Динамика физических свойств коллекторов при разработке месторождений нефти и газа

Abstract

При разработке месторождений происходят значительные изменения гидродинамического режима и напряженно-деформированного состояния, что влияет на физико-механические свойства горных пород, которые определяют эксплуатационные характеристики пластов-коллекторов. Дополнительные воздействия изменяют состояние горных пород и могут вызывать как уплотнение, так и разуплотнение коллекторов и покрышек, что необходимо учитывать при выборе оптимальных способов воздействия на пласт, таких как законтурное заводнение и гидроразрыв. С изменениями напряженно-деформационного состояния пласта в процессе разработки связаны и такие явления, как обширные просадки земной поверхности, техногенные землетрясения на нефтегазовых месторождениях, подвижки по разломам, прогнозирование которых является актуальной задачей.Петрофизика определяет физические свойства образцов горных пород в нормальных (атмосферных) условиях и в условиях, моделирующих пластовые. Вариации физических свойств образцов одной и той же горной породы петрофизика обычно объясняет изменениями их общего минерального и химического состава и структурно-текстурными особенностями. В то же время структурные изменения в горных породах возникают и при силовом воздействии (снижении пластового давления), что является предметом исследований динамической петрофизики.Кроме изменения давления пластового флюида к характерным процессам, сопровождающим разработку месторождений, относятся изменение температуры при интенсификации добычи и обводнение пласта. Изменения физических свойств в основном исследуют путем определения физических свойств (фильтрационно-емкостных, упругих, электрических, деформационно-прочностных) в стандартных (атмосферных) условиях и при физическом моделировании пластовых условий и процессов. Показано, что снижение пластового давления на 10 МПа может изменить значения различных петрофизических параметров от 0,1 (плотность породы) до 80 % (удельное электрическое сопротивление), что необходимо учитывать в проектах разработки месторождений и при интерпретации повторных или мониторинговых геофизических исследований скважин.Развиваются новые направления исследования физических свойств: определение трещинной пористости горных пород; оценка влияния трещинной пустотности на физические свойства горных пород; оценка изменений физических свойств коллекторов при моделировании процесса разработки месторождений углеводородов со снижением пластового давления; моделирование условий разрушения призабойной зоны скважин в процессе снижения пластового давления; определение водонасыщенности и трещиноватости коллекторов по затуханию амплитуды упругих волн.