Моделирование течения вблизи трещины гидроразрыва и порождаемых им электрических и магнитных полей

• Автор: Чехонин, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Электрокинетические явления в естественных пористых

средах

1.1. Двойной электрический слой

1.2. Потенциал течения.

1.3. Основные уравнения электрокинетики

1.4. Измерение электромагнитной активности.

2. Гидродинамическое поле

2.1. Гидравлически идеальная трещина.

2.2. Полусопряжнная двумерная модель с заданным распределением утечек.

2.3. Полусопряжнная двумерная модель с заданным профилем давления
2.4. Сопряжнная двумерная модель
3. Электрическое иили магнитное поле в среде без учта
влияния проводимости скважин
3.1. Стационарная идеально проводящая трещина непроводящий массив
3.2. Стационарная непроводящая трещина проводящий массив .
3.3. Растущая идеально проводящая трещина в среде, насыщенной упругой жидкостью непроводящий массив
3.4. Растущая идеально проводящая трещина в газонасыщенном пласте непроводящий массив.
3.5. Растущая непроводящая трещина в газонасыщенном пласте проводящий массив.
3.6. Трещина конечной проводимости непроводящий массив . .
4. Электрическое поле в слоистой среде с учтом влияния проводимости скважин
4.1. Постановка полной задачи и подход к е решению
4.2. Скважина в слоистой среде.
4.3. Решение полной задачи
4.4. Проблема мониторинга трещины гидроразрыва.
Заключение
Литература


Решеткой датчиков наклона измеряют градиент смещения (наклона) ноля в функции от времени. Индуцированное иоле деформаций зависит главным образом от азимута, падения, глубины залегания средней точки и полного объема трещины. Недостатком этой технологии является прежде всего невозможность получения с помощью поверхностных датчиков наклона точных оценок параметров трещины из-за глубины расположения трещины иод поверхностью [5). Располагаемые внутри разрабатываемой скважины датчики наклона позволяют получать более качественную информацию о высоте и ширине трещины, но по-прежнему не позволяют определить длину трещины [6]. Использование электрокинетического эффекта было предложено в виде одного из возможных путей повышения качества и достоверности внутрискважинных измерений. Краткое описание структуры диссертационной работы. Поля вокруг трещины гидроразрыва рассматриваются впервые, в связи с чем возникает пофебность в соответствующей модели, упрощенный вариант которой показан на рис. Рис. Упрощенная модель задачи. Горизонтальный однородный пласт постоянной мощности Л, в котором (вдоль всей его толщины) имеется вертикальная, симметричная относительно скважины гидроразрыва трещина длиной (модель Перкинса-Керна); верхние и нижние пласты непроницаемы, но, возможно, проводимы. Предварительные грубые оценки показывают, что можно пытаться использовать эти поля для изучения геометрии трещины и её азимутального угла. Чтобы уточнить эти оценки необходимо учесть решение гидродинамической задачи. Расчёт полей должен осуществляться с учётом сложности строения среды (слоистость, наличие одновременно высоко и низкопроводящих материалов, тонкость трещины) и принимая во внимание наличие скважин - проводников малого сопротивления. Особенно сложной задачу делают большие перепады электрической проводимости. Таким образом, для решения полной задачи приходится рассматривать большое число частных задач (постепенно возрастающей сложности), что определяет структуру диссертационной работы. В работе используются известные представления теории ЭК-явлений в пористой среде, краткая сводка которых включена в первую главу. Показывается, ч'Ю в исследуемых в работе случаях гидродинамическое поле можно рассчитывать отдельно от электрического, а вычисление последнего производить с номощыо результатов гидродинамической задачи. Рассматриваются основные параметры проблемы и затрагиваются вопросы измерения электромагнитной активности. Во второй главе описывается первый шаг в расчетах электрических и магнитных полей — вычисление двумерного гидродинамического ноля, порождаемого потоком флюида вблизи трещины ГРП. Всестороннее таких полей здесь не является самоцелью: рассматриваются лишь тс частные случаи, которые необходимы при расчётах электрических и магнитных полей. Часть результатов хорошо известна, некоторые являются новыми. Неоднородность пористой среды по основным электрическим и элек-трокинетическим параметрам (удельной электрической проводимости и ЭК коэфиициенту связи) и/или несогласованность граничных условий для давления и элекчрического потенциала (когда ток может утекать через границу области фильтрации) служат основными источниками электромагнитных возмущений, вызванных движением флюида в данной среде. Данное обстоятельство при исследовании растущей и стационарной трещины, с учётом разнообразия гидродинамических свойств пласта и трещины, наличия/отсутствия скважин, приводит к многовариантности рассматриваемой ситуации. Поэтому следующая - третья глава - посвящена изучению электрических и магнитных полей, в пористой среде при отсутствии скважин. Причём вначале рассмотрены два крайних случая: идеально проводящая и непроводящая трещина, - а захем общий случай трещины конечной электрической проводимости. В связи с тем, что сигнал пропорционален разнице давлений между трещиной и пластом наряду ео стационарной трещиной (перепад ~ атм) рассматривалась растущая (~ 0 атм) в двух практически интересных случаях (газонасыщенный пласт и пласт, насыщенный упругой жидкостью).