Обоснование и разработка математической модели оценки устойчивости ствола наклонно направленных и горизонтальных скважин Подъячев Алексей Александрович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Обзор современных методов обеспечения устойчивости стенок скважины

Глава 2 Моделирование устойчивости ствола скважины 19

2.1 Анализ промысловой информации 20

2.1.1 Определение горного давления 20

2.2 Определение минимального горизонтального напряжения 24

2.3 Определение механических свойств горной породы

2.3.1 Определение механических свойств по керновому материалу 26

2.3.2 Определение механических свойств по данным геофизических исследований 2.4 Перевод динамических значений механических свойств горной породы в статические 34

2.5 Расчёт максимального горизонтального напряжения 34

2.6 Направление действия максимального горизонтального напряжения 36

2.7 Расчёт устойчивости стенок скважины

2.7.1 Описание температурного эффекта 53

2.7.2 Описание воздействия порового давления 54

2.7.3 Напряжения вызванные поровым давлением и изменением температуры 54

2.7.4 Критерии устойчивости 56

Глава 3 Методика определения действия максимального горизонтального

напряжения по данным инклинометрии 58

Глава 4 Результаты промысловых испытаний модели 66

4.1. Подготовка необходимой информации 66

4.2. Применение расчётной модели к реальным условиям 75

Заключение 88

Список литературы 90

• Определение минимального горизонтального напряжения
• Расчёт максимального горизонтального напряжения
• Напряжения вызванные поровым давлением и изменением температуры
• Применение расчётной модели к реальным условиям

Введение к работе

Актуальность темы. Сегодня более 60 % всех аварийных ситуаций, возникающих в процессе бурения скважин, связаны с неустойчивостью стенок и возникновением гидроразрыва пород. Это приводит к высоким временным и финансовым затратам.

На этапах бурения и заканчивания главными задачами являются достижение устойчивости ствола скважины в процессе строительства и сохранение целостности в процессе её эксплуатации. Решению первой задачи в последнее время уделяется повышенное внимание, особенно на месторождениях на поздней стадии эксплуатации. Изменение напряжения и перегрузка, вызванные уплотнением пласта-коллектора в процессе эксплуатации, предъявляют особые технические требования, например, необходимость прогнозирования изменения давления гидроразрыва и его влияния на устойчивость ствола скважины. Выполнение этих требований часто влечет за собой высокие затраты на оборудование и затраты, связанные с увеличением продолжительности строительства скважины.

Данная работа была внедрена на месторождениях фонда ОАО «Самаранефтегаз» и ООО «РН-Пурнефтегаз» № 77-12 Ж/ 418Б-01 от «12» сентября 2012 г. и № 1009Н-01/3410013/1579К//332/13 от «20» сентября 2013

Целью диссертационной работы является повышение устойчивости ствола и снижение аварийности при строительстве наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Идея работы заключается в разработке математической модели, позволяющей определить оптимальный азимутальный и зенитный угол, а также плотность бурового раствора, которые обеспечивают устойчивое состояние ствола скважины.

Задачи исследования

1. Анализ современного состояния известных методик моделирования напряженно-деформированного состояния горной породы, а также причин обвалообразований и гидроразрывов в процессе строительства нефтяных и газовых скважин.

2. Определение необходимого и достаточного набора данных для построения математической модели устойчивости ствола скважины.

3. Разработка математической модели устойчивости ствола скважины.

4. Интерпретация результатов инклинометрии вертикальных скважин и микросканирования стенок с целью определения направления максимального горизонтального напряжения.

5. Экспериментальное определение и интерпретация механических свойств горной породы для дальнейшего применения в расчётной модели.

6. Разработка методики прогноза устойчивости ствола скважины.

7. Разработка программное обеспечение, позволяющее прогнозировать устойчивость ствола скважины.

Методы научных исследований включали в себя лабораторные, стендовые эксперименты, математическое моделирование процессов с последующей апробацией в промысловых условиях.

Научная новизна работы заключается в разработке математической модели, связывающей свойства буримых горных пород, параметры бурового раствора и геометрию трассы скважины с устойчивостью её ствола.

Защищаемые научные положения:

8. Математическая модель, учитывающая механические свойства горных пород, горизонтальные и вертикальные напряжения, азимут главного напряжения, температурный фактор позволяют прогнозировать устойчивое состояние ствола скважины.

9. Направление естественного отклонения ствола вертикальной скважины совпадает с азимутом максимального горизонтального напряжения. Для Мухановского месторождения, определено направление: 230⁰ (50⁰) ±10⁰.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сопоставлением полученных результатов, выполненных на современном оборудовании с результатами опытно-промышленных экспериментов.

Практическая значимость

10. Разработанная математическая модель позволяет определить условия, при которых возникает устойчивость горной породы к обвалообразованию и гидроразрыву.

11. Разработанная методика позволяет определить направление действия максимального горизонтального давления используя только данные инклинометрии, по естественному искривлению ствола вертикальной скважины тем самым исключив проведение дополнительных внутрискважинных исследований.

12. Разработанный программный комплекс позволяет на этапе проектирования эксплуатационной скважины определить оптимальные параметры профиля, тем самым снизит риски возникновения обвалообразований и гидроразрывов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на II Научно-практической конференции «Инжиниринг строительства и реконструкции скважин» (Самара, 2012); Международной научно-практической конференции «Ашировские чтения» (Туапсе, 2012, 2013, 2014, 2015); III конференция молодых

учёных и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» (Тюмень, 2013); Московском международном форуме «Открытые инновации» (Москва, 2013); IV научно-практической конференции «Инжиниринг строительства и реконструкции скважин» (Самара, 2014), Российской технической нефтегазовой конференции SPE ROG 2014 (Москва, 2014)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 работы изданы в рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК.

Личный вклад автора. Выполнен анализ результатов ранее опубликованных работ; сформулированы цели и задачи исследования; разработана методика оценки устойчивости ствола скважины; проведены экспериментальные исследования кернового материала; разработана математическая модель; проведены исследования зависимости естественного отклонения ствола скважины от направления максимального горизонтального напряжения; определены численные значения напряжений на скважинах Мухановского месторождения; разработано программное обеспечение для оценки устойчивости ствола скважины.

Структура и объём работы. Диссертационная работы состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка используемой литературы, и содержит 101 стр. машинописного текста, 66 рис., 16 табл., 98 библиографических ссылок.

Определение минимального горизонтального напряжения

В последнее время разведка на нефть и газ всё более концентрируется на сложных объектах и больших глубинах. Соответственно, бурение становится всё дороже, а осложнения при бурении – всё более нежелательными. Чтобы снизить риск таких осложнений, требуются более определенные и точные предсказания целого ряда условий, параметров, свойств при планировании скважин, т.е. для обоснования геометрии ствола скважины, конструкции её обсадки и режима бурения, включая регулирование плотности бурового раствора.

Механические свойства грунтов с целью определения соответствующих характеристик, получения зависимостей, описывающих деформирование грунтов, исследуются при лабораторных и полевых испытаниях. В некоторых случаях допускается принимать характеристики по справочным данным, например для предварительной общей оценки геологических условий строительной площадки [8]. Непосредственное использование справочных данных для инженерных расчетов возможно лишь на начальных стадиях проектирования и в случаях, оговоренных нормами и техническими условиями [8]. В настоящее время ведется большая работа по уточнению справочных данных применительно к различным регионам и районам строительства.

С момента первых попыток количественного определения характеристик грунтов и вплоть до настоящего времени основными методами оценки физико-механических (строительных) свойств грунтов являются лабораторные исследования, техника и оборудование которых непрерывно совершенствуются. Лабораторные испытания намного дешевле полевых. В лаборатории удается провести больше испытаний, чем в поле, и можно, применяя соответствующие приборы, широко варьировать методику испытаний для наиболее полного воспроизведения условий работы грунта в натуре. Следует, однако, помнить о недостатках лабораторных методов. Главный из них—необходимость работать со сравнительно небольшими образцами, не всегда правильно отражающими свойства грунта в массиве. Кроме того, несмотря на постоянное усовершенствование методов отбора образцов-монолитов и конструкций грунтоносов, все еще не удается избежать некоторого нарушения естественной структуры грунта, его плотности и влажности, особенно при отборе образцов ниже уровня грунтовых вод.

Полевые испытания проводятся непосредственно на площадке строительства. Они позволяют установить свойства сравнительно больших объемов грунта в условиях естественного залегания и при сохранении естественного напряженного состояния, которое часто бывает неизвестно и не может быть воспроизведено в лаборатории. К недостаткам этого метода следует отнести его относительную сложность и трудоемкость, наличие погрешностей, часто значительных, в определении характеристик вследствие несоответствия условий испытаний тем предпосылкам, которые лежат в основе используемых расчетных зависимостей, невозможность в ряде случаев раздельного определения некоторых характеристик и др.

Наиболее полно и достоверно значения характеристик грунтов могут быть определены при сочетании полевых и лабораторных методов исследований.

В основании сооружения, в массиве за подпорной стенкой, в теле откоса и в прочих массивах грунт находится в сложном напряженном состоянии, вызванном воздействием внешних нагрузок и силами собственного веса. Если ориентировать элементарный кубик так, чтобы его боковые грани совпадали с направлением главных площадок, то на них будут действовать только нормальные, неравные между собой напряжения, т. е. будет иметь, место пространственное (трёхосное) сжатие грунта. Отсюда следует что основными закономерностями механики грунтов, необходимыми для построения методов расчёта деформаций и прочности грунтовых массивов являются зависимости между напряжениями и деформациями грунта в условиях трехосного нагружения. Параметры этих зависимостей входят в различные расчётные формулы как количественные характеристики механических свойств грунтов. Важнейшими показателями механических свойств являются деформативные и прочностные характеристики. Определение основных из них (модуля деформации Е, параметров прочности, коэффициента бокового давления) в условиях трехосного сжатия двумя управляемыми главными, напряжениями (1 2=3) осуществляется уже сравнительно давно — принцип проведения трехосных испытаний был выдвинут в СССР примерно 75—80 лет тому назад сотрудниками ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева во главе с проф. И. Н. Давиденковым.

В настоящее время практически все исследовательские, производственные и даже учебные лаборатории механики грунтов, оснащены приборами трехосного сжатия. Все более широкое распространение получают установки для испытаний в условиях независимого управления тремя главными напряжениями, включая их поворот в пространстве, приборы для испытания; полых цилиндрических образцов и т.п.

Многочисленными исследованиями грунтов установлен целый ряд характерных особенностей их поведения, практически не наблюдаемых, при изучении свойств других, например конструкционных (металл, дерево, бетон), материалов. Наиболее существенными из них являются способность получать пластические (остаточные), часто значительные, деформации и проявлять внутреннее трение во всем диапазоне нагружения.

В результате в значительной степени усложняются закономерности, деформаций формы, объема, предельного напряженного состояния и описание механического поведения грунтов в реологической постановке, особенно при пространственном напряженном состоянии.

Результаты, объективно получаемые при исследовании грунтов в приборах, могут быть представлены в различной форме. Как известно решения задач механики грунтов строятся на использовании тех или иных счетных моделей грунтовой среды. При этом всегда неизбежной является схематизация свойств реального грунта, зависящая от выбранной расчетно-теоретической модели. Кроме того, необходимо увязывать форму представления результатов экспериментальных исследований, применяемое оборудование и требования, предъявляемые расчетной моделью к реализуемым ею характеристикам грунта.

Например, при проектировании оснований фундаментов при ограничении средних давлений условием p R удовлетворительные результаты даёт использование модели линейно-деформируемой среды. Поскольку реализация этой модели связана с определением только двух характеристик - модуля деформации Е и коэффициента Пуассона v (практически ограничиваются определением модуля Е), достаточным и оправданным является проведение в этом случае компрессионных или штамповых испытаний грунта. Проявляемое в настоящее время настойчивое стремление существенно повысить средние давления (p R) на грунты диктует переход к более сложным расчетным моделям. В связи с этим исследования грунтов должны выполняться на приборах и установках, реализующих в опытах, по крайней мере, двухосное деформирование образца грунта при соответствующей форме представления результатов этих опытов.

В данной работе не нашли отражения вопросы оценки механических свойств специфических видов грунтов (вечномерзлых, просадочных, набухающих и др.), практической обработки результатов испытаний и ряд других.

Следует сказать, что для определения условий устойчивости необходимо проводить экспериментальные исследования по определению и интерпретации механических свойств горной породы, с целью дальнейшего использования в расчётной модели.

Расчёт максимального горизонтального напряжения

Основным критерием выбора формулы, по которой будет рассчитываться напряжение, является количество учитывающих характеристик. Формула предложенная Barton C.A. и Zoback M.D. (8) является хорошим вариантом вычисления максимального горизонтального напряжения, но в качестве одного из параметров принимает ширину вывалов в скважине, данные о которых можно получить только задействовав дополнительное каротажное

Данные электронного микросканирования стенок скважины необходимы для определения направления распространения естественной трещиноватости и вывалов по Харампурскому месторождению, которое в большинстве случаев совпадает с направлением действия максимального горизонтального напряжения (трещиноватость) и минимального горизонтального напряжения (вывалы) (рисунок 30). Перед интерпретацией FMI (пластового микроимиджера) ставилась следующая основная задача: определение направления максимального и минимального горизонтальных напряжений на Харампурском месторождении. Имиджи пластового микросканера зарегистрированы в интервале 1250-3080 м, обработка и интерпретация геологических особенностей проводились в этом же интервале. Предполагается, что полости открытых естественных трещин заполнены буровым раствором, их трассы распознаются на имиджах по темным, почти черным оттенкам.

Определение углов и азимутов падения пластов в автоматическом режиме и корректировка полученных данных вручную для всего интервала записи имиджа FMI. Были определены следующие структурные элементы и геологические особенности. Они представлены в виде синусоид и векторов.

В ходе структурного анализа по данным FMI, а также элементного анализа ELAN, интервал исследования в скважине 285 куст 66 Харампурского месторождения был разделен на шесть зон. Основным критерием для разбиения на зоны были характер отображения на имидже и смена азимутов падения пластов. Углы падения выделенных пропластков изменяются в пределах 10-250. Отметим, что при низких углах падения пластов (до 2 градусов) существует погрешность в определении азимутов выделяемых по имиджам пропластков. В целом исследуемый интервал скважины 285 куст 66 Харампурского месторождения представлен терригенными (глинисто-песчаными) отложениями с пропластками плотных карбонатизированных пород.

Зона 1 (интервал 1250 – 1660 м). Данный интервал представлен песчано-глинистыми отложениями с редкими пропластками плотных карбонатизированных пород. В нижней части интервала зона 1 ограничена угловым несогласием. Распределение азимутов падения пластов изменяется в пределах 300-330 градусов на Северо-Запад; 10-50 градусов на Северо-Восток (рисунки 7, 8).

Зона 2 (интервал 1660 – 2020 м). Интервал зоны 2 ограничен в верхней части угловым несогласием с зоной 1, а в нижней части микро-разломом. Весь интервал представлен чередованием песчано-глинистых отложений, плотных карбонатизированных пород и пропластков углей. Азимуты зоны 2 преимущественно имеют направление 310-350 градусов на Северо-Запад и 30-70 градусов на Северо-Восток (рисунки 9, 10).

Зона 3 (интервал 2020 – 2540м). Интервал представлен песчано-глинистыми отложениями с пропластками плотных карбонатизированных пород и редкими пропластками углей. В данной зоне было выделено много границ несогласного залегания пластов. Так же в этом интервале встречаются как проводящие трещины, так и залеченные, и микро-разломы. Направления азимутов падения пластов 170-210 градусов на Юг-Юг-Запад; 280-320 градусов на Северо-Запад (рисунки 11, 12).

Зона 4 (интервал 2540 – 2840м). Данный интервал представлен песчано-глинистыми отложениями с преобладанием глистых отложений. В нижней части зона 4 практически полностью представлена аргиллитом. В верхней части интервала встречаются пропластки плотных пород. В нижней части зоны 4 наблюдается увеличение угла падения пластов, что, возможно, связано с тектоническими движениями, которые могли быть причиной появления микро-разломов и проводящих трещин. Также в нижней части интервала выделяются залеченные трещины. Основные направления распределения азимутов падения пластов 290-320 градусов на Северо-Запад и 60-80 градусов на Северо-Восток (рисунки 13, 14).

Напряжения вызванные поровым давлением и изменением температуры

Одной из ключевых задач при описании напряжённо-деформированного состояния горной породы, является определение направления действия максимального горизонтального напряжения. Сегодня эта задача решается путём проведения дополнительных внутрискважинных исследований, что влечёт дополнительные финансовые затраты. Далее предложен способ, основанный на подробном изучении инклинометрии вертикальных скважин.

На этапах бурения и заканчивания, главными задачами являются устойчивость скважины в процессе бурения и сохранение целостности в процессе её эксплуатации. Первая была традиционной задачей геомеханики, вторая в последнее время находилась в центре внимания, особенно на месторождениях на поздней стадии эксплуатации. Изменение напряжения и перегрузка, вызванные уплотнением пласта-коллектора в процессе эксплуатации, - ставит особые технические требования, как например прогнозирование изменения градиента давления гидроразрыва и его влияние на ствол скважины. Это часто приводит к высоким затратам на оборудование и затратам, связанным с увеличением продолжительности процесса бурения.

Ключевым компонентом геомеханической модели является знание текущего напряжённо-деформированного состояния горной породы. Большинство обвалов стенок скважины происходит за счет действия напряжений в окружности ствола скважины, которые превышают предельную прочность горной породы. Это касательные напряжения, которые одновременно являются сдерживающей силой, препятствующей возникновению обвалов и в то же время при чрезмерном дисбалансе по радиусу скважины, приводят к разрушению её стенок. Возникновение этого эффекта происходит за счёт изменения исходного поля напряжений в горной породе в процессе бурения и за счёт действия внутрискважинного давления. Основной задачей при оценке устойчивости ствола скважины является определение направлений действия всех основных сил и их значений. Определение направления действия сил начинается с определения действия максимального горизонтального напряжения S2. До определённого момента данная задача находила больше техническое, чем интеллектуальное решение. Это связано с тем, что определение направления действия максимального горизонтального напряжения происходило при помощи специального внутрискважинного каротажного оборудования. По своему типу данный каротаж может быть, как акустическим, так и электронным, например мультипольный матричный акустический каротажный прибор MPAL, способен одновременно выполнять монопольное, дипольное и квадрупольное измерение и имеет большое значение для опознания трещин, оценки анизотропии и эффектов разрыва [87]. В качестве электрического аналога могут выступить Formation Micro Imager (FMI) и Multicomponent Induction (MCI) - это каротажные приборы на кабеле, регистрируют и измеряют удельное электрическое сопротивление пластов вблизи стенки скважины [87]. С помощью имиджа наглядно отображается изменение литологического состава и структуры пластов, наличие трещин и каверн, изменение пористости. В частности, результаты интерпретации данных MCI используются в комплексе с исследованиями трещиноватости по ориентированному керну.

На сегодняшний день, когда вычислительная мощность, согласно прогнозалм Давида Хауса из компании Intel, увеличивается в двое каждые 18 месяцев и мы располагаем достаточными вычислительными ресурсами, появилась возможность применять интеллектуальные, более дешёвые методы определения направления действия максимального горизонтального напряжения. В основе этого метода лежит анализ как правило уже имеющейся информации о скважинах на месторождении, это инклинометрия вертикальных разведочных скважин. В основе лежит давно известное всем Рисунок 36 - Горизонтальная проекция вертикальной скважины №340 Мухановского месторождения правило течения жидкости и течения электрического тока. Жидкость, как и электрический ток течёт по пути наименьшего сопротивления. Согласно этому утверждению мы исследовали поведение инструмента в процессе бурения на примере 100 вертикальных скважин и получили вполне очевидные результаты. Ниже показаны графики горизонтальных проекций условно вертикальных профилей скважин №№340, 42, 69, 181, 218 Мухановского месторождения (рисунки 36, 37, 38, 39, 40). Отсюда мы можем визуально выделить направление отклонения инструмента по мере углубления скважины. Среднее значение азимута отклонения условно вертикальной скважины №340 в данном случае составляет 500. Большинство проанализированных на данной площади скважин показали либо этот же результат, либо противоположное направление - 2300. Всё это говорит об определённой закономерности самопроизвольного отклонения ствола скважины [48].

С целью обоснования утверждения о том, что условно вертикальный профиль позволяет определить направления действия максимального горизонтального напряжения, мы дополнительно проанализировали результаты микросканирования стенок скважины на той же площади (рисунок 41). Рисунок 41 - Направление действия максимального горизонтального напряжения по данным микросканирования стенок скважины MPAL Сопоставление данных инклинометрии и результатов микросканирования стенок скважины позволяет увидеть сходство направлений действия максимального горизонтального напряжения по мере углубления. Это даёт нам основание утверждать, что естественное отклонение ствола условно вертикальной скважины совпадает с направлением действия максимального горизонтального напряжения.

Следует отметить, что не все проанализированные скважины показали такой хороший результат совпадения данных инклинометрии и результатов микросканирования. Причиной этому, по нашему мнению, стала геологическая аномалия в виде разлома. Все проанализированные скважины в окрестностях разлома показали одинаковый между собой, но отличный от повсеместного результат. На рисунок 42 показана часть Мухановской площади с отмеченным направлением действия максимального горизонтального напряжения. Рисунок 42 - Часть Мухановской площади с отмеченным направлениям действия максимального горизонтального напряжения

Здесь видно, что на всех проанализированных скважинах направление действия максимального горизонтального напряжения лежит в пределе 500 (2300) ±100.

На рисунок 43 показана другая часть карты Мухановской площади, на которой пунктирной линией отмечен разлом.

Часть Мухановской площади с отмеченным направлением действия максимального горизонтального напряжения в окрестности разлома (разлом отмечен пунктирной линией) На этом участке, по левую сторону разлома, направление максимального напряжения совпадает с основным направлением по всей площади. С правой же стороны от разлома направление максимального напряжения расходится с основным, это и подтверждает результат микросканирования стенок одной из скважин данного участка. Вывод. В заключении следует сказать, что с целью выявления более точной зависимости изменения профиля условно вертикальной скважины от направления действия максимального горизонтального напряжения необходимо провести больше исследований по микросканированию стенок вертикальных скважин. В будущем это позволит значительно сократить расходы на дополнительные исследования для построения геомеханической модели [41,48]. Применение данного метода позволяет определить направление действия максимального горизонтального напряжения, используя только данные инклинометрии. Диапазон значений для Мухановского месторождения составил: 2300 (500) ±100, что совпадает с данными полученными из геофизических исследований.

Применение расчётной модели к реальным условиям

Для определения горного давления используется информация представленная в геологической части проекта на строительство скважины. С целью получения более точной информации о величине на расчётных точках, лучше всего подходят данные Гамма-гамма плотностного каротажа.

Для определения горного давления на Мухановском месторождении был использован сводный литолого-стратиграфический разрез. Плотность восстанавливалась из составляющих каждый пласт пород. В таблице 9 представлены значения горного давления для исследуемых интервалов. Таблица 9 - Значения горного давления для исследуемых горизонтов

На Харампурском месторождении определение горного давления проводилось по двум методикам, восстновление по плотности слагающих пород и анализе данных ГГКп для определения более точного значения, действующего на пласт Турон. В таблице 10 представлены значения горного давления, восстановленные по плотности слагающих пород на каждом интервале. Таблица 10 - Горное давление при усреднённых значениях плотности слагающих пород на Харампурском месторождении

В итоге горное давление, на глубине 1100 м. составляет: 21,5 МПа. Данные по плотностному каротажу обрабатываются при помощи специально разработанного программного модуля по трем скважинам – № 336, 345, 346. В результате получены более точные значения горного давления относительно метода восстановления по сводному литолого стратиграфическому разрезу, которые учитываются при проведении расчета устойчивости ствола скважины. Уточненное значение горного давления (рисунок 44), по данным ГГКп принимается равным 24.1 МПа. Данные каротажного материала взяты по скважинам №№ 336, 245, 346. 24,2 МПа 24,1 МПа 24,1 МПа

Анализируя данные, представленные в таблицах 10, 11 можно заметить, что значение итогового горного давления на глубине 1100 м, действующего на пласт Турон Харампурского месторождения, отличается от значения, полученного с использованием данных ГГКп, на 2.7 МПа, в зависимости от значений плотности горной породы. Так как горное давление оказывает значительное воздействие на устойчивость стенок наклонно направленных и горизонтальных скважин, для проведения более точных расчётов устойчивости ствола скважин необходимо проаодить гамма-гамма плотностного каротажа по всему разрезу скважины. Это позволит более точно рассчитать значение горного давления и определить границы пластов.

Минимальное горизонтальное напряжение За основу при проведении анализа были взяты данные ГРП по 4 скважинам: № 302, 310, 314, 1134. ГРП по всем скважинам проводился в 2011 году. Ниже, в таблице 11, представлена информация основных показателей минимального горизонтального напряжения исследуемых интервалов.

На Харампурском месторождении за основу при проведении анализа были взяты отчёты проведённых ГРП по 3 скважинам: № 870, 126, 332. ГРП в скважинах 126 и 332 был проведен в 2006 году, в скважине 870 – в 2008 году. На рисунках 45, 46 показаны графики изменения основных показателей при проведении ГРП.

Харампурского месторождения Рисунок 46 - График основных параметров при проведении основного ГРП на скважине № 870 Харампурского месторождения Анализ G-функции (рисунок 47) позволяет определить значение минимального горизонтального напряжения. На основании результатов анализа можно сказать, что значение минимального горизонтального напряжения, действующего на пласт Турон, равно 14,4 МПа с учетом гидростатического давления столба жидкости.

Анализ графика G-функции для определения давления смыкания трещин на скважине № 870 Харампурского месторождения Сводные значения по минимальному горизонтальному напряжению представлены ниже в таблице 12. Таблица 12 – Сводные значения по минимальному горизонтальному напряжению Харампурского месторождения

Механические свойства горной породы, определенные в ходе ряда вычислений, имеют динамические значения, которые нельзя использовать для проведения расчётов устойчивости стенок скважины. Для выполнения корректных расчётов необходимо перевести динамические значения в статические, т.к. поле напряжений находится в статическом состоянии. Для Мухановского месторождения использовался метод Eissa&Kazi с целью перевода динамических значений модуля упругости в статические [53]: log10(Ec) = 0.02 + 0.771og10(p ЕА) Для перевода динамических значений модуля поперечного сдвига в статические, предлагается использовать формулу: Gc = 0.047 Gl - 0.69 GA + 3.08 (19) В таблице 13 представлены статические значения механических свойств основных пород Мухановского месторождения. Таблица 13 – Механические свойства горной породы для Мухановского месторождения

Лабораторн ый номер Глубина взятия,м Литология Плотн. насыщ, 8,кг/м3 Кпо по нас, д.е. Инт. время,AT, мкс/м Скоростьпродольных волн,Vp,м/с Скоростьпоперечных волн,Vs, м/с МодульЮнга(Е), 109Па Коэфф Пуассо на (у) Коэфф. сжимае м. (Р),ю-11 Модульсдвига(G),ГПа