Недропользование

Рассматривается построение вероятностно-статистической модели на примере двух эталонных участков площади « X », разбуренных горизонтальными и наклонно направленными скважинами. Модель включает проведение дискриминантного анализа в сочетании с построением как линейных, так и многомерных регрессионных зависимостей для прогнозирования мест заложения скважин в пределах неразбуренного участка и возможности прогноза начальных дебитов нефти. Влияние геологического строения на размещение скважин анализируется с использованием t -критерия Стьюдента для сравнения средних значений. На основе выявленных различий в геологическом строении в местах пробуренных скважин был проведен дискриминантный анализ для определения факторов, влияющих на выбор типа скважин. Анализ показал, что участки отличаются по геологическому строению, а на размещение горизонтальных и наклонно направленных скважин влияют пористость, проницаемость и песчанистость пласта. Для типизации территории на зоны с различным геологическим строением был проведен линейный и многомерный регрессионный анализ. Линейный регрессионный анализ показал, что дебиты нефти в низкопроницаемых коллекторах дифференцируются на три класса с различным влиянием каждого параметра в каждом диапазоне дебитов. Многомерный регрессионный анализ позволил оценить комплексное влияние наиболее статистически значимых характеристик пласта на дебиты нефти и получить уравнения многомерной регрессии для прогнозирования дебитов нефти горизонтальных и наклонно-направленных скважин.

Оценка гидродинамического состояния призабойных зон является ключевой задачей, решаемой при проведении и интерпретации гидродинамических исследований скважин. Наиболее распространенным на практике показателем состояния призабойных зон является скин-фактор. Однако его определение для условий сложнопостроенных карбонатных коллекторов зачастую сопровождается затруднениями. В условиях неполного восстановления давления, характерного для рассматриваемых условий, величина скин-фактора нередко принимает недостоверное значение, в некоторых случаях приводящее к некорректной трактовке состояния призабойной зоны, независимо от используемых подходов к интерпретации. На примере фактических данных продемонстрировано, что сокращение кривой восстановление давления приводит к ложноотрицательным значениям скин-фактора как при реализации графоаналитического метода касательной, так и при обработке в соответствии с теорией Бурдэ. В таких условиях рекомендуется использовать принципиально другие показатели состояния призабойных зон, например, безразмерный диагностический признак, определяемый при реализации метода детерминированных моментов давления. Однако отсутствие опыта широкого практического применения данного метода обусловливает необходимость оценки его достоверности. С этой целью в данном исследовании использован эффективный инструмент математической статистики - множественный регрессионный анализ, который в данном случае сводился к построению многомерных моделей дебитов скважин. В качестве независимых переменных использовались геолого-технологические показатели эксплуатации скважин, в том числе параметры, характеризующие призабойную зону пласта (скин-фактор, определенный в ПК Saphir, скин-фактор, вычисленный методом касательной, а также безразмерный диагностический признак). В соответствии с теорией регрессионного анализа достоверным является тот параметр, который включается в построенную модель на максимально раннем шаге. Выполненная в настоящей работе процедура построения и анализа многомерных статистических моделей продемонстрировала достоверность безразмерного диагностического признака при оценке состояния призабойных зон продуктивных пластов, представленных сложнопостроенными карбонатными коллекторами.

Проницаемость горных пород не является постоянной величиной, она зависит от многих факторов, в том числе от наличия в составе флюидов и пористой среды мелких частиц - коллоидов, которые могут закупоривать поровые каналы и снижать проницаемость. Эффект миграции природных коллоидов, как правило, не учитывается при определении зависимостей проницаемости от эффективного давления, это явление часто игнорируется многими авторами и интерпретируется как результат влияния других факторов. Причиной недостаточного внимания к факту мобилизации и миграции природных коллоидов является сложность идентификации данного явления. Выявлено, что при изменении эффективного давления в начальный период добычи нефти в реальных условиях проницаемость может снижаться сильнее, чем по данным лабораторных исследований. При малом изменении эффективного давления, когда вероятность снижения и гистерезиса проницаемости по причине деформации порового коллектора крайне мала, установлены зависимости проницаемости от количества добытой нефти. Данный факт подтверждает вероятность влияния миграции природных коллоидов на снижение проницаемости и подчеркивает необходимость ее изучения. Целью работы является изучение влияния миграции коллоидов на проницаемость пористых песчаников при изменении скорости закачки жидкости и порового давления. В статье представлены методика и результаты фильтрационных испытаний кернов с учетом снижения проницаемости пористой среды, вызванного миграцией природных коллоидов при закачке жидкости. Условия фильтрационных испытаний исключают другие факторы проницаемости, такие как ползучесть и химическая мобилизация коллоидов. Получены результаты, демонстрирующие зависимость проницаемости от миграции коллоидов при изменении скорости закачки жидкости и порового давления. Фильтрационные исследования образцов керна по предложенной методике показали, что проницаемость кернов уменьшается только при движении жидкости внутри образцов, что является прямым доказательством закупорки пор вследствие миграции природных коллоидов. Установлено, что снижение порового давления приводит к более интенсивному снижению проницаемости при закачке, это свидетельствует о дополнительной мобилизации коллоидов. Пористые среды с большей проницаемостью менее чувствительны к миграции коллоидов и изменению порового давления.

Изменение климатических условий и сокращение площади морского льда в Северном Ледовитом океане позволяют ученым и инженерам задумываться об освоении неразведанных запасов углеводородов, большая часть которых на сегодняшний день находится в Арктике. Подводные резервуары представляют собой важный элемент инфраструктуры, способный обеспечить стратегическое хранение углеводородов в условиях чрезвычайных ситуаций или перебоев в поставках, а также освоить запасы нефти и газа. В работе рассмотрены подводные нефтехранилища как один из этапов, который позволит эксплуатировать морские месторождения под водой. Внедрение подводных хранилищ может способствовать более устойчивому и безопасному развитию нефтегазовой промышленности, снижению экологических рисков и повышению экономической эффективности. В ходе исследования была разработана численная конечно-элементная модель подводного хранилища, выполненная в соответствии с патентом М.С. Сонина. Проведен численный анализ напряженного деформированного состояния хранилища вместимостью 120 000 м3 и оценено распределение напряжений в куполе и фундаменте резервуара с учетом особенностей подводной конструкции. Определены основные причины, приводящие к потере устойчивости, разрушению резервуара и фундамента. Наиболее уязвимым местом резервуара явился уторный шов - место стыка днища и стенки, выполненное сварными швами. Для фундамента наиболее опасен сектор, где стенка резервуара замоноличена в фундаментную плиту, - здесь наблюдаются максимальные напряжения как сжатия, так и растяжения. Для нивелирования этой проблемы есть два возможных подхода: уменьшить глубину погружения хранилища, увеличить толщину купольной части корпуса и добавить ребра жесткости, чтобы повысить жесткость и устойчивость конструкции. Однако оба эти технических решения приведут к дополнительным расходам и технологическим сложностям в ходе реализации проекта.

В процессе проведения исследований разработана геологическая модель механизма образования очагов газодинамической опасности в породах сильвинито-карналлитовой зоны на Верхнекамском месторождении калийных солей. При образовании в породах сильвинито-карналлитовой зоны очагов газодинамической опасности источниками газонасыщенных флюидов являлись газоносные водные растворы, в том числе и флюиды из нефтеносных месторождений, расположенных в толще пород, постилающих соляную залежь. Путями восходящей миграции газонасыщенных флюидов могли быть: разрывные тектонические нарушения, надвиги, сквозные зоны повышенной трещиноватости и зоны проницаемости над склонами рифогенных структур. Миграция газонасыщенных флюидов в соляную толщу из подстилающих пород происходила в субвертикальном направлении (снизу вверх). В породах сильвинито-карналлитовой зоны латеральное направление миграции газонасыщенных водных растворов преобладало над вертикальным вследствие ярко выраженной анизотропии фильтрационных свойств. Флюиды в латеральном направлении двигались по многочисленным глинистым слоям прослойкам и межзерновому пространству. В процессе миграции газонасыщенных флюидов в породах сильвинито-карналлитовой зоны происходили эпигенетические преобразования соляных пород: замещение сильвинитов каменной солью, сильвинитизация карналлитов, образование пород смешанного состава (сильвинит+карналлит). При сильвинизации карналлитов миграция агрессивных газонасыщенных флюидов происходила в направлении от зон замещения сильвинитов каменной солью и пестрых сильвинитов в направлении развития карналлитовых пород. Пестрый сильвинит как продукт эпигенетических процессов в породах сильвинито-карналлитовой зоны вблизи контакта с карналлитовой породой обладает повышенной пористостью и пониженной прочностью. Закономерности распределения свободных газов в пластах сильвинито-карналлитовой зоны обусловлены работой трехзонной функциональной системы галогенного метасоматоза. Разложение карналлита сопровождалось образованием дефицита твердой фазы, величина которого могла изменяться в широком диапазоне значений и достигать почти 70 %. На участках полного разложения карналлита в породах сильвинито-карналлитовой зоны из-за дефицита твердой фазы формировались пустоты. Эти пустоты по аналогии можно считать процессом природной «подработки» вышележащих пластов и «надработки» нижележащих. Эффект природной «подработки» сопровождался формированием в подработанной части сильвинито-карналлитовой зоны за счет разгрузки от горного давления и сдвижения пород систем трещин, через которые происходила миграция свободных газов в подработанные пласты. В результате в породах сильвинито-карналлитовой зоны под воздействием природной «подработки» в зоне разгрузки от вертикальных напряжений за счет разрушений и расслоений по контактам слоев и пластов, а также по глинистым прослоям создаются благоприятные условия для фильтрации в нее свободных газов.