автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Проектирование устойчивых магистральных трещин при массированном гидроразрыве пласта

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУБКИНА

Р Г Б ой

„ гг,1 < о 0 ?л

(1 I . * :.:■: ; и

' .) -- На правах рукописи

УДК 622-.24:622.276/279.031:620.191

БЕРОВА ИННА ГРИГОРЬЕВНА

Проектирование .устойчивых магистральных, трещин при массированном гидроразрыве пласта

Специальность: 05.15.06. - Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Государственной Академии нефти и газа имени И.М.Губкина.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

Е.Ф.Афанасьев

Ю.П.Желтов С.Б.Графутко

Ведущая организация: ВНИИГаз

Зашита диссертации состоится " 77 " Л 1994г. в уД & часов на заседании специализированного Совета К.053.27.08 при Государственной Академии нефти и газа имени И.М.Губкина по адресу

117917, ГСЛ-1, Москва, Ленинский пр-т, д.65, ауд. 731. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии. Автореферат разослан "_"_1994г.

Ученый секретарь Специализированного Совета К.053.27.08, кандидат технических наук, доцент

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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:

1. 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.

2. Описание напряженно-деформированного состояния горной породы вблизи скважины и в продуктивном пласте.

3. 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:

- смешения и напряжения в любой точке пласта;

- смешения 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.Мусхелишвили, кон^орыные-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, Ю.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 создания 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 ¿естороядения.

Апробирование работы. Основные результаты хиссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих <еждународных конференциях, совещаниях и семинарах:

■ Научно-практической конференции "Рациональная разработка газа, газоконденсатных месторождений, пути повышения коэффициента конечной газоотдачи" (г.Ашхабад, октябрь 1989г.);

■ Международной конференции "Разработка газоконденсатных 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 энергосберегающий 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 газоконденсатных 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 3 рисунков, 5 таблиц. Список литературы содержит 62 наименований работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, цель исследований, научная новизна, теоретическая и практическая ценность и результаты работы.

Первая глава посвящена анализу литературных источников, в разной степени освещающих данную проблему. Так, исследования упругого равновесия бесконечной изотропной плоскости, ослабленной эллиптическим вырезом впервые были проведены Г.В.Колосовым и Н.И.Цусхелишвили в начале двадцатых годов. Наиболее полное решение этой задачи было дано Н.И.Цусхелишвили, однако им не рассматривались вопросы распространения трещин в деформируемом твердом теле.

Первыми работами в этой области являются работы Гриффитса, в которых развивается идея о необходимости учета сил межчастичного сцепления в тупиковой части трещины, что позволило сформулировать так называемый энергетический метод определения предельно равновесного состояния хрупкого тела с трещиной и впервые найти решение задачи о разрушавшей нагрузке для тела с изолированной прямолинейной трещиной.

Вопросами появления и развития деформаций в процессе распространения трещин занимались М.Я.Леонов, Б.А.Дроздовский, Я.Б. Фридман, К.Бюкнер, Ыотт, Эллиот.

О.Л.Бови в 1956 году приближенно методом рядов была решена

задача теории упругости о двух вырезах в пластине.

Идею создания высокопроводяших трещин с целью интенсификации притока флюида к скважине выдвинули Ю.П.Желтов, Ю.П.Коротаев, Ю.Н.Васильев, Б.А.Киреев, В.А.Черных. В работах Ю.П.Желтова и С.А.Христиановича, Г.И.Баренблатта и др. была выдвинута и проиллюстрирована.рядом примеров идея о том, что для исследования распространения трещин в деформируемом хрупком теле могут быть использованы методы, математической теории упругости.

Задача об образовании вертикальных трещин при помощи, фильтрующейся жидкости приближенным методом решил Ю.П.Желтов. Также им решены и описаны: процессы распространения горизонтальной трещины, образующейся в результате закачки в нее нефильтрующейся жидкости, или, что то же, когда горные породы, в которых развивается трещина, являются непористыми и непроницаемыми; определяются параметры вертикальной трещины, образующейся при закачке в нее абсолютно нефильтрующейся жидкости; образование трещин в пористых и проницаемых породах при помощи фильтрующейся жидкости, вязкость которой намного превышает вязкость пластовой жидкости. Ю.П.Желтов все задачи решал используя метод Н.И.Мусхелишвили.

Вопросами распространения трещин в деформируемом хрупком теле, их устойчивости занимался В.В.Панасюк.

Задачи с трещинами представляют большой интерес для механики разрушения твердых тел. Им посвящен ряд исследований К.Аткинсона, Дж.Ахенбаха, Б.Бейкера, К.Броберга, Дж.Виллиса, Б.В.Кострова, В.Д.Алиева, Л.В.Никитина, Л.Фройнда, Г.П.Черепанова и др.

Е.Ф.Афанасьевым исследовались задачи о распространении трещин в плоскости с постоянной скоростью под действием постоянного и переменного давлений, приложенного к берегам разреза, в.однородном поле растягивающих напряжений, а также под действием нагрузки, изменяющейся во времени по степенному закону. В последнем

случае применялся аппарат теории обобщенных функций, который быстро приводит к цели. Все решения даны в предположении, что упругое тело находится в условиях плоской деформации.

К.Броберг исследовал распространение разреза с постоянной скоростью в обе стороны, при этом начальная длина его равна нулю, а поле растягивающих напряжений считается постоянным. Аналогичные задачи рассмотрены в работах Г.П.Черепанова.

Работами, в основном, Г.В.Колосова, Н.И.Мусхелишвили, Вестер-гаарда, Л.А.Галина, Радока, Г.П.Черепанова, Ю.П.Желтова, Е.Ф.Афанасьева и др. ученых был открыт и решен обширный класс статических и стационарно-динамических задач теории упругости, эффективное решение которых находится при помощи методов теории функций, комплексного переменного.

Так как в предыдущих работах рассматривались вопросы образования щелей в упругом бесконечном пласте, эллиптическом вырезе, а в реальных условиях скважина с трещинами, выходящими из нее в плоскости имеет вид кругового выреза с трещинами, то мы решили рассмотреть и решить конкретную задачу об образовании и расчете вертикальных устойчивых магистральных трещин, исходящих из скважины с учетом и без учета фильтрации флюида. Решив поставленную задачу можем определить геометрические размеры трещин, давление разрыва, объем трещин. Из-за невозможности проведения апробации полученной методики в промысловых условиях представляет интерес сравнить результаты расчетов по предложенной методике е методиками, предложенными другими авторами. Наиболее близкой является методика Ю.П.Желтова для расчета геометрических размеров вертикальной трещины в упругом бесконечном пласте.

Во второй главе рассматривается задача об устойчивых магистральных вертикальных трещинах, исходящих из круговой скважины. Задача решается для сплошного упругого продуктивного пласта. Фи-

зически это означает, что пористость пласта очень мала и ею можно пренебречь. Это имеет место для очень плотных коллекторов. Решение этой задачи позволит легче разработать методику решения основной задачи, которая изложена в третьей главе.

Для создания методики применяются уравнения математической теории упругости: уравнения равновесия, закон 1\ка, условие совместности Сен-Венана. После преобразований получается новое выражение этого.условия, применительно к рассматриваемой задаче. Вводится комплексное переменное. Смешения и напряжения выражаются через две функции комплексного переменного.

Приводится физическая и математическая постановка задачи о двух симметричных вертикальных трещинах, исходящих из круговой скважины.

Примем Н, й ( Н - мощность продуктивного пропластка, fi - высота вертикальных трещин) и, что напряженно-деформированное состояние породы вблизи скважины и трещин находится в условиях плоской деформации, что означает: смещения и деформации в направлении оси скважины отсутствуют. Также принимаем, что давления в скважине и полостях трешин одинаковы: Р - Р0 = const и считаем, что вдали от скважины и трещин порода подвержена всестороннему сжатию (J.^ - боковое горное давление; забой открытый, т.е. скважина вблизи трещин не обсажена.

В работе представляет интерес деформация среды, обусловленная действием давления Р0 , т.е. не учитывается ее деформация от всестороннего сжатия (можно считать, что напряжения на бесконечности равны нулю), а на контуре скважины и трешин действует нагрузка Р = Р0• Исходя из чего, приводятся граничные уело-

6ТхГ0 , (21 -/,

% = - р, S = 0 • UL-

у=0 (2 Х+ iy) .

- 10 -

Используя формулы конформного отображения внешности круга с произвольным числом симметричных вырезов одинаковой длины на внешность круга, и полагая /1=2, получим соответствующие формулы, используемые затем для решения задачи о напряженно-деформированном состоянии породы в случае двух симметричных трещин, o.e.

= a ir -^'-«^o^MlTUO, и'Ф = а I 1 ~ (,~а2). CIT!^ О. ( 1 5

Далее решаем задачу о напряженно-деформированном состоянии породы в случае двух симметричных трещин. Согласно граничным условиям на контуре, применяя метод Цусхелишвили и теорему Коши, после преобразований находим искомые функции, которые имеют вид:

р I 1 ( 2 )

v «f i tuCV)

Определим смещения стенок скважины и трещин. Для этого используем формулы отображения и граничные условия, которые являются исходными для отыскания функций U)(6) ¡ У(б) / 4 /:

2ju(trz + г~1в[р ф)+(а>-и) №)], о)

На стенках скважины: 0^6^^/2,7 = 1,

то из (3) имеем:

(Г, = -Ц^- pli+4(!-)) sindica-2 -cos'0-sii¿9)] ,

( 4 )

% p[coS 9 (у'<r*-C0S'9'- Sin &)].

На стенках трещины: 0¿4¿íí, 9 = 0, y = 0.

Согласно (3) после преобразований получаем

0« = -Цт-Р Iм-1 -с-*»*] > иие-'-и*., ( 5)

iíhf] п \( ¿ + fX+r1„ ¿s Í

Таким образом, из формул (3)-(5) следует, что смещения неп-

рерывны на стыке контура скважины с берегами трещины, что и должно выполняться. Форма трещин и контура скважины после деформации представлена графические рис.1).

Для определения напряжений на стенках скважины и трещин используем граничное условие в плоскости на границе ¡Г :

Преобразуя и дифференцируя (6) получим

5е - 5'1лв

Л

{a.'2- cosh

На стенке трешины имеем у-0 , f^x ^

согласно (3), преобразуя и диффернцируя получаем:

2

( 6 )

( 7 ) UL- Тогда

С 8 )

Из полученных формул (3), (6)-(8) следует, что напряжения вдоль контура скважины и берегов трещины непрерывны. Отметим, что выражения для истинных напряжений получаются из найденных, если из них вычесть напряжение всестороннего сжатия на бесконечности. у

Рис.1. Форма трещин и деформация скважины в случае двух трещин.

Итак, выше была решена задача о напряженно-деформированном статическом состоянии упругого тела. При этом длина трещин & входила во все формулы как параметр. Очевидно не при любой наг-

рузке Р на берега трепшны и ее длине В трещина будет устойчива, т.е. система скважина-трепшна-пласт (окружающая порода) действительно будут находиться в равновесии.

В настоящее время существует ряд критериев устойчивости трещин. Наиболее распространенным является критерий Гриффитса. Математически этот критерий записывается в виде:

(9)

Здесь - работа нагрузки Р , потребная на раскрытие трещин, т.е. перемещения четырех берегов длины и деформации стенок скважины; Я - в нашем случае высота продуктивного пласта. В дальнейшем эта величина выпадает, поскольку высота не должна влиять на условие устойчивости трещины (условие плоской деформации). Вычислим работу:

* = -^Я^п^л* . ( 10 )

Преобразуя (10) подучим

2(1-Г)хРЧ г с

УУ =

Ц1), В' = 1 + 1

( и )

где функция и О имеет вид

««-¿М-тЫ'. ■ <12>

Подставляя (II) и (12) в критерий (9) после несложных преобразований получим соотношение

2ЕЦ-

(1 + 1?

( 13 )

Ж (1- У*) • У с

Обозначим через Р* предельную нагрузку, выше которой нарушается устойчивость трещины. Тогда из (13) имеем:

р /д ? ("У-; = ЩЕ'=Ш5{ -к, (14 >

КМ с и+1? У /-У -

где - коэффициент интенсивности напряжений в концах трещин. Величина ¡¿у почти постоянна для каждого материала и определяется экспериментально. Условие устойчивости трещины Р С Р, , кото-

рое о учетом (13) и (14) приводит к условию для длины трешин

(Г* О* - 40 ■ {15)

Это неравенство решается обычными методами. Отметим, что при

2С 1, / -» 00 оно упрощается

■ (16>

что и следовало ожидать.

Следовательно, для устойчивости трешин длина , исходящих из скважины единичного безразмерного радиуса и находящихся под нагрузкой Р , необходимо выполнение в общем случае условия (15).

Далее определены основные функции в общем случае произвольного числа симметричных трещин.

В общем случае П, трещин длины Ь , исходящих из скважины, математически задача об определении функций У (У) , V (Ч?) решается аналогично. При этом функция •? = (VСЧ) равна

УА «п,

В результате искомые функции У>( , находятся в виде:

ш/Ъ___Р__<_ _ т/±)

Компоненты смещения и напряжения определяются, как и в случае двух трещин. Работа, затраченная на раскрытие трешин и деформацию скважины вычисляется аналогично случаю двух трешин. Функция /(7.) будет иметь другой вид. Условия устойчивости прежние.

Определены выражения для определения увеличения дебита скважин за счет системы трешин.

В случае наличия трешин дебит скважины равен

В случае отсутствия трещин =0, (X =1 , дебит равен

л _ 2ХК& Рц~ Ро г ро \

и° Л~ ' {п Як '

Из (19) и (20) следует, что б Сп в*

( 21)

В случае трещин большой протяженности I из (21) получим

б = -. ( 22 )

Из (22) очевидно, что чем больше длина Л трешин, тем меньше знаменатель и больше отношение

. В случае фильтрации идеального газа по закону Дарси будем иметь

А _ _ Ш.. п - р- . ( 23 )

ЛРо (п (а Я*)

Отсюда легко видеть, что формулы (21) и (22) не изменятся.

Выведена формула для расчета объема вертикальных трешин.

Согласно (5), преобразуя и интегрируя его, получим в размерных

величинах

Ч'+^у-^^-^Я^П24'

где й. - высота трещин, £"'=■ !Л , С = ( ! + .

Одним из самых главных в решаемой задаче является определение областей устойчивости и неустойчивости трещин. Для определен ния нагрузки на берега трещины Л» , при которой нарушается устойчивость трещин имеет место условие

Я /Г Л Пп №)

« К 1л* г У'^У, ЛЦМЛ ( 25 5 б,-б,+9ч1в-3е + -рту) '

Щ1гъ->1>(гв) = е~* [дет -

Из этого условия имеем_

/>, {-Щрг. гш, <»>

У 7777777 • (27)

Кривая , изображенная на рис.2, делит всю область на

область устойчивости и неустойчивости трещин. При произвольной нагрузке Р имеем:

Р / < ВД > С 28 )

то трещины будут устойчивыми. Если

ЩЩ^ > ПО , ( 29 )

то трещины будут неустойчивыми.

В работе приведены результаты расчетов предельной длины устойчивых трещин в зависимости от нагрузки разрыва для скважин Карачаганакского месторождения по преобразованной формуле (15)

Рассчитаны также давления разрыва трещин для этих же скважин, величина дополнительного давления, необходимого для разрыва пластов и объем трещин, приходящихся на единицу высоты по формулам:

Рр»г = р* + , £ = едН; * = ± ; ( 31 )

Л Р - Р/мц/. - РЛЛ ; ( 32 )

В третьей главе разработана методика расчета устойчивых магистральных трещин, исходящих из скважины, в насыщенном флюидом пористом пласте.

Рассмотрена задача о двух симметричных вертикальных трещинах, исходящих из круговой скважины, вскрывающей насыщенный по-

ристый пласт. Принимая, что мощность И продуктивного пласта и высота £ вертикальных трещин длины I много больше радиуса скважины, т.е. //,€ . Тогда можно принять, что напряженно-

деформированное состояние породы вблизи скважины и трещин находится в условиях плоской деформации / 4/. В качестве координатной оси 0Х3 выберем ось скважины. В плоскости, перпендикулярной к оси 0х} , ось Ох, направим вдоль трещин, а ось 0хг - перпендикулярно к ней. В дальнейшем отнесем все линейные размеры к радиусу скважины 2С , тогда в безразмерных величинах =1, длины трещин /. = . В плоскости Х1 , X ^ задача симметрична от-

носительно обеих осей, поскольку длины трешин одинаковы..Примем, что давления в скважине и полостях трещин одинаковы и постоянны

Р = Р, = соЫ , Х?+х1 = 1, 1 , х2 = 0. (34)

Считаем, что вдали от скважины и трешин горная порода подвергается всестороннему сжатию . Примем также, что забой открытый, т.е. скважина вблизи трещины не обсажена.

С математической точки зрения, поскольку в рассматриваемой задаче представляет интерес деформация среды, обусловленная действием давления Р0 , т.е. не учитывается ее деформация от всесто- ' роннего сжатия, то можно считать напряжения на бесконечности равными нулю, а на контур скважины и трещин действует напряжение Р = Р0- (у^ . Отсюда граничные условия (34) можно записать в виде Г() + ¿Г}1 --Рз , 121

Р1й , Г}}=0, 1 ^ « 1-И, 1т2 = 0. ( 35 }

Здесь Ги , Г1г , Г11 - суммарные напряжения, 2 - комп-

лексное переменное, £ - мнимая единица ( Решение этой

граничной задачи дано в работе / 4 /. И используем это решение для нашей цели.

Отметим сразу, что максимальное раскрытие ИГ трешин будет

равно

** ~ Е(1-т) 1+л ' {1Х1] 1) > ( 36 )

где: 1) - коэффициент Пуассона, Е - модуль Юнга, т. - по' -ристость горной породы вблизи скважины и трешин.

Опуская выкладки, аналогичные приведенным во второй главе, учитывая фильтрацию флюида в пласте, т.е. учитывая пористость пород получаем формулу для определения увеличения дебита скважины за счет деформации стенок скважины и трещин

А = Ь-Ъ

исск иь 2.(1 + 1) Здесь - дебит скважины в случае отсутствия трещин:

--ШГ 1 (38)

(3 - дебит при наличии трешин:

л _ _ ЗХ1/Я . Р1-Р1 , 39 >

Л *„ (ни**! ?

{п -ЩТТГ) ■, ■

где: К - проницаемость породы, - вязкость флюида, ть -мощность продуктивного пласта, Рц , Р» - давления на контуре питания, в скважине и трещинах, соответственно, а также необходимо учесть условия устойчивости трещин. Используя (9), вычисляем работу И/ . Отсюда

** - тИ-Кт , ( 40 >

г* У 1-пг (&и3 У /-У*

где Н2 определяется экспериментально. Предельная кривая, выше которой нарушается устойчивость трещин приведена на рис. 2. Условие устойчивости

/></>„, (и1?-140 ^^

"Л Г С с

При равенстве определяется предельная длина устойчивой трещины.

Уравнение для определения объема трещины в размерных вели-

чинах имеет вид

Знание объема V необходимо для крепления трещин после их создания (например, путем закачки песка).

Также как и во второй главе, по разработанной.методике, проведены расчеты на примере."средней" скважины Ковыктинского. месторождения. При этом определены величины предельной длины устойчивых трещин в зависимости, от нагрузки разрыва, величина давления разрыва, дополнительная величина давления, необходимого, для. раскрытия. трешин,..объем трещин и увеличение дебита скважины за.счет системы скважина-трещина по формуле (37).

.Проведено сравнение результатов, расчетов по предложенной методике с методикой Ю.П.Желтова для щели в упругом бесконечном пласте.

Различия в результатах объясняются рядом существенных ограничений, вводимых Ю.П.Желтовым.

Рис. 2 Предельная кривая и области устойчивости и неустойчивости трещины.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОД!

1. Выполненные теоретические исследования позволили обосновать повьппение эффективности процесса создания высокопроводяших трещин при ГРП с целью увеличения притока флюида к скважине.

2. Применяя основные положения теории упругости, теории фильтрации, уравнений математической физики, можно описать напряженно-деформированное состояние системы скважина-трешины-пласт. Эти уравнения решаются в аналитическом виде. В результате определяются смешения и напряжения в любой точке пласта. На стенках скважины и трешин необходимые формулы удобны для инженерных расчетов. Они позволяют рассчитать геометрические размеры устойчивых трешин, вычислить объем трещин, знание которого необходимо для оценки количества закачиваемого материала в трещины с целью их крепления. Рассчитать давление разрыва в зависимости от длины трещины; вычислить энергию, потребную для раскрытия трешин и деформации стенок круговой скважины; рассчитать увеличение дебита скважины за счет трещин, который значительно возрастает с увеличением длины трешин.

3. Используется принципиальное положение математической теории упругости, позволяющее решать основные краевые задачи в классе разрывных функций, что пока в известных публикациях не практиковалось.

4. При апробации метода расчеты проведены для двух месторождений. В стране открыты ряд месторождений углеводородов,' уникальных по запасам, но с низкопроницаемыми плотными коллекторами. Проблема их разработки возникла впервые. Это месторождения Прикаспия, Иркутской области, Ямала и др. Конкретные расчеты проведены для скважин Карачаганакского и Ковыктинского месторождений.

5. Сравнительный анализ методик расчета различных авторов

с предложенной показал достоверность полученных результатов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Афанасьев Е.Ф., Щурыгина И.Г., Щербаков Г.А. Метод расчета системы магистральных трещин в плотных коллекторах с целью интенсификации цритока флюида к скважине. -М.: ВНИИЭГАЗПРОМ, сер.РиЭГГКМ, Обзорная информация, 1990. -28с.

2. Афанасьев Е.Ф., Щурыгина И.Г., Щербаков Г.А. Математический метод решения задач с целью интенсификации производительности скважин. //Тездокл.Международи.конф. "Разработка газоконденсатных месторождений"/г.Краснодар, 1990. -с.15-21.

3. Щурыгина И.Г. Повышение производительности скважин путем создания магистрально-вертикальных трещин на примере Карачаганакс-кого месторождения. //Тез.докл.научн.-практ.конф. "Разработка и эксплуатация газоконденсатных месторождений на завершающей стадии" /г.Ухта, 1990. -с.12-16.

4. Афанасьев Е.Ф., Щурыгина И.Г. Метод расчета устойчивых вертикальных магистральных-трещин, исходящих из скважины, в насыщенном флюидом пористом пласте. //Тр. Международн.научн. конф. "Актуальные проблемы механики деформированного твердого телй/г. Алма-Ата, 1992. -с.94-106.

Соискатель

I

И.Г.Берова