ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НА ПРОНИЦАЕМОСТЬ И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА НАПРАВЛЕННОЙ РАЗГРУЗКИ ПЛАСТА

Автор: Валерий Владимирович Химуля

Организация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НА ПРОНИЦАЕМОСТЬ И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА НАПРАВЛЕННОЙ РАЗГРУЗКИ ПЛАСТА

Определение и анализ механических свойств горных пород, особенно реологических характеристик, необходимы как для выбора правильного режима эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, так и в целях определения условий устойчивости стенок скважин. Помимо этого, одним из важнейших вопросов нефтегазовой отрасли остается проблема повышения дебита добывающих скважин. Главное влияние на величину притока углеводородов оказывает состояние призабойной зоны скважины. Ухудшение проницаемости даже в малой окрестности скважины может существенно снизить ее продуктивность [1]. При бурении и эксплуатации скважин происходит существенное изменение напряженно-деформированного состояния горных пород, что оказывает значительно влияние на их фильтрационные и реологические характеристики. Физическое моделирование реального изменения напряжений в скважине позволяет среди прочего не допустить уменьшения дебита и разрушения стенок скважин или же, напротив, многократно увеличить их продуктивность [2]. Особенно актуальным сегодня становится поиск эффективных способов повышения нефтеотдачи для месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов. Одним из наиболее перспективных подходов является созданный в ИПМех РАН метод направленной разгрузки пласта, который опирается на создание в низкопроницаемых породах-коллекторах искусственной проницаемости за счёт направленной разгрузки пласта от горного давления.

Изучение влияния неравнокомпонентного трехосного напряженного состояния на характер деформирования и процессы ползучести, а также на проницаемость горных пород было проведено на установке истинно трехосного независимого нагружения (ИСТНН) в Институте проблем механики РАН. ИСТНН (рис. 1.) позволяет нагружать кубические образцы горных пород независимо по каждой из трех осей и измерять изменение проницаемости в ходе эксперимента [3].

На установке проведено физическое моделирование процессов деформирования и разрушения пород ачимовских отложений в условиях реально возникающих при проведении различных операций на скважинах напряжений на глубинах около 4-х км. Построены кривые деформирования, исследованы зависимости от времени деформаций пород в условиях сложного трехосного нагружения, установлены деформационные, прочностные и фильтрационные характеристики пород и их зависимости от напряжений.

Сделаны выводы об оптимальном режиме эксплуатации скважин с целью недопущения негативных процессов в пласте. Полученные данные могут быть использованы для определения технологических операций, необходимых для увеличения проницаемости пород-коллекторов методом направленной разгрузки пласта.