Геомеханика нефтяных и газовых скважин

• Автор: Коваленко, Юрий Федорович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 314 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ ПОРОД НА ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ТРЕХОСНОГО НАЗАВИСИМОГО НАГРУЖЕНИЯ ИСТИН
1.1 Испытательная система трехосного независимого нагружения (ИСТИН)
1.2 Определение на установке ИСТИН деформационных характеристик анизотропных горных пород
1.3 Определение на установке ИСТНН прочностных характеристик горных пород
1.4. Проведение на установке ИСТНН испытаний по схеме «по схеме полый цилиндр»
1.5. Моделирование деформирования и разрушения породы в окрестности горизонтальной скважины при наличии бокового распора
1.6. Испытания по схеме «полый цилиндр» при наличии бокового распора
1.7. Влияние масштабного эффекта на механические свойства горных пород
ГЛАВА 2. МЕХАНИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ПРЯМОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗРУШЕНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПРОВОДКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НАКЛОННЫХ И
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН
2.1 Механико-математическая модель устойчивости наклонных
скважин в слоистых горных породах

2.2 Прямое моделирование на установке ИСТИН устойчивости наклонных скважин
2.2.1. Программа нагружения образцов при моделировании проводки наклонных скважин
2.2.2. Методика моделирования проводки наклонной скважины
2.3. Определение параметров бурения, обеспечивающих устойчивость стволов наклонных скважин Рогожинского месторождения
2.3.1. Данные об образцах
2.3.2. Результаты прямого моделирования бурения наклонных скважин на установке ИСТИН
2.4. Результаты испытаний образцов породы из скв.789 Рогожниковского месторождения на установке ИСТИН
2.4.1. Напряжения в окрестности горизонтальной
скважины
2.4.2. Программа нагружения образцов при моделировании бурения горизонтальных скважин
2.5. Определение допустимых депрессий при бурении горизонтальных скважин на пласте ЮС-2 Русскинского месторождения
2.5.1. Данные об испытанных образцах
2.5.2. Данные по ультразвуковому прозвучиванию
образцов
2.5.3. Результаты испытаний образцов
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ УСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛОВ СКВАЖИН В ОПЫТАХ НА ОДНООСНОЕ
СЖАТИЕ
3.1 Определение упругих констант слоистых горных пород

в опытах на одноосное сжатие
3.2 Определение прочностных констант горных пород
в опытах на одноосное сжатие
3.3 Пример определения параметров бурения
3.4. Оценка устойчивости стволов наклонных и горизонтальных скважин в опытах на одноосное сжатие
3.5. Методика проведения экспериментов по изучению деформационных и прочностных свойств в условиях одноосного сжатия
3.6. Определение прочностных характеристик образцов кернового материала продуктивных пластов при одноосном сжатии на установке БШМАЮги, расчёт параметров устойчивости
ГЛАВА 4. МЕТОД НАПРАВЛЕННОЙ РАЗГРУЗКИ ПЛАСТА - НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
4.1. Экспериментальное изучение влияния напряжений на фильтрационные свойства пород коллекторов нефтяных
и газовых месторождений
4.1.1. Результаты испытаний на установке ИСТИН кернового материала из Нижнечутинского месторождения
4.2. Метод направленной разгрузки пласта
4.3. Методика проведения работ по повышению продуктивности скважин методом направленной разгрузки пласта
4.4. Результаты опытно-промысловых работ по методу направленной разгрузки пласта

ки пласта. Кроме того, аналогичный механизм может быть одной из причин разрушения кернов из коллекторов нефтяных месторождений при подъеме их на поверхность.
Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом.
Разработана методика определения на испытательной системе трехосного независимого нагружения ИСТИН деформационных, прочностных и фильтрационных характеристик горных пород (в том числе анизотропных), используемых при определении параметров устойчивости стволов нефтяных и газовых скважин;
Разработан новый подход к решению геомеханических проблем, связанных с деформированием и разрушением горных пород в окрестности нефтяных и газовых скважин под действием возникающих в них напряжений. При его использовании математическое моделирование при ответе на вопрос о деформировании и разрушении горной породы под действием приложенных напряжений заменяется прямым моделированием этих процессов на испытательной системе ИСТИН. Это позволяет избежать принятия приближенных и упрощающих предположений относительно деформационных и прочностных свойств изучаемых горных пород и дать не только качественный, но и количественный ответ на поставленные вопросы;
Создана механико-математическая модель устойчивости стволов наклонных и горизонтальных скважин при их проводке и эксплуатации, в основе которой лежит положение, что основным фактором, влияющим на устойчивость стволов скважин, является анизотропия прочностных и деформационных свойств горных пород, в которых осуществляется проводка скважин. Ее разработка необходима для моделирования явления на установке ИСТНН и выработки программы нагружения образцов, адекватной реальной ситуации проводки скважин;