Методика расчета параметров механических свойств горных пород для моделирования гидроразрыва пласта

Abstract

Введение. Отсутствие возможности точного прогноза градиента гидроразрыва пласта (ГРП) приводит порой к катастрофическим последствиям, например, к раскрытию естественных трещин не в запланированном объекте, вследствие чего возникали весьма дорогостоящие проблемы при строительстве скважины. Градиент гидроразрыва является чрезвычайно важным параметром, требующим учета при проектировании проводки скважины.

Материалы и методы исследований. Для моделирования ГРП часто используют лабораторные комплексы, где выполняются экспериментальные исследования образцов горных пород, отобранных в скважине.

В статье представляется схема для определения скорости распространения продольных и поперечных волн в лабораторных условиях с целью расчета коэффициента Пуассона.

Результаты исследований и их обсуждение. Система работает путем возбуждения ультразвуковой акустической волны в торце образца керна цилиндрической формы с последующей регистрацией времени прихода волн в окончание торца керна. Если известна длина образца керна, рассчитываются скорости продольной и поперечной волн.

Скорость равна отношению длины образца ко времени прихода волны в противоположный торец образца. Однако зачастую образцы керна, отобранные из скважины, в которой планируется выполнять ГРП, не всегда бывают представительными, часто на практике имеет место низкий процент отбора керна. В статье приводится методика расчета некоторых исходных параметров для моделирования гидроразрыва пласта, основанная на промыслово-геофизических данных. Расчет включает в себя применение комплексного анализа данных геофизических исследований скважин методом широкополосного акустического каротажа (АКШ) и результатов численных расчетов физико-механических свойств горных пород.

Выводы. Получаемая информация позволяет оперативно и качественно выполнять необходимые расчет прочностных свойств стенок скважины, качественно выполнять ГРП, практически в масштабе реального времени определять характеристики упругой среды, а также проектировать другие технологические процессы с использованием фундаментальных законов подземной гидродинамики и анализа результатов геологопромысловых исследований. Следует отметить, что в случае отсутствия каротажного материала методом АКШ предлагается использовать данные стандартного акустического каротажа, выполнение которого регламентировано во всех скважинах при их строительстве, и посредствам его выполнять расчет скорости пробега поперечной волны основываясь на табличных значениях скоростей продольной и поперечной волн в горных породах.