Создание способа разработки геомеханических моделей месторождений углеводородного сырья, в том числе залегающих в сложных горно-геологических условиях

При эксплуатации нефтяных и газовых скважин важнейшими задачами являются обоснование их предельных дебитов и депрессий, разработка мер для снижения риска разрушения коллектора и выноса песка на всех стадиях разработки месторождения. Основными факторами, влияющими на эти процессы, являются напряжения и деформации, возникающие в окрестности скважин при их бурении и эксплуатации. Особенно актуальной эта задача становится при разработке месторождений, залегающих в сложных горно-геологических условиях. Для расчета напряженно-деформированных состояний, возникающих в призабойной зоне пласта при различных режимах работы скважин, и разработки технико-технологических рекомендаций необходимо иметь геомеханическую модель явления. Целью проекта является создание способа разработки геомеханических моделей месторождений, в том числе залегающих в сложных горно- геологических условиях. Геомеханические исследования, проводимые с целью прогноза рисков разрушения призабойной зоны пласта и разработки мер по их предотвращению, предусматривают проведение комплексного изучения, включающего экспериментальные исследования структурно- литологических, деформационно-прочностных и фильтрационных характеристик пород продуктивного разреза, математическое и физическое моделирование процессов деформирования и разрушения, происходящих в массиве горных пород при разработке месторождения. С этой целью будет использоваться созданный в ИПМех РАН уникальный испытательный стенд ИСТНН, позволяющий в лабораторных условиях полностью воспроизводить реальные условия, возникающие в пласте в процессе разбуривания и эксплуатации месторождений. Для расчета напряжений и деформаций, возникающих в продуктивном пласте при различных режимах работы скважины, проектом предусматривается реконструкция исходных напряжений от горного давления в породной среде и компьютерное моделирование геомеханических процессов, происходящих в пласте при проведении различных технологических операций на скважине. Расчеты будут осуществляться в упруго-пластической постановке с учетом зависимостипроницаемости породы от напряженного состояния в пласте. Новизна заявляемой разработки по сравнению с существующими заключается в том, что в ее основе лежит использование уникального экспериментального оборудования, позволяющего получать значительно более широкий спектр данных о деформационных и прочностных свойствах горных пород, в частности учитывать их анизотропию, для более детального наполненияматематической модели. Кроме того, развиваемая геомеханическая модель подразумевает проведение не только математического моделирования изучаемых процессов, как это обычно делается, но включает в себя и их прямое физическое моделирование на установке ИСТНН. Все вместе это позволит значительно повысить точность и надежность выводов и рекомендаций, получаемых с помощью созданной модели. В результате впервые будет создан способ разработки геомеханической модели месторождения с целью обоснования режимов работы и снижения рисков разрушения призабойной зоны пласта, основанный на комплексном исследовании структурно-литологических, деформационно-прочностных и фильтрационных свойств пород продуктивного разреза, математическом и физическом моделировании явления.