностными, акустическими и петрофизическими характеристиками пород, полученными в результате тестирования керна.

Результат:

Построена модель МСДН по данным со скважины с учётом эффекта охлаждения пород в зоне интереса, для вертикальной скважины и для горизонтально расположенных перфорационных каналов. Данная модель позволила объяснить механизм формирования нежелательных трещин. Геомеханические параметры, полученные в данной скважине в дальнейшем использовались для оптимизации ГРП.



При реализации данного проекта выполнено:

Расчет устойчивости стенки ствола

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

Оптимизация траекторий и конструкций скважин

По результатам Расчета Устойчивости Стенки Ствола скважины производится оптимизация конструкции и траектории скважин. Это комплексный итерационный процесс, так как изменение одного параметра требует пересмотра других.

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.

Керновые
исследования

Изучение керна позволяет определить физические и химические свойства породы, её проницаемость, наличие нефти или газа, а также спрогнозировать условия добычи и оценить экономическую ценность месторождения.