Разработка методов расчета напряжений в пласте-коллекторе ПХГ для обоснования параметров укрепления призабойной зоны скважин

• Автор: Сусоколов, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРИЧИН РАЗРУШЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН НА ПХГ

И ПОСТАНОВКА ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯК

1.1. Особенности разрушения призабойной зоны скважин на

1.2. Постановка основных задач исследования

2. НАПРЯ5ЕЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛАСТОВОЙ СИСТЕМЫ ПХГ

ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ДАВЛЕНИЯ Б РЕЗЕРВУАРЕ ХРАНИЛИЩА.

2.1. Две модели, отражающие особенности деформирования Пластовой системы ПХГ .

2.2. Особенности метода численной реализации обратных преобразований Ханкеля и Фурье .
2.3. Результаты математического моделирования напряженнодеформированного состояния пластовой системы ПХГ .
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА .
3.1. Оценка воздействия нестационарного фильтрационного потока на НДС призабойной зоны и окружающих пород . .
3.2. Конечноэлементная модель призабойной зоны
3.3. Краткая характеристика вычислительной процедуры .
3.4. Математическая модель упругопластического деформирования коллектора ПХГ
3.5. Идентификация параметров модели упругопластической дилатирующей среды по экспериментальным данным . .
4. МЕХАНИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УКРЕПЛЕННОЙ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ
С ОКРУЖАЮЩИЙ ПОРОДАМИ И ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПОТОКОМ.
4.1. Условия разрушения укрепленной породы.
4.2. Упругопластические деформации породы в призабойной
зоне скважинНО
4.3. Сопоставление результатов моделирования с промысловыми данными .
4.4. Обоснование параметров укрепления призабойной зоны скважин на ПХГ
ОСНОВНЫЕ вывода.Г
ЛИТЕРАТУРА


Суть этих методов заключается в создании искусственных механических связей между зернами породы путем помещения цементообразующего вещества (смолы) в область их взаимных контактов. При этом межзерновое пространство оказывается заполненным лишь частично, что обеспечивает необходимую проницаемость пористой среды. В настоящее время известны несколько десятков способов искусственного закрепления пористой среды е призабойной зоне [ш]. Способы различаются рецептурой химреагентов, последовательностью технологических операций, использованием специального оборудования для избирательной обработки отдельных пропластков. Однако универсального способа борьбы с песком пока не найдено [Ш^. Обработка призабойной зоны считается успешной, если при последующем опробовании скважины в некотором диапазоне режимов отбора газа Быноса пластового песка не происходит [^. Процент успешных (в указанном смысле) обработок обычно быьает достаточно высок [,]. Следовательно, внесение в пласт смолы в большинстве случаев обеспечивает некоторую минимальную начальную прочность призабойной зоны. Однако, как уже отмечалось ьыше, улучшенные обработкой прочностные свойства призабойной зоны вскоре исчерпываются и бынос пластового песка возобновляется. Можно предположить, что разрушение мекзерновых связей происходит под влиянием совокупности причин,одной из которых яеляется деструкция искусственного цемента, вызванная длительным воздействием внутренних напряжений, возникших в теле смолы при твердении и усадке композиции [по]. Енешней нагрузки. О доминирующем влиянии Енешних механических нагрузок на разрушение искусственно укрепленной области пласта свидетельствуют также результаты анализа частиц породы, содержащей следы смолы, внесенной ранее в призабойную зону. Отметим также, что кратковременность эффекта укрепления по сравнению с технологическим периодом работы ПХГ указывает на Еторостепенность влияния числа циклов нагружения на потерю прочности искусственного цемента. На основании вышеизложенного можно заключить, что главной причиной возобновления выноса плястобого песка является развитие в процессе эксплуатации скважины разрушающих породу нагрузок, обусловленных взаимодействием укрепленной области пласта с окружающим массивом и газовым потоком. Исследования механического взаимодействия призабойной зоны с окружающими породами и газоьым потоком представляют интерес с различных точек зрения. Во-вторых, эти нагрузки, будучи связанными с технологическим режимом эксплуатации скважин [], накладывают определенные ограничения на интенсивность отборов газа. Кроме того, анализ напряненно-деформироЕанного состояния укрепленной области в призабойной зоне делает возможным проведение лабораторных исследований на прочность образцов искусственно сцеменированной пористой среды по программе нагружения, близкой к Пластовым нагрузкам. Механическое взаимодействие искусственно укрепленной области с окружающими породами и газовым потоком в механике нефтегазового пласта применительно к условиям ПХГ до настоящего времени не рассматривалось. Однако математическая постановка ряда задач, Еытекающих из цели диссертационной работы в значительной степени разработана в трудах акад. А.П. Крылова [], акад. А.С. Христиано-вича [], Е. Ф.Афанасьева [б. Г.И. Баренблатта[8,э], А. Т.Гор-буноЕа [,], В. М.Добрынина [,], В. М.Ентова [,], Ю. П. ЖелтоЕа [2б] , КузмичеЕа Н. О [], В. Н.Николаевского [], А. К. ШиркоЕСКого [Ю2] и многих других ученых, а также в исследованиях, освещающих вопросы деформации коллекторов нефти и газа, гид-роразрыЕа пласта, расчета обсадных колонн, устойчивости стенок скважин, механики геоматериалоб. При постановке и решении задач воспользуемся традиционным подходом механики деформируемого твердого тела [б8], который применительно к изучению механических процессов е призабойной зоне можно представить состоящим из дьух взаимосвязанных этапов. На первом этапе определяется напряженно-деформироЕанное состояние (НДС) искусственно укрешЕнной области (ИУО). Анализ этого состояния при помощи выбранного критерия прочности выполняется на втором этапе.