29 марта 2019 года в стенах AO «O'ZLITINEFTGAZ» состоялось второе в этом году заседание Ташкентской секции «Общество инженеров нефтегазовой промышленности», SPE. На повестке дня было заявлено три доклада: «Общество инженеров нефтегазовой промышленности», «Основы геомеханики месторождений нефти и газа» и «Multi-scale geomechanics: How much model complexity is enough» в рамках программы SPE Distinguished and Regional Lecturer.
С первым докладом выступил Руководитель Ташкентской секции SPE по развитию и продвижению, Сайфулллин Ильнур Рифкатович. В своем докладе Сайфуллин И. Р. отметил следующее:
-
SPE - международная некоммерческая профессиональная организация специалистов нефтяной и газовой промышленности, которая начисляет более 156 тысяч членов, 203 профессиональных и 383 студенческих секций в 154 странах мира. Миссия SPE - обмен доступной технической информацией в области изысканий, освоения и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, и других технологий для развития нефтегазовой отрасли, а также предоставление возможности повышать свои технические и профессиональные компетенции.
-
В этом году это второе заседание Ташкентской секции «Общество инженеров нефтегазовой промышленности» с участием зарубежных лекторов по программе SPE Distinguished Lecturer. 12 февраля 2019 года в стенах AO «O'ZLITINEFTGAZ», состоялся первый семинар, где выступил Астафьев В., эксперт в области ГРП компании Halliburton, с темой «Применение ГРП для разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов».
-
SPE обладает уникальными ресурсами: SPE Connect (виртуальное сообщество для обмена опытом и знаниями с экспертами по всему миру), OnePetro (онлайн библиотека, более 200 тысяч статей), PetroWiki (Энциклопедия по нефтегазовому сектору), научно-практические журналы (Journal of Petroleum Technology, TheWayAhead, Peer-Reviewed Journal, HSE Now), дистанционное обучение (вебинары, онлайн курсы, видеоматериалы).
-
SPE на ежегодной основе организует более 150 мероприятий по всему миру включая семинары от выдающихся лекторов SPE, форумы, саммиты, симпозиумы и конференции по разным тематикам нефтегазовой отрасли. Данные мероприятия содействуют обмену знаниями и опытом с экспертами из нефтегазовых компаний и организаций по всему миру
-
Ташкентская секция SPE приглашает всех заинтересованных сторон к плодотворному сотрудничеству и активному взаимодействию. Вступая в Общество инженеров нефтегазовой промышленности, члены общества получают возможность повышать свои знания и навыки за счет уникальных ресурсов SPE, обмениваться опытом с зарубежными экспертами по всему миру и оказывать поддержку подрастающему поколению, что в результате позволит внести неоценимый вклад в развитие нефтегазовой отрасли РУз.
Со вторым докладом выступил Владимир Фрик эксперт в области геомеханики компании Surhan Gas Chemical Operating Company. В своем докладе Фрик В. отметил следующее:
1. Геомеханика месторождений нефти и газа является междисциплинарной наукой, которая позволяет решать следующие задачи:
- Оценка стабильности стволов скважин и подготовка рекомендаций по конструкции скважин и параметрам бурения;
- Разработка геомеханической основы для гидроразрыва пластов;
- Оценка гидропроводности разломов по их напряженному состоянию;
- Оценка влияния параметров разработки месторождений на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов;
- Оценка эффектов, связанных с истощением месторождений.
2. Интенсивное развитие геомеханики за последнее десятилетие связано с вовлечением в разработку нетрадиционных запасов углеводородов, а также с проведением работ в районах со сложным геологическим строением и активной тектоникой.
3. Геомеханика месторождений нефти и газа основана на геомеханических моделях различной размерности (1D, 3D и 4D), для построения которых необходима следующая исходная информация:
-
-
Геологическое строение месторождения (стратиграфия, тектоника, литология, фильтрационно-емкостные свойства и характер насыщения пород залежи, покрышки и вышележащих пород);
-
Тензор напряжений (определяется по результатам LOT тестов или моделированию вывалов, трещин растяжения на стенках скважины, трещин гидроразрыва, анизотропии скорости поперечных волн и обработки данных землетрясений);
-
Пластовые/поровые давления (измеряются, рассчитываются или определяются по трендам уплотнения глинистых пород);
-
Динамические и статические физико-механические свойства пород (коэффициент Пуассона, модуль Юнга, модуль сдвига, объемный модуль, коэффициент Био, сцепление, угол внутреннего трения, предел прочности на сжатие, сдвиг и разрыв, коэффициент трещиностойкости).
4. Существенное влияние на геомеханические модели оказывает аномально высокое пластовое/поровое давление, которое может иметь следующие механизмы образования:
- Уплотнение пород в изолированных системах;
- Тектоническое напряжение;
- Этажность залежи углеводородов;
- Термальный эффект;
- Диагенетические преобразования минералов;
- Генерация углеводородов.
5. При бурении скважин нарушается изотропное состояние горных пород и на стенках скважин появляется осевое, радиальное и тангенциальное напряжение. Величины этих напряжений контролируют образование вывалов, трещин растяжения на стенках скважины или полное разрушение ствола скважины. Для уменьшения нагрузок и увеличения стабильности стволов скважин рекомендуются определенные направления бурения при различных тектонических режимах.
6. Гидропроводность разломов и трещин зависит от их напряженного состояния. Критически напряженные разломы и трещины как правило являются гидропроводными. Такое состояние достигается при повышении пластового/порового давления до критического.
7. При истощении залежи, особенно в слабо консолидированных породах, может происходить оседание поверхности и образование разломов типа сброс на периферии залежи и надвигов в подстилающих и перекрывающих породах, что может являться причиной повреждений скважинного оборудования.
8. Геомеханическое моделирование применяется на всех этапах работ от поиска и разведки до консервации и ликвидации месторождений.
С третьим докладом выступил Alejandro Ganzo, технический консультант по геомеханике компании Baker Hughes, Нидерланды.
В своем докладе Ganzo A. отметил следующее:
- Геомеханический анализ играет очень важную роль для оценки и предупреждения возможных пагубных последствий в процессе геологоразведки, разработки и эксплуатации месторождений (стабильность ствола скважины, стабильность разломов, оседание поверхности, пескопроявление в скважинах). Для эффективного решения данных проблем без затрачивания неоправданно большого количества ресурсов (вычислительная мощность, время на расчеты, дорогостоящее программное обеспечение) очень важно определить оптимальную детальность и сложность геомеханической модели. Геомеханическая модель может состоять, как только из результатов точечного анализа (0D), так включать геофизические данные по всему стволу скважины (1D), трехмерную геологическую модель (3D) и цифровую динамическую модель (4D).
- Одномерная геомеханическая модель (1D) позволяет рассчитать механические свойства пород, горизонтальное и вертикальное напряжение, поровое давление и градиент давления гидравлического разрыва пласта на основе ГИС. Для повышения предиктивных способностей 1D геомеханических моделей требуется произвести калибровку данной модели на основе лабораторных исследований, испытаний на растяжение и сжатие, замеров порового давления в соседних скважинах и результатов бурения. Данная геомеханическая модель затем может быть использована для большого спектра геомеханического анализа: стабильность ствола скважины, гидравлический разрыв, пескопроявление в скважинах и т.д.
- В качестве исходных данных для построения 3D геомеханической модели используется построенные ранее 1D геомеханические модели и структурная геологическая модель (горизонты, разломы, контуры и т.д.). В 3D геомеханической модели свойства пород рассчитываются в 1D геомеханической модели и затем распространяются на весь объем при помощи специальных алгоритмов интерполяции и экстраполяции. Для вычисления порового давления, вертикального и горизонтального напряжения используется аналогичный 1D геомеханической модели алгоритм. Единственное отличие заключается в том, что в 1D геомеханической модели мы используем РИГИС, а в 3D геомеханической модели рассчитанные кубы свойств пород. Данная геомеханическая модель хорошо подходит для залежей с относительно сложным геологическим строением, с умеренной латеральной изменчивостью свойств пород и умеренной изменчивостью рельефа поверхности.
- В случаях сложного геологического строения залежи (например: наличие соленосного купола, большой амплитуды изменения рельефа), изменения пластового давления во времени (добыча, закачка), дифференциального истощения залежи и изменения температуры точность результатов полученных на 3D геомеханической модели существенно снижается. В этой связи рекомендуется использовать 4D геомеханическую модель (3D геомеханическая модель с применением методов конечных элементов). При 4D геомеханическом моделировании применяется конечноэлементная сетка (mesh), в отличие от привычной для нас трехмерной сетки (grid). Конечноэлементная сетка позволяет моделировать сложное напряженное состояние на каждый временной шаг.
- В качестве эксперимента проводилась оценка точности вычисления порового давления и напряжений на 1D, 3D, 4D геомеханических моделях для двух разных по сложности геологических условий: простые геологические условия на континентальном шельфе (глубина морского дна: 10-220 м), и сложные геологические условия на подводном каньоне (глубина морского дна: 50-1400 м). В каждом случае оценка точности вычисления геомеханических параметров производилась для вертикальной и наклонной скважин.
- На первом этапе было проведено сопоставление результатов полученных на 1D и 3D геомеханических моделях. В первом случае (простые геологические условия) обе геомеханических моделей показали близкие по значению результаты, как для вертикальной скважины, так и для наклонной скважины. Во втором случае (сложные геологические условия) обе геомеханических моделей показали близкие по значению результаты по вертикальной скважине, но для наклонной скважины точность расчетов на 1D геомеханической модели были значительно ниже (1D геомеханическая модель при расчете порового давления не учитывала изменение глубины воды по горизонтали/латерали). На втором этапе было проведено сопоставление результатов полученных на 3D и 4D геомеханических моделях. В первом случае обе геомеханических моделей показали близкие по значению результаты, как для вертикальной скважины, так и для наклонной скважины. Во втором случае 4D геомеханическая модель продемонстрировала точнее результаты, как для наклонной скважины, так и для вертикальной скважины (3D геомеханическая модель не учитывала давление, оказываемое верхлежащими и низлежащими непродуктивными горизонтами, а также горное боковое давление).
- Если для решения задач в сложных геологических условиях рекомендуется применять 4D геомеханическую модель, то в других случаях использование 4D геомеханической модели может привести к неоправданному расходованию ресурсов (вычислительная мощность, время на расчеты, дорогостоящее программное обеспечение). В таких случаях целесообразнее провести многовариантную проработку на 1D или 3D геомеханической модели, дополнив ее анализом чувствительности и неопределенности.
Доклады оказались очень интересными и актуальными для нефтяной и газовой промышленности Республики Узбекистан. В ходе семинара слушатели активно задавали вопросы и обменивались знаниями и опытом на тему доклада.
В данном мероприятии приняли участие специалисты от компаний ООО «ЛУКОЙЛ Узбекистан Оперейтинг Компани», AO «O'ZLITINEFTGAZ», АО «ИГИРНИГМ», Чиназский МПЗ, АО «Узтрангаз», ИП ООО «Surhan Gas Chemical Operating Company», АО «Нефтегазинновации» и АО «УзлитиИнжениринг».
Материалы со встречи доступны по ссылке (только для членов SPE)