При разработке месторождений природного газа деформация пласта происходит в призабойной зоне бурения, где бы ни эксплуатировалась скважина. Причиной деформации в призабойной зоне бурения может быть падение давления в процессе роста и функционирования скважины и его повышение при вскрытии пласта. Степень деформации пласта зависит от его упругих свойств и подозрительных размеров.
Влияние упругих свойств и депрессии на разрушение коллекторов [1]
Газовые пласты обладают специфическими прочностными свойствами. Устойчивость пород зависит от их структуры, пористости, проницаемости, глубины залегания, количества пропитывающей их жидкости и газа и многих других факторов.
Градуируют пласты по устойчивости в зависимости от депрессии:
Неустойчивые — разрушающиеся до 0. 5 МПа/м,
Слабо закрепленные — при градиенте 0. 5-10. 0 МПа/м,
Умеренно закрепленные — при 10,0-15,0 МПа/м,
Постоянно не разрушающиеся — при 15. 0 МПа/м.
Методы определения допустимого подчинения:
По техническим и функциональным данным скважины,
По величине давления и дебита фильтрации,
по данным о механических свойствах пласта, составляющего забой скважины,
по установленной зависимости критического значения фильтрационного потока от радиуса, разрушающего придонную зону забоя.
В общем случае все методы определения допустимого подозрения основаны на прочности породы.
Характеристика методов определения допустимого подозрения. Для определения допустимого подозрения с помощью технических и функциональных данных необходимо изучить эксплуатационные материалы скважины. Анализ содержания песка в добываемой различными способами продукции, общий конец, срок ремонта и другие эксплуатационные показатели уточняют величину депрессии, обеспечивающей оптимальный технический режим работы скважины.
Для определения разрешенной депрессии по величине градиента давления и скорости инфильтрации необходимо знать зависимость трещины от этих параметров. В принципе, этот метод наиболее корректен в условиях деформации в придонной зоне котлована. Однако возникают трудности, связанные с необходимостью экспериментального определения порогов устойчивости для всего сектора выработки. Из-за наличия слабоустойчивых пластов выполнение этого условия оказывается болезненным, а в некоторых случаях и невозможным. Если сектор добычи относительно однороден по упругим параметрам, а также если породы не разрушаются в процессе отбора и изучения в лабораторных условиях, то этот метод делает оптимальный технический прием весьма надежным. Большинство месторождений природного газа неоднородны в разрезах и состоят из слабых, устойчивых пород. Поэтому не всегда возможно взять репрезентативный образец и изучить его в условиях, приближенных к естественным.
Определить механические свойства пласта так же сложно, как определить уровень давления и критическую скорость фильтрации, при которой происходит разрушение придонной зоны. Глубины, определенные по механическим характеристикам, обычно в несколько раз выше или ниже фактической величины пробки.
Поэтому каждый метод имеет свои недостатки и необходим комплексный подход для оценки влияния различных факторов на деформацию пласта в зоне бурения.
При ГРП в призабойной зоне вынос скважины уменьшается или увеличивается, если мониторинг данных добычи даже показывает отсутствие песка в стволе скважины. Это связано с временем образования песчаной пробки или постепенным очищением дна зоны бурения от мелких частиц. В то же время количественная оценка изменения прироста (при постоянном сомнении) предполагает снижение прироста за счет общего давления в пласте. На устойчивость пласта в призабойной зоне влияет технология вскрытия и разработки. Если разрушение породы начинается с определенного значения предельной прочности, то определение допустимого сопряжения не вызывает затруднений. Если же предел прочности фактически равен нулю, то определение допустимого сомножителя затруднено. В этом случае для определения допустимой депрессии неустойчивого трещиноватого пласта используется метод Алиева [5]. Суть этого метода заключается в том, что скорость фильтрации и тенденция большого давления к разрушению породы определяется в зависимости от радиуса подошвы rKR. Используя законтурные или эмпирические типы, можно определить критический радиус дробления породы.