Введение к работе
Актуальность темы. В стране открыты и вводятся в в эксплуатацию уникальные по запасам углеводородов месторождения, такие, как Астраханское, Карачаганакское, Ковыктинское и др..Эти месторождения характеризуются плотными низкопроницаемыми коллекторами, находящимися в сложных горно-геологических условиях. Промышленная их разработка традиционными методами малоэффективна. Отсюда необходимо создавать и развивать новые способы разработки этих месторождений.
В работе предлагается одна из методик, а именно, расчет устойчивых магистральных вертикальных трещин, исходящих из скважины. Оценочные расчеты показали, что дебит скважины при этом увеличивается в 3-4 раза. Отсюда и следует актуальность работы.
Выполненная работа.соответствует Постановлению.правительства "О мерах по созданию Прикаспийского нефтегазового.комплекса".
Цель работы: проектирование создания устойчивых магистральных вертикальных трещин при массированном.гидроразрыве пласта на базе представлений теории упругости и фильтрации.
Основные задачи исследования заключаются в следующем:
-
Физическая и математическая постановка задачи о двух вертикальных трещинах, исходящих из скважины, вскрывающей плотные низкопроницаемые коллектора, с учетом и без учета фильтрации флюида и ее решение.
-
Описание напряженно-деформированного состояния горной породы вблизи скважины и в продуктивном пласте.
-
Сравнительная оценка полученных результатов на конкретных примерах с решениями других авторов.
Новизна исследований. Разработана методика расчета устойчивых вертикальных магистральных трещин, исходящих
из скважины, вскрывающей плотные низкопроницаемые коллектора, которая позволит рассчитать:
смещения и напряжения в любой точке пласта;
смещения и напряжения на стенках скважины и трещин;
геометрические размеры трещин, их объем;
давление, потребное для раскрытия трещин;
.увеличение дебита скважины за счет трещин.
Решение получено в аналитическом виде, формулы просты и легко применимы для инженерных расчетов. С точки зрения математики решения задач находятся в классе разрывных функций. Ранее подобные задачи решались в классе непрерывных функций.
Методы исследования. При описании напряженно-деформированного состояния системы скважина-трепшны-пласт использовались основные уравнения теории упругости, теории.фильтрации, метод Н.И.Мусхелишвшш, конформные-отображения,.при выводе условий устойчивости трещин применяется критерий, устойчивости Гриффитса.Эти методы являются классическими и апробированы при решении многих задач.
Достоверность полученных результатов подтверждается применением классических методов уравнений математической физики, теории упругости, горной механики, теории фильтрации и численных методов. Полученные результаты подтверждают идеи об эффективности магистральных трещин и рекомендации их создания на месторождениях (Ю.П.Желтов, Е.Л.Кацуллер, О.П.Коротаев, В.В.Латонов, В.А.Черных).
Практическая значимость. Разработанная методика позволяет изучить напряженно-деформированное состояние системы скважина-трещина-пласт, используя ее, можно определить геометрические размеры трещин, их объем, смещения и напряжения в
любой точке пласта, дебит скважины и его увеличение за счет сознания трещин. Это необходимо знать для того, чтобы оценить количество закачиваемого материала в трещины с целью их крепления; знать величину давления, которое потребуется для раскрытия трещин.
Оценочные расчеты показали, что экономические затраты на создание таких трещин окупаются за небольшое время эксплуатации месторождения.
Апробирование работы. Основные результаты шссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих іеждународннх конференциях, совещаниях и семинарах:
Научно-практической конференции "Рациональная разработка газа, газоконденсатних месторождений, пути повышения коэффициента конечной газоотдачи" (г.Ашхабад, октябрь 1989г.);
Международной конференции "Разработка газоконденсатних месторождений" (г.Ераснодар, май-июнь 1990г.);
Научно-практической конференции "Разработка и эксплуатация газовых месторождений на завершающей стадии" (г.Ухта, октябрь-ноябрь 1990г.);
Требинских чтениях "Газогидродинамические исследования и энерго
сберегающий дебит скважин" (г.Москва, ГАНГ им.И.М.Губкина, май
1991г.);
Международной научной конференции "Актуальные проблемы механики деформированного твердого тела" (г.Алма-Ата, июнь 1992г.); Совещании по вопросам разработки, переработки углеводородов Ковыктинского месторождения (г.Саратов, август 1992г.); Семинаре каф.РиЭГГКМ "Разработка газовых и газоконденсатній месторождений" под рук. проф. Ю.П.Коротаева (1992г.); Семинаре ШШГ РАН "Нефтеконденсатоотдача" под рук. проф. С.Н. Закирова (1992г.).
Публикации. Основное содержание диссертации опубли-
ковано в 4 работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Содержание диссертации изложено на страницах, машинописного текста, включая у рисунков, 5 таблиц. Список литературы содержит 62 наименований работ.
