Разработка комплексного подхода к исследованию механических и фильтрационных процессов в призабойной зоне пластов сеноманских залежей арктического шельфа России с целью предотвращения разрушения стволов скважин и определения эффективных способов контроля выноса песка на базе технологий цифрового керна и уникальных геомеханических испытаний.

Современное смещение приоритетов в сторону наращивания и разработки сложных скважин на месторождениях углеводородов требует применения новых технологий и решений, направленных на повышение эффективности их эксплуатационных характеристик и снижения рисков аварий. Исследования последних лет в совокупности с опытом разработки сложных месторождений углеводородов показали, что неоднородность и анизотропия свойств коллекторов оказывают значительное влияние на характер механических и массообменных процессов в пластах, что свидетельствует о необходимости учета этих факторов при создании и развитии новых технологий. Особенно ярко эти сложности проявляются в отношении коллекторов газовых и газоконденсатных месторождений сеноманского яруса, расположенных на российском арктическом шельфе. Арктический шельф является огромной кладовой углеводородов, содержащей как минимум четверть мировых запасов нефти и газа. Однако в настоящее время освоение северного региона сталкивается со значительными трудностями. В первую очередь они связаны с трудностями разработки и эксплуатации месторождений в сложных условиях арктического шельфа, а также с высокими экономическими издержками. Коллекторы газовых месторождений часто представляют собой слабоконсолидированные, высокопроницаемые песчаники с низкой прочностью. Пескопроявление в них ведет к образованию песчаных пробок, выносу песка по технологической цепочке, снижению дебита, износу оборудования и значительным экономическим потерям из-за уменьшения производительности и затрат на ремонт. Вместе с высокими рисками потери устойчивости эти факторы подчеркивают важность разработки подходов к лабораторному изучению свойств коллекторов в условиях, которые реально возникают вблизи скважин. Для успешной разработки таких коллекторов необходимы современные подходы, основанные на комплексных исследованиях кернового материала. В настоящее время все ведущие нефтегазовые компании в мире включают в стратегию своего развития использование цифровых технологий, что касается и цифровизации проводимых исследований керна. Технологии компьютерной томографии и цифрового анализа керна становятся неотъемлемым, а порой незаменимым дополнением при оценке свойств коллекторов, позволяющим существенно расширить и уточнить спектр получаемых результатов. Настоящее исследование направлено на развитие и адаптацию к условиям уникальных месторождений северного шельфа РФ нового комплексного подхода к определению безопасных и эффективных параметров эксплуатации скважин месторождений со слабоконсолидированными коллекторами с учетом структурных, реологических, механических, фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) и их анизотропии на базе технологий цифрового керна и уникальных геомеханических испытаний. Будут проведены уникальные геомеханические испытания пород из коллекторов конкретных месторождений на российском оборудовании, не имеющем аналогов в России и мире. Для механических опытов используется Испытательная система трехосного независимого нагружения (ИСТНН), созданная в ИПМех РАН. Цифровая часть исследований проводится на передовом высокоразрешающем микротомографе Procon CT-MINI. Результаты исследований позволят развить и адаптировать мультидисциплинарный подход к определению параметров безопасной и эффективной эксплуатации скважин в слабосцементированных коллекторах Арктического шельфа, что также позволит определить оптимальные условия работы конкретного уникального шельфового месторождения. Таким образом, уникальность проекта заключается в разработке и применении современного комплексного подхода к исследованию влияния сложных напряженно-деформированных состояний на фильтрационные и механические свойства пород с учетом их анизотропии. Результаты позволят внести вклад в понимание поведения коллекторов в условиях трехмерных напряжений, определить рациональные методы борьбы с выносом песка и оптимизировать режимы эксплуатации скважин, что повысит эффективность методов добычи углеводородов.