Территория Нефтегаз 5-6.2023

Научная статья

УДК 550.8.072+622.24.001.57(470.13)
(UDK 550.8.072+622.24.001.57(470.13))

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

БУРЕНИЕ (DRILLING)

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАЕКТОРИЙ ПРОЕКТНЫХ СКВАЖИН НА ОСНОВЕ 3D – ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

(STABILITY CALCULATION AND PROJECT WELL TRAJECTORIES OPTIMIZATION USING 3D GEOMECHANICAL MODELLING)

Для месторождений Республики Коми актуальна проблема устойчивости стенок наклонно-направленных и горизонтальных скважин, пробуренных в сложных горно-геологических условиях.
Решение данной проблемы требует комплексного и своевременного подхода к строительству скважин. Риски возникновения осложнений, связанных с потерей устойчивости стенок скважин наряду с катастрофическими поглощениями бурового раствора, ведут к увеличению непроизводительного времени бурения, ухудшению фильтрационно-емкостных свойств коллектора и в крайних случаях приводят к ликвидации скважины. Для минимизации риска осложнений предлагается проводить комплексное 3D – геомеханическое моделирование на стадии планирования скважин с опорой на данные лабораторно-аналитического исследования керна, специального комплекса геофизических исследований скважин и результаты интерпретации данных 3D-сейсморазведки.
В статье предложен подход к 3D – геомеханическому моделированию, используемый для расчетов устойчивости и оптимизации траекторий эксплуатационных скважин на этапе их планирования.
Эффективность метода продемонстрирована при планировании траекторий и оптимизации конструкций скважин проектного фонда. Представлены новые подходы к построению 3D – геомеханических моделей в комплексе с динамической интерпретацией данных 3D-сейсморазведки, анализом стабильности тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости.
По результатам динамической интерпретации данных 3D-сейсморазведки выявлена сеть тектонических нарушений в триасовых и верхнепермских отложениях. В зонах повышенной трещиноватости, связанной с тектоническими нарушениями, рекомендовано использовать градиент поглощений как эквивалент плотности бурового раствора, при которой происходит переоткрытие критически напряженных трещин. Тем самым безопасное окно плотности бурового раствора в этих зонах сводится к минимальному. Для более точного определения риска осложнений при строительстве скважин выполнен анализ стабильности трещин и тектонических нарушений.

Construction of directional and horizontal wells in the fields of the Komi Republic is challenged by the insufficient wellbore stability when drilling in complicated subsurface conditions.
Addressing this challenge requires a comprehensive and timely approach to the construction of wells. Risks of complications due to wellbore stability failure along with very high mud losses result in increased non-productive time of drilling operations, deterioration of reservoir properties and, in extreme cases, cause well abandonment. To minimize the risk of complications, the paper proposes to conduct a comprehensive 3D geomechanical modeling at the stage of well planning, relying on laboratory and analytical core data, a special set of production logging data, and 3D seismic data interpretation.
In addition, the paper proposes an approach to 3D geomechanical modeling which is in use to calculate the stability and optimize production well trajectories at the stage of the well planning.
The method's performance has been demonstrated in trajectory planning and design optimization of project wells. New approaches are presented to generate 3D geomechanical models in conjunction with dynamic interpretation of 3D seismic data, stability analysis of tectonic faults and zones of higher fracture density.
Dynamic interpretation of 3D seismic data revealed a network of tectonic faults in the Triassic and Upper Permian deposits. In zones of higher fracture density related to tectonic faults, the authors recommend using the mud loss gradient as an equivalent of the mud weight at which critically stressed fractures are reopened. Thus, the safe mud weight range in these zones is reduced to its minimum. An analysis of the fracture stability and tectonic faults is performed to more precisely determine the risk of complications during well construction.

3D – ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ, ОСЛОЖНЕНИЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИНЫ, ТЕКТОНИЧЕСКОЕ НАРУШЕНИЕ

3D GEOMECHANICAL MODELLING, WELLBORE STABILITY CALCULATION, WELL CONSTRUCTION COMPLICATION, TECTONIC FAULT

П.И. Клыков1, e-mail: Pavel.Klykov@pnn.lukoil.com;

А.В. Наговицин1, e-mail: Alexandr.Nagovitsin@pnn.lukoil.com;

Г.В. Зверев1, e-mail: Gleb.Zverev@pnn.lukoil.com;

И.А. Петренко1, e-mail: Igor.Petrenko@pnn.lukoil.com

1 Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» (Пермь, Россия).

P.I. Klykov1, e-mail: Pavel.Klykov@pnn.lukoil.com;

A.V. Nagovitsin1, e-mail: Alexandr.Nagovitsin@pnn.lukoil.com;

G.V. Zverev1, e-mail: Gleb.Zverev@pnn.lukoil.com;

I.A. Petrenko1, e-mail: Igor.Petrenko@pnn.lukoil.com

1 PermNIPIneft – branch of LUKOIL-Engineering LLC (Perm, Russia).

Клыков П.И., Наговицин А.В., Зверев Г.В., Петренко И.А. Расчет устойчивости и оптимизация траекторий проектных скважин на основе 3D – геомеханического моделирования // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2023. № 5–6. С. 20–26.

Klykov P.I., Nagovitsin A.V., Zverev G.V., Petrenko I.A. Stability Calculation and Project Well Trajectories Optimization Using 3D Geomechanical Modelling. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2023;(5–6):20–26. (In Russ.)

Лядова Н.А., Клыков П.И., Предеин А.А. Численное решение задач геомеханики (на примере месторождения шельфа Балтийского моря) // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2020. № 2 (20). C. 126–136. DOI: 10.15593/2224-9923/2020.2.3.

Albukhari T.M., Beshish G.K., Abouzbeda M.M., Madi A. Geomechanical wellbore stability analysis for the reservoir section in J-NC186 oil field // ISRM 1st International Conference on Advances in Rock Mechanics, March 2018 / Hammamet, Tunisia: Tunisian Society for Rock Mechanics, 2018. P. 179–193.

Park B.Y., Sobolik S.R., Herrick C.G. Geomechanical model calibration using field measurements for a petroleum reserve // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018. № 3 (51). P. 925–943. DOI: 10.1007/s00603-017-1370-4.

Caenn R. The history of drilling fluids – classified by date ranges // Oil-Industry History. 2018. № 1 (19). P. 160–161.

Liadova N.A., Klykov P.I., Predein A.A. Numerical solution of geomechanics problems (the case of the Baltic Sea offshore field). Vestnik Permskogo nacional’nogo issledovatel’skogo politehnicheskogo universiteta. Geologiya, neftegazovoe i gornoe delo [Perm journal of petroleum and mining engineering]. 2020;20(2):126–136. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2020.2.3. (In Russ.)

Albukhari Т.М., Beshish G.K., Abouzbeda M.M., Madi A. Geomechanical Wellbore Stability Analysis for the Reservoir Section in J-NC186 Oil Field. In: ISRM 1st International Conference on Advances in Rock Mechanics. Hammamet, Tunisia: Tunisian Society for Rock Mechanics; 2018. P. 179–193.

Park B.Y., Sobolik S.R., Herrick C.G. Geomechanical Model Calibration Using Field Measurements for a Petroleum Reserve. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018;51(3):925–943. https://doi.org/10.1007/s00603-017-1370-4.

Caenn R. The history of drilling fluids – classified by date ranges. Oil-Industry History. 2018;19(1):160–161.
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57