Защита КР Чалбаш

1.

РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
ТЕМА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
«Проявление деформационных процессов
при закачке теплоносителя»
Выполнил:
Студент группы РС-21-10 Чалбаш А.А.
К защите:
Профессор кафедры РиЭНМ, д.т.н. Назарова Л.Н.

2.

АКТУАЛЬНОСТЬ И ПОСТАНОВКА
ПРОБЛЕМЫ
Истощение традиционных запасов нефти приводит к активному вовлечению
трудноизвлекаемых запасов. Основную долю ТРИЗ составляют высоковязкие
нефти и природные битумы. Их эффективная разработка невозможна без
тепловых методов увеличения нефтеотдачи. Закачка теплоносителя является
мощным техногенным воздействием на пласт. Нарушается термобарическое и
геомеханическое равновесие, формировавшееся миллионы лет.
Проблема: Высокая эффективность тепловых методов сочетается с риском
развития необратимых деформационных процессов

3.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель работы:
Систематизация и анализ деформационных процессов,
возникающих при закачке теплоносителя в пласт и
установление их зависимости от свойств углеводородной системы и
технологических параметров
Задачи исследования:
• Выполнить обзор технологий теплового воздействия
• Рассмотреть физические механизмы тепловых методов
• Выявить и классифицировать деформационные процессы
• Проанализировать критерии применимости тепловых методов
• Обобщить реальные промысловые примеры

4.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОВОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ
Снижение вязкости нефти
при нагреве
(основной механизм)
Термическое расширение
Испарение и перенос
нефти и пород
легких фракций при закачке
пара
Изменение смачиваемости
Улучшение относительных
и межфазного натяжения
фазовых проницаемостей
Следствие: Резкий рост подвижности нефти, но одновременное увеличение термических
напряжений в породе

5.

ТЕХНОЛОГИИ ЗАКАЧКИ
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Закачка горячей
воды:
Температура 150–200 °C
Технологическая простота
Более мягкое воздействие
на пласт
Ограниченная
эффективность и область
применения
Закачка пара:
Циклическая паровая обработка (CSS)
Непрерывная закачка пара
SAGD (гравитационное Особенность SAGD:
дренирование)
Максимальная тепловая
эффективность при
максимальных
геомеханических рисках

6.

КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ И СВЯЗЬ
С ДЕФОРМАЦИЯМИ
Основные критерии:
Геомеханическая интерпретация:
Вязкость нефти (>100 мПа·с)
напряжений (расширение породы)
Глубина залегания (150–1500 м)
Толщина и однородность пласта
Пористость (>20%)
Нефтенасыщенность (>50%)
Высокие температуры → рост термических
Малые глубины → риск вспучивания поверхности,
гидроразрыв пласта. Большие глубины → проседание
Неоднородность → неравномерный прогрев
Высокая пористость → последующее уплотнение
пласта

7.

ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ДЕФОРМАЦИЙ
Пласт рассматривается как элемент геомеханической системы, находящейся в равновесии
Ключевое понятие — эффективное напряжение:
σ - горное давление или напряжение
Pp - поровое давление
α - коэффициент Био
σ’ - эффективное напряжение
Рост порового давления снижает эффективное напряжение
Нагрев вызывает термическое расширение породы
Ослабляется скелет породы и снижается его прочность
Результат: Переход пласта из устойчивого состояния в деформируемое

8.

КЛАССИФИКАЦИЯ
ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Деформации,
вызванные
изменением
температуры:
Термическое
Деформации,
вызванные
изменением
порового давления:
растрескивание
Разрушение глинистого
Уплотнение карбонатов
Вспучиване пласта и
Растворение и
переосаждение цемента
поверхности
цемента
Химикотермические
деформации:
Уплотнение пласта и
проседание
Активизация
геологических
разломов
Набухание глин

9.

ВЛИЯНИЕ ЛИТОЛОГИИ И АНАЛИЗ
РЕАЛЬНЫХ СЛУЧАЕВ
Песчаники:
Разрушение цемента → добыча песка
Обрушение прискважинной зоны
Реальные примеры:
Уилмингтон (США) —
проседание поверхности (9 метров)
Карбонаты:
Химическое растворение
Каналообразование и прорывы теплоносителя
Неоднородные и трещиноватые коллектора:
Катастрофические прорывы
Активизация трещин
Сан-Хоакин (США) —
добыча песка и прорывы пара - применение
ЦПО
• Атабаска (Канада) —
активизация разломов и межпластовые
перетоки при реализации SAGD

10.

ИТОГОВЫЕ ВЫВОДЫ И
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Выводы:
Деформационные процессы имеют комплексный термо-гидро-механо-химический
характер
Основные управляющие факторы — температура и давление
Литология коллектора определяет доминирующий тип деформаций
Последствия могут быть катастрофическими при игнорировании геомеханики