УДК 539.422.23, 622.24

Используя методы трехмерного численного моделирования состояния пороупругой породы, проведен анализ натурных данных по разрушению стенок скважины в неоднородном по проницаемости песчанике, составляющем продуктивный пласт газового месторождения в Северной Африке. Рассмотрен ряд сценариев, связанных с возможным режимом бурения и исходным напряженным состоянием формации на месторождении. Проанализировано влияние динамики корки бурового раствора, формирующейся на стенке скважины, на наблюдаемые откольные разрушения. Определено, в каких ситуациях возможно разрушение более плотного, менее проницаемого песчаника, в то время как высокопроницаемый песчаник остается цельным. Полученный в результате моделирования характер откольных разрушений соответствует наблюдаемому на скважинах месторождения. Также показано, что одной из причин, влияющих на возникновение нехарактерных разрушений, может являться эффект Ребиндера, который более выражен в плотном песчанике в связи с большим объемом внедренного в формацию фильтрата бурового раствора.

 

Three-dimensional numerical modeling of the state of a poroelastic medium has been carried out to analyze full-scale data on wellbore wall failure in nonuniform permeable sandstone that makes up a productive formation in a North Africa gas field. A number of scenarios are considered which are associated with a particular drilling technique and initial stress state of the formation. The effect of the wall cake behavior on observed spalling is analyzed. Conditions are determined in which the failure of denser, less permeable sandstone is possible, while highly permeable sandstone remains undisturbed. The modeled spalling fracture corresponds to that observed in the field wellbores. It is also shown that the Rehbinder effect can be a factor leading to unusual failure behavior. This effect is more pronounced in dense sandstone due to a large mud filtrate volume introduced to the formation.

 

О.Б. Бочаров, А.В. Серяков  Моделирование нехарактерного разрушения продуктивных слоев песчаника при бурении // Физ. мезомех. - 2016. - Т. 19. - № 6. - С. 86-93