Деформации пористых сред под воздействием фильтрации флюида

• Автор: Сидоров, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.10, 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 156 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. УЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЯ ПОРИСТОГО
СКЕЛЕТА В ЗАДАЧАХ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ.Л
1.1. Деформации коллекторов нефти и газа и их влияние на движение пластовой жидкости.
1.1.1. Основные причины деформаций и разрушения коллекторов
1.1.2. Практические наблюдения, регистрирующие разрушение коллекторов нефти и газа.
1.2. Основные способы теоретического описания фильтрации флюида в деформируемых пористых средах
1.3. Основные способы описания квазистатического деформирования и
разрушения пористых флюидонасышенных сред.
1.3.1. Критерии предельного состояния
1.3.2. Дилатансионное разрушение и деформирование пористых флюидонасыщеных сред.
1.3.3. Основные теории развития трещин.
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРУЕМОЙ ПОРИСТОЙ
ФЛЮИДОМАСЫЩЕННОЙ СРЕДЫ.
2.1. Основные предположения и допущения
2.2. Уравнение пьезопроводности в деформируемой пористой среде.
2.3. Модельная пористая среда.
2.3.1. Пористость среды с учетом распределения пор по размерам.
2.3.2. Проницаемость модельной среды.
2.4. Полные, эффективные и локальные напряжения в пористой среде
2.5. Модель деформации и дилатансионного разрушения флюидонасыщенной
пористой среды.
2.5.1. Кинетические уравнения для объема и площади поверхности индивидуального дефекта
2.5.2. Кинетические уравнения для приращения пористости и удельной поверхности модельной среды
2.6. Замкнутая система уравнений.
2.7. Численная реализация модели деформируемой пористой
флюидонасыщенной среды.
2.7.1. Разностная схема для радиальносимметричной задачи однофазной фильтрации.
2.7.2. Численная схема для определения пористости и проницаемости
2.7.3. Решение тестовой задачи о радиальном притоке к скважине, работающей с постоянным дебитом
Выводы.
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ДИЛАТАНСИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОРИСТЫХ ФЛЮИДОНАСЫЩЕННЫХ СРЕД
3.1. Прочностные и структурные параметры пористых сред.
3.2. Изменение пористости среды при нагружении без учета давления флюида
3.2.1. Изменение пористости во времени при постоянной нагрузке.
3.2.2. Равномерное всестороннее сжатие среды с одинаковыми порами
3.2.3. Равномерное всестороннее сжатие среды с распределенными по размерам порами
3.2.4. Изменение пористости при неравномерном трехосном сжатии.
3.3. Изменение пористости флюидонасыщенной среды при нагружении .
3.4. Изменение проницаемости при деформировании.
3.5. Деформации пористой среды при изменении давления флюида
Выводы.
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ДОБЫВАЮЩЕЙ
СКВАЖИЫ В ДЕФОРМИРУЕМОМ ПЛАСТЕ
4.1. Основные параметры численного моделирования.
4.1.1. Механические напряжения и давление в модельном коллекторе, параметры жидкости и пористого скелега.
4.1.2. Геометрические параметры модельной области
4.2. Изменение полей давления, пористости и проницаемости в ходе
фильтрации
4.2.1. Деформации и дилатансионмое разрушение коллектора на стадии отбора флюида
4.2.2. Дилатансионное разрушение призабойной зоны скважины при восстановлении давления
4.3. Влияние деформаций и дилатансионного разрушения на форму
индикаторных линий скважин.
4.4. Влияние деформаций и дилатансионного разрушения на форму кривых
восстановления давления.
4.5. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Окрестность скважины характеризуется повышенными значениями касательных механических напряжений, что вызывает медленное пластическое течение окружающего массива в скважину и разуплотнение прискважинной зоны , , , , , , . По расчетам 0, деформации пласта, связанные с работой бурового инструмента могут происходить еще до вскрытия. При приближении забоя к кровле пласта, происходит как бы втягивание кровли в скважину, в результате чего появляются зоны уплотненной и разуплотненной породы. Деформации прискважинной области могут привести к образованию в пласте свода обрушения каверны. Разрушенная порода отрывается от вышележащего массива в случае его большей жесткости, затем ее куски выносятся пластовой жидкостью или буровым раствором на поверхность. Согласно , , , образование каверны в перекрывающей продуктивный пласт толще ведет к разгрузке пласта, что улучшает или сохраняет коллекторские свойства прискважинной зоны. Закачка в пласт поверхностноактивных веществ уменьшает поверхностную энергию матрицы породы и значительно снижает предел ее прочности. Наибольшие деформации происходят в период интенсивного отбора пластового флюида, когда изменение эффективных напряжений охватывает не только призабойную зону, но и удаленные от скважины области. Практические наблюдения 0 регистрируют значительные по величине проседания почвы до нескольких метров вокруг скважин, после длительного времени их эксплуатации. Наибольшей деформируемостью обладают коллекторы трещиноватопористого типа и коллекторы с аномальновысоким пластовым давлением АВПД 7, , , , , , , , , , , 3, 4, 2.