авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), 2012

УДК 550.4:552.578.2

К ВОПРОСУ О ДЕФОРМАЦИИ КОЛЛЕКТОРОВ

НЕФТИ И ГАЗА В

УСЛОВИЯХ ТСНО

© И.А. КерИмов 1, м.Я. ГАйсУмов 1, р.с. АхмАтхАнов 2

Академия наук Чеченской Республики, Грозный

1

Грозненский государственный нефтяной технический университет им. М.Д. Миллионщикова, Грозный

2

В статье рассмотрены вопросы деформации гранулярных и карбонатных пластов-коллекторов не фтяных месторождений Терско-Сунженской нефтегазоносной области в процессе разработки. Рас считаны деформации и скорости деформации коллекторов, установлены связи деформаций с падени ем пластового давления и длительностью разработки нефтяных месторождений.

Ключевые слова: нефтяные месторождения, разработка, деформации, пластовое давление, коллек тор, пористость.

In article are considered questions of deformation of granulation and carbonate layers-collectors of oil fields of TSNO in process development. Deformations and rate of deformations collectors are calculated, communications establisheds are deformation with reservoir pressure fallings and by duration development of oil fields.

Key words: oil fields, development, deformations, reservoir pressure, collector, porosity.

в начальной стадии разработки давление гор- тами, известняками), его деформация будет малой ных пород (литостатическое давление) на кровлю и близкой к упругой. возникнет небольшое верти пласта, содержащего углеводороды, уравнове- кальное сжатие пласта без явных последствий на шивается напряжениями в скелете и пластовым поверхности;

поровым давлением. При уменьшении порового - если резервуар представлен слабыми легко давления в ходе разработки месторождений увели- уплотняемыми породами (типа рыхлых песчани чиваются напряжения в скелете коллектора, про- ков, песков, мела) или чистыми алевритами, де исходит сжатие пор и опускание поверхности над формация коллектора будет более существенной, разрабатываемым пластом. По данным работы [си- далеко выходящей за пределы упругости.

доров и др., 1989 а, б], скорости опускания земной Интенсивные смещения земной поверхности поверхности при извлечении углеводородов обыч- на нефтяных и газовых месторождениях, а также но составляют 1–2 см в год, суммарные величины в районах интенсивной добычи других полезных просадок не превышают первых десятков сантиме- ископаемых, давно привлекли внимание зарубеж тров. отмечаются и значительные просадки – до ных ученых. еще в 1880 г. было замечено оседа нескольких метров, сопровождающиеся деформа- ние земной поверхности в среднем Чешире (Анг циями наземных сооружений, смятиями обсадных лия), где добывалась соль с глубины 70–110 м. Это колонн или затоплением опускающихся участков. привело к разрыву водопроводов, разрушению Примеры оседания поверхности при откачке флюи- каналов и железнодорожных коммуникаций, по дов можно найти в целом ряде публикаций [Gilluly, вреждению некоторых зданий. Подобные явления Grant, 1949;

Гармонов и др., 1965;

Lofgen, Klausing, были известны в те годы во Франции и Германии.

1969;

Hayashi., 1969;

Лилиенберг, мещерский, в 1885 г. после проведенных специальных работ 1968;

Ященко, 1989, Касьянова, Кузьмин, 1995]. на одном из месторождений Апшеронского полу в зависимости от геологии и механических острова (Азербайджан) Я. Шагрен сделал вывод, характеристик коллектора и покрывающих пород, что крупные просадки в рельефе и выбросы песка а также от режимов эксплуатации месторождений, в скважинах являются результатами усиленной до возникающие в коллекторе деформации могут рас- бычи нефти.

пространяться в кровлю коллектора, покрывающие результаты более поздних исследований обоб его слои и т. д. вплоть до поверхности, где они про- щены в работе А.А. никонова [никонов, 2006].

являются преимущественно в виде вертикальных Приведем некоторые из них.

смещений. При этом возможны различные случаи оседания в районе Калифорнии в результате [мори, 1994]: откачки подземных вод в течение 20–30 лет соста - если резервуар представлен очень жесткой вило 2,7–4,5 м. общая площадь захваченных осе породой (твердым песчаником, твердыми доломи- данием земель в этом штате исчислялась сотнями Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), км2. самым ярким примером является г. Лонг-Бич в настоящее время имеется довольно большое вблизи Лос-Анджелеса, где опускание достигло количество работ, посвященных прогнозу оседа 8,8 м, горизонтальные смещения – 3,7 м. Добыча ний земной поверхности при отработке нефтяных нефти и газа в этом районе велась с глубины 1– и газовых месторождений. Данные методы можно 2,7 км из неогеновых песчаников, алевролитов условно подразделить на три основные группы.

и глинистых сланцев. в 1934–1941 гг. отдельные 1. методы прогноза, основанные на теорети пункты оседали со скоростью 50–100 мм/год, а к ческих представлениях, заимствованных из мето 1952 г. – со скоростью 300–700 мм/год. Первона- дов предрасчета параметров процесса сдвижения чальное давление в пластах снизилось в 3–10 раз, горных пород при разработке пологопадающих воронка приняла форму эллипса с осями 10 и угольных месторождений.

65 км. с 1953 г. после начала закачки в нефтяные 2. методы прогноза, основанные на оценке па пласты воды скорость оседания уменьшилась, а раметров уплотнения коллектора в процессе отбо с 1958 г. площадь оседания сократилась с 52 до ра углеводородного сырья.

8 км2. оседания поверхности земли за счет откачки 3. методы прогноза, основанные на исполь флюидов были также отмечены в венесуэле, Япо- зовании численных моделей расчета напряженно нии, Италии и др. странах. деформированного состояния горного массива.

Аналогичные явления были также отмечены в Первая группа методов характерна для ранне ряде нефтяных регионов снГ. отдельные участки го периода развития механики горных пород при поверхности на некоторых нефтепромыслах Апше- добыче нефти и газа и основывается на широко рона (Азербайджан) за 1912–1962 гг. опустились на известных работах ученых-основоположников 2,5 м. среднегодовая скорость поверхности места- науки о сдвижении горных пород на пологопадаю ми составляла 10–30 мм/год, а в отдельные годы щих угольных месторождениях: с.Г. Авершина, увеличивалась до 40–50 мм/год. опускания со ско- в.н. Земисева, м.А. Иофиса, е. Литвинишина, ростью 15–20 мм/год отмечены в сводах антикли- Г. Кратча и др. в данных методах для прогноза нальных структур. мульды сдвижения земной поверхности использу скорость оседания поверхности на газовом ется основное решение дифференциального урав месторождении Газли (Узбекистан) по мере увели- нения сдвижения горных пород параболического чения добычи газа увеличилась с 10 мм/год 1964– типа. характерным недостатком данных методов 68 гг. до 25 мм/год в 1974–76 гг. является то, что они практически не опираются на отмечены понижения земной поверхности до реальные физико-механические свойства вмещаю 15 см при добыче газа на газовых месторождениях щих пород.

ставропольского края. во второй группе методов оседание земной Актуальность изучения данного вопроса еще поверхности при добыче нефти напрямую связы больше возросла к концу нашего века в связи с ак- вается с величиной уплотнения нефтяного коллек тивизацией инженерной деятельности человека. тора. Это работы Э.Г. Геровича, А.с. мазницкого, несмотря на немалые исследования ученых раз- К.н. никоненко, Б.И. тульбовича, в.И. Петренко и ных стран, следует отметить, что нет еще единой др., и ряда зарубежных специалистов. основное от методики определения величины вертикальных личие заключается в методах расчета сжимаемости смещений земной поверхности в зависимости от коллектора, однако в большинстве методов исполь интенсивности разработки нефтегазовых место- зуются параметры уплотнения порового простран рождений. ства, подробно представленные в.м. Добрыниным Коллекторы нефти и газа в естественных усло- [Добрынин, 1970]. Последующее интегрирование виях залегания находятся под напряжением из-за по объему полученной функции уплотнения кол влияния горного давления и упругих свойств само- лектора дает искомое оседание поверхности в лю го коллектора. в периоды сейсмотектонической ак- бой интересующей исследователя точке. Данный тивности сильное влияние могут оказывать и тек- подход заимствован из широко применяемых мето тонические силы. До начала воздействия на пласт дов прогноза сдвижений земной поверхности при внешнее давление от действия собственной массы разработке угольных месторождений и подробно вышележащих пород и возникающее в пласте ответ- описанных в монографии Г. Кратча [Кратч, 1974].

ное напряжение находятся в условиях равновесия. основным недостатком данных подходов является в процессе разработки месторождений геоста- неучтенность конкретных физико-механических тическое равновесие нарушается. Продуктивный свойств и структурных особенностей массива, а горизонт подвергается сжимающему давлению, также механической модели деформирования са величина которого равна разности горного и пла- мого коллектора. Последний недостаток также яв стового давления. Пластовое давление при разра- ляется весьма существенным, т. к. при производ ботке снижается, за исключением коротких перио- стве подробных специальных расчетов неучет ме дов сейсмической активности. ханики деформирования коллектора не позволяет Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), получить качественную и, тем более, количествен- тивным является хадумский горизонт, сложенный ную картину нДс всего горного массива с учетом глинистыми и рыхлыми алеврито-песчаными отло его структурных особенностей. жениями, имеющими общую пористость 27–35% и К настоящему времени разработано большое влажность 15–22%. на этом полигоне в 1961–62 гг.

количество модельных представлений, охватываю- проводились геоморфологические исследования и щих практически весь спектр механики сплошных двухкратное нивелирование класса [о деформа сред. в связи с интенсивным развитием численных ции…, 1965, терновой, Белов, 1969]. результаты методов, их стремятся реализовать в различных наблюдений были интерпретированы с учетом дан компьютерных программах. очевидно, что данное ных разработки месторождения. По результатам направление является на сегодняшний день наи- исследований было отмечено максимальное оседа более перспективным, т. к. возникает возможность ние земной поверхности (130–150 мм), приурочен моделировать разнообразные горно-геологические ное к центральной части месторождения, имею ситуации, прогнозировать величины параметров щей депрессионную воронку падения пластового моделируемого процесса. однако в россии, в отли- давления. Авторы пришли к выводу, что оседание чие от других стран, подобное направление начало земной поверхности вызвано, в первую очередь, разрабатываться сравнительно недавно [Калугин, сжимаемостью продуктивного пласта хадумско 2002]. го горизонта и вышележащей толщи пластичных в качестве механической модели поведения майкопских глин.

коллектора под нагрузкой используются упругая и терновой Ю.в. и др. предлагают для расчета пластическая модели, модели среды с консолида- оседания земной поверхности использовать коэф цией и так называемая "шатровая" модель, которая фициент упругоемкости пласта. расчет коэффи отражает основные особенности деформирования циента объемной упругости ими производился по пористых насыщенных сред под нагрузкой. сле- графику холла, переработанном в.н. Щелкачевым.

дует отметить, что данная модель является также расчет сжимаемости пласта производился по фор одной из наиболее признанных и широко исполь- муле в.н. Щелкачева [Щелкачев, 1959]. Упругоем зуемых в зарубежной литературе. Известны ра- костъ пласта зависит от коэффициента объемной боты специалистов компании "Phillips Petrolium упругости пласта, общей пористости и коэффици Compani" (Chin L.., oae.. et al.), реализовав " Chin..,.,.,..

.

..), ента объемной упругости жидкости:

ших данную модель методом конечных элементов = m ж + с, в трехмерной постановке для условий резервуара (1) Экофиск в северном море, где оседание дна моря где – упругоемкость пласта;

с – коэффициент к 1993 г. достигло 6–7 м. По этому же пути идут объемной упругости пласта;

ж – коэффициент. Plischke, также прогнозирующий оседания объемной упругости жидкости;

m – общая пори при добыче нефти в северном море, L.W. Teufel, J.-C. oegiers, описывающие деформирование и стость.

разрушение коллектора, и многие другие. Данный коэффициент был предложен Щелка на кафедре маркшейдерского дела, геодезии и чевым в.н. для определения объема флюидов, вы геоинформационных систем (мДГ и ГИс) Перм- тесняемых на поверхность за счет энергии самого ского государственного технического университе- пласта.

та под руководством проф. Кашникова Ю.А. раз- в докторской диссертации субботина с.И., работан программный комплекс «GEOTECH». в посвященной теории и практике геодезических ра основе программного комплекса также реализована бот на месторождениях нефти и газа, автор реко «шатровая» модель. Данный конечно-элементный мендует для расчета вертикального сжатия пласта комплекс неоднократно с успехом применялся для использовать коэффициент объемной упругости целей прогноза параметров процесса сдвижения пласта [субботин, 1992]. Этот коэффициент так при разработке нефтяных и газовых месторожде- же в большей степени характеризует внутренние ний [Калугин, 2002;

Кашников, Ашихмин, 2007]. свойства пласта, чем сжатие внешнего скелета.

Для инженерных расчетов Калугиным А.в. в в своей работе, посвященной изучению де своей кандидатской диссертации разработан упро- формации и изменений физических свойств кол щенный способ прогноза оседаний земной поверх- лекторов нефти и газа, Добрынин в.м. ввел ко ности при разработке нефтяных месторождений эффициент сжатия скелета пласта, который непо Западной сибири [Калугин, 2002]. средственно характеризует внешнюю деформацию на территории северного Кавказа один из пласта [Добрынин, 1970].

первых полигонов по наблюдению за явлениями Как известно, относительные деформации на оседания был создан на северо-ставропольско- сыщенной жидкостью коллекторов (деформация скелета, порового пространства и твердой фазы) Пелагиадинском месторождении газа, где продук Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), n при всестороннем сжатии обусловлены двумя = g i h– объемная плотность пород i-го пласта;

где i видами напряжений: эффективного напряжения hi =1– толщина i-го пласта;

g – ускорение свобод i ( P) и давления жидкости в порах. Эффектив- ного падения.

ное давление, представляющее разность между Гусейн-Заде о.Д. и др. предложили при рас средним нормальным напряжением и давлением чете учитывать угол отклонения пласта от гори жидкости в порах P, обуславливает деформацию зонта, а также давление современных движений скелета (каркаса) коллектора, давление жидкости в [Геостатическое…, 1992]. Учитывая вышеуказан порах (поровое давление) P – деформацию мине- ное, формулу (6) для определения геостатического ральных зерен (твердой фазы) породы. давления с учетом углов падения пластов, т. е. ис По Добрынину в.м. (1970), относительная тинных (нормальных) мощностей можно предста суммарная деформация коллектора определяется вить в следующем виде:

следующим соотношением: n = g i hi cos i, (7) dV i = = ск d ( P) + тв dP, n (2) = g i hi где i – угол падения i-го пласта.

cos V Для оценки оседаний кровли нефтеносных i = горизонтов перейдем от объемной деформации к где ск – коэффициент объемного сжатия скелета;

вертикальному сжатию пласта. Формулу для од тв – коэффициент объемного сжатия твердой ноосного сжатия можно представить в следующем фазы;

V – объем скелета осадочной породы (м3);

виде:

dV – изменение объема скелета осадочной породы (м3);

=P ск d ( P ) + тв dP(Па);

( P ) – эф – пластовое давление V dh = h( d ( P) + тв dP), (8) фективное давление (Па).

между коэффициентом объемного сжатия ске где dh = вертикальное ) + тв dP) h – средняя – h( d ( P сжатие пласта;

лета и коэффициентами сжимаемости пор и объ мощность пласта;

d ( P) – изменение эффек емного сжатия твердой фазы для гранулярных кол тивного напряжения в процессе эксплуатации ме лекторов существует следующая связь:

dh = h( d (сторождения;

dP)– изменение давления жидкости P) + тв в порах в процессе эксплуатации.

ск = m п + тв, (3) Полученное уравнение, по мнению авторов, позволяет наиболее физически обосновано оцени где m – открытая пористость;

п + тв ск = m – коэффициент вать величины оседаний по данным лабораторных сжимаемости пор;

тв – коэффициент объемного измерений механических свойств образцов горных ск = m п + сжатия твердой фазы. пород и промыслово-геологических исследований ск ==m и тв величины п п+ тв определяются в лабора- на нефтяных месторождениях.

m + ск торных условиях. Для трещинно-кавернозных кол- ранее для месторождений терско-сунженской лекторов эта связь выглядит следующим образом: нефтегазоносной области величины оседания кров ли пласта авторами были рассчитаны с использо = m п + м, ванием формулы для трехосного сжатия. расчеты (4) проводились как для гранулярных (миоценовые = m п + м – коэффициент сжимаемости матриц, со- залежи), так и для трещинно-кавернозных (верх где немеловые залежи) коллекторов за период време ставляющих скелет породы.

ни с начала разработки залежей по 1973 г. [Кери Как показано в.н. Щелкачевым (1959), особое мов, Гайрабеков, Гайсумов, 1994]. в данной рабо значение в процессах, протекающих в пластах при те приведены расчеты для вертикального сжатия эксплуатации нефтяных, газовых и водоносных го пласта с использованием формулы (8). результаты ризонтов, имеет коэффициент объемной упругости расчетов для трещинно-кавернозных коллекторов пласта:

приведены в таблице 1, а для гранулярных коллек торов – в таблице 2.

c = m п. (5) За исследуемый период наиболее длительное время в эксплуатации находятся залежи верхнего Давление жидкости в порах определяется пу тем измерения, геостатическое же давление опре- мела Карабулак-Ачалукского месторождения. но, деляется по следующей формуле для разреза из несмотря на это суммарная величина оседания кровли пласта за 15 лет составляет лишь 5–9 мм пластов:

(табл. 1, графа 11). Это объясняется относитель n = g i hi, но небольшим падением пластового давления 5, (6) мПа, а также упругими свойствами пласта.

i = Таблица Расчет oсeдания кровли пласта трещинно-кавернозных коллекторов для верхнемеловых залежей месторождение Т, dt, dP, dh, d ( P), ск min, ск max, Pнач, Pтек, oc, - - год лет мПа мм мПа мПа мПа мПа мПа мм/год 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 малгобек 1 1959 12 49.4 35.1 14.3 5.7 0.32 0.41 60-78 5- вознесеновское 2 Ахловское 1964 7 45.7 35.4 10.3 4.1 0.35 0.63 15-51 2- 3 Эльдаровское 1964 7 57.6 30.8 26.8 10.7 0.32 0.0 150-183 21- 4 Ястребиновое 1968 3 67.5 57.5 10.0 4.0 0.32 0.41 51-63 17- 5 Брагунское 1966 5 77.0 55.1 21.9 8.8 0.32 0.45 117-138 23- 6 Гудермесское 1970 1 72.1 67.0 5.1 2.0 0.31 0.40 21-27 21- 7 хаян-Кортовское 1960 11 53.4 37.0 16.4 6.6 0.33 0.47 54-81 4- 8 Заманкульское 1959 12 31.6 27.5 4.1 1.6 0.37 0.72 0-21 0- 9 Карабулак-Ачалукское 1956 15 34.6 29.0 5.6 2.8 0.32 0.45 15-27 1- 10 серноводское 1966 5 36.0 27.0 9.0 2.7 0.32 0.40 33-36 6- 11 старогрозненское 1964 7 67.6 40.4 27.3 10.9 0.35 0.57 69-153 9- 12 октябрьское 1966 5 65.2 59.2 6.0 1.8 0.32 0.43 39-42 7- Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), Таблица Расчет оседания кровли пласта гранулярных коллекторов для миоценовых залежей месторождение Т, dt, dP, dh, d ( P) тв, h, H, ск, oc, Pнач, Pтек, - год лет мПа мм мПа мПа м мм/год м мПа- мПа мПа 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 малгобек 1 1915 56 7.0 3.0 4.0 2.00 1.9 1.04 1350 12 6 0, вознесеновское 2 Гудермесское 1944 27 4.7 4.4 0.3 0.15 1.8 0.08 600 11 0 3 Правобережное 1948 23 24.0 0.0 4.0 2.00 1.6 0.08 2650 7 3 0, 4 старогрозненское 1693 78 10.6 6.5 4.1 2.05 1.2 1.06 1400 17 3 0, 5 ташкалинское 1946 26 17.9 3.6 14.4 7.20 1.4 3.73 2500 12 12 0, 6 Гойт-Кортовское 1957 14 35.0 0.0 15.0 7.50 1.5 3.89 3200 40 45 3, 7 октябрьское 1913 58 7.0 6.0 1.0 0.50 1.6 0.29 1102 49 3 0. 8 новогрозненское 1938 33 20.0 4.5 5.5 2.70 1.6 1.42 1844 24 9 0. Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), Таблица Условные обозначения к рис. 1–5 и таблицам №№ 1 и символ Пояснение единицы измерений Т время начала эксплуатации залежи год dt количество лет эксплуатации лет Pнач начальное пластовое давление мПа Pтек пластовое давление текущее мПа dP падение пластового давления мПа ( P) эффективное давление мПа изменение эффективного напряжения в процессе d ( P) мПа эксплуатации залежи ск min коэффициент сжимаемости скелета, мин. мПа- ск max коэффициент сжимаемости скелета, макс. мПа- ск = m п + тв коэффициент объемного сжатия твердой фазы мПа- ск = m п + тв коэффициент сжимаемости пор мПа- коэффициент сжимаемости матриц, = m п + м мПа- составляющих скелет породы ж коэффициент объемной упругости жидкости мПа- m открытая пористость H глубина верхнего горизонта разрабатываемой залежи м h средняя мощность (толщина) пласта м dh величина деформации (оседания кровли) пласта мм oc = dh / dt средняя скорость оседания кровли пласта мм/год наибольшее падение пластового давления цессе эксплуатации залежи. По старогрозненско произошло на Эльдаровском месторождении, ко- му месторождению этот показатель наибольший – торое находится в эксплуатации всего 7 лет. Здесь 10.9 (табл. 1, графа 10).

пластовое давление уменьшилось с 57,6 мПа до Были также проведены аналогичные расчеты 30,8 мПа. суммарная величина оседания кровли и по гранулярным коллекторам для миоценовых пласта за весь период разработки составляет 50– залежей терско-Каспийского прогиба (табл. 2).

61 мм, а среднегодовая скорость – 8–9 мм. такое хотя период разработки миоценовых залежей же значение этот показатель имеет на Гудермес- старогрозненского месторождения составляет ском и Брагунском месторождениях. если срав- лет, пластовое давление упало на 4.1 мПа. величи нить месторождения по показателю оседания кров- на оседания кровли пласта для этой залежи состав ли пласта за весь период эксплуатации пласта, то ляет 1 мм, соответственно среднегодовая скорость следует выделить Заманкульскую верхнемеловую оседания кровли пласта составляет всего 0,04 мм/ залежь, где максимальное значение этого параме- год. незначительные значения этого параметра ха тра составляет всего лишь 7 мм за 12 лет эксплуа- рактерны и для остальных миоценовых залежей.

тации. Кроме того, Заманкульское месторождение единственным месторождением, которое имеет выделяется наибольшей величиной коэффициента этот показатель, имеет относительно повышенное сжимаемости скелета пласта 0,7 и наименьшим па- значение, является месторождение Гойт-Корт – дением пластового давления 4,1 мПа. 1,07 мм/год, величина оседания кровли пласта со Большое влияние на суммарную величину ставляет 15 мм.

оседания кровли пласта оказывает величина изме- Из таблиц 1 и 2 видно, что максимальное оседа нения эффективного напряжения d ( P ) в про- ние кровли пласта наблюдается по верхнемеловым Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), dP, МПа h, мм 50 45 dP 40 h 0 Карабулак Заманкульское Брагунское Ачалукское Эльдаровское Хаян-Кортовское Ахловское Гудермесское Серноводское Старогрозненское Октябрьское Ястребиновое Вознесеновское Малгобек Рис. 1. График сопоставления падения пластового давления и величины деформации карбонатных коллекторов нефтяных месторождений ТСНО h, мм dP, МПа 14 dP h 10 8 2 0 Ташкалинское Правобережное Старогрозненское Новогрозненское Октябрьское Гойт-Кортовское Вознесеновское Гудермесское Малгобек Рис. 2. График сопоставления падения пластового давления и величины деформации гранулярных коллекторов нефтяных месторождений ТСНО залежам месторождения Эльдаровское (табл. 1, нулярных коллекторов нефтяных месторождений графа 11). минимальная глубина залегания соот- тсно. Из этих графиков видно, что для обоих ти ветствует малгобек-вознесеновскому месторож- пов коллекторов отмечается прямая связь между дению 3000 м. падением давлением и величиной деформации на рис. 1 и 2 приведены графики сопостав- коллекторов.

ления падения пластового давления и величины на рис. 3 и 4 приведены графики скорости де деформации соответственно карбонатных и гра- формации соответственно карбонатных и грану Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), лярных коллекторов в зависимости от длительно- числить оседание на поверхности месторождений, сти разработки нефтяных месторождений тсно. т. е. определить какая часть оседания кровли пла Анализ этих позволяет сделать вывод, что скоро- ста передается на дневную поверхность. Для реше сти деформации пластов-коллекторов уменьшают- ния такой задачи имеются различные методы. До ся с увеличением времени разработки. статочно удобным, на наш взгляд, является метод После того, как были определены значения с.И. субботина [1992], по которому и были про оседания кровли пласта, необходимо было вы- ведены расчеты по месторождениям тКП. Были V, мм/год T, лет 3, T V 2, 40 1, 0, 0 Ташкалинское Правобережное Октябрьское Старогрозненское Новогрозненское Гойт-Кортовское Вознесеновское Гудермесское Малгобек Рис. 3. Графики скорости деформации гранулярных коллекторов нефтяных месторождений ТСНО в зависимости от длительности разработки V, мм/год T, лет 25 T V 0 Карабулак Заманкульское Брагунское Ачалукское Эльдаровское Хаян-Кортовское Ахловское Гудермесское Серноводское Старогрозненское Октябрьское Ястребиновое Вознесеновское Малгобек Рис. 4. График скорости деформации карбонатных коллекторов нефтяных месторождений ТСНО в зависимости от длительности разработки Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), Рис. 5. График передачи на дневную поверхность оседания кровли пласта взяты глубина 3000 м и оседание кровли пласта та пласта, как наиболее точно характеризующего 50 мм [Керимов, Гайрабеков, Гайсумов, 1994]. По природу исследуемого явления.

результатам расчетов построен график передачи 2. расчеты по принятой методике по нефтяным на дневную поверхность оседания кровли пласта месторождениям терско-сунженской нефтегазо (рис. 5). носной области показали, что величины оседания, Из графика видно, что на расстоянии 500 м по вызванные упругой деформацией гранулярных и вертикали вверх от кровли пласта деформация со- карбонатных коллекторов, колеблются в диапа ставила значение 40 мм, на расстоянии 1000 м (или зоне 10–200 мм, скорости деформации – соответ на глубине 2000 м) – 34 мм. на дневную поверх- ственно в диапазоне 1–30 мм/год.

ность передается только 3 мм оседания. 3. в результате сопоставления графиков паде так как глубина продуктивных залежей по всем ния пластового давления и величины деформации исследуемым месторождениям больше 3000 м, карбонатных и гранулярных коллекторов нефтя а оседание кровли пласта меньше 60 мм, то сле- ных месторождений установлено, что для обоих дует, что оседание кровли пласта передается на типов коллекторов отмечается прямая связь меж поверхность в значительно меньшей степени. ду падением давлением и величиной деформации соответственно составляющие среднегодовых коллекторов.

скоростей оседания земной поверхности по всем 4. скорости деформации карбонатных и гра месторождениям, обусловленные фактором разра- нулярных пластов-коллекторов нефтяных место ботки нефтяных месторождений, имеют значения рождений терско-сунженской нефтегазоносной в пределах первых единиц мм/год. области уменьшаются с увеличением времени разработки.

Выводы 5. в связи со значительной глубиной разра 1. Для инженерной оценки величины дефор- батываемых месторождений терско-сунженской мации пласта-коллектора в условиях терско-сун- нефтегазоносной области величины деформаций и женской нефтегазоносной области целесообразно соответственно скорости деформаций передавае использовать коэффициент сжимаемости скеле- мые на дневную поверхность незначительны.

Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), ЛИтерАтУрА Авершин С.Г. сдвижение горных пород при подземных разработках. м.: Углетехиздат, 1947. 350 с.

1.

Адушкин В.В., Турунтаев С.Б. техногенные процессы в земной коре (опасности и катастрофы).

2.

м.: ИнЭК, 2005. 252 с.

Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. м.: недра, 1988. 271 с.

3.

Барабанов В.Л. техногенные геофизические явления на месторождениях подземных вод, нефти, 4.

газа и твердых полезных ископаемых // наведенная сейсмичность. м.: наука, 1994. с. 157–165.

Букринский В.А., Рашковский Я.З., Фролов Е.Ф. совершенствование методов маркшейдерских ра 5.

бот и геометризация недр. м.: недра, 1972. 384 с.

Гайрабеков И.Г. Исследование вертикальных смещений земной поверхности разрабатываемых 6.

месторождений нефти и газа. м.: Издательский дом «Академия естествознания», 2011. 150 с.

Геология и перспективы нефтегазоносности Чечни и Ингушетии / И.А. Керимов, З.Г. Борисенко, 7.

А.А. Даукаев, З.Х. Моллаев и др. Грозный: Академия наук Чр, 2010. 298 с.

8. Геостатическое давление и вопросы напряженно-деформационного состояния горных пород в условиях проявления современных движений земной коры на нефтегазовых месторождениях / О.Д. Гусейн-Заде, Г.Я. Шилов, Н.О. Гусейн-Заде и др. // Изв. вузов. нефть и газ, 1992. № 5.

с. 8–13.

Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. м.: недра, 1982. 311 с.

9.

Гончаров М.А., Талицкий В.Г., Фролова Н.С. введение в тектонофизику. м.: КДУ, 2005. 496 с.

10.

Гридин В.А., Голованов М.П. техногенная геодинамика на разрабатываемых газовых месторож 11.

дениях ставропольского края // Горный информационно-аналитический бюллетень. м.: мГГУ, 2007. № 9. с. 122–125.

Гридин В.А., Голованов М.П., Федоров А.Ю. результаты количественной оценки сдвижений зем 12.

ной поверхности на разрабатываемых газовых месторождениях ставропольского края // материа лы V международного рабочего совещания. т. 1. м.: ооо ИрЦ «Газпром», 2004. с. 69–74.

Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. м.: не 13.

дра, 1970. 239 с.

Желтов Ю.П. Деформации горных пород. м.: недра, 1968. 197 с.

14.

Жуков В.С., Кузьмин Ю.О., Полоудин Г.А. оценка процессов проседания земной поверхности при 15.

разработке газовых месторождений (на примере северо-ставропольского месторождения) // Гео логия, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2002. № 7. с. 54–57.

16. Изучение современных деформационных и сейсмических процессов на ромашкинском геоди намическом полигоне / Р.Н. Гатиятуллин, И.М. Залялов, П.И. Кошуркин, Ю.О. Кузьмин и др. // Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия экзогенных и эндогенных процессов. материалы международной конференции, г. Казань, 13–16 ноября 2007 г.

Казань: КГУ, 2007. с. 222–226.

Калашников Ю.А., Ашихмин С.Т., Катошин А.Ф. Изменение геодинамической обстановки при 17.

разработке нефтяного месторождения // нефтяное хозяйство, 2000. № 6. с. 28–32.

Калугин А.В. обоснование принципов создания маркшейдерско-геодезических полигонов для 18.

контроля сдвижений земной поверхности при разработке нефтяных месторождений в условиях Западной сибири. Дисс… к.т.н. Пермь: ПГтУ, 2002. 150 с.

Касьянова Н.А. Экологические риски и геодинамика. м.: научный мир, 2003. 332 с.

19.

Кашников Ю.А., Ашихмин С.Г. механика горных пород при разработке месторождений углево 20.

дородного сырья. м.: недра, 2007. 467 с.

Керимов И.А., Гайсумов М.Я., Гайрабеков И.Г. К вопросу об оседании земной поверхности на не 21.

фтяных месторождениях. Депонировано в вИнИтИ № 1177-в94 от 12.05.94. 15 с.

Кратч Г. сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений. м.: недра, 1978. 494 с.

22.

Кузьмин Ю.О. современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользова 23.

нии. м.: АЭн, 1999. 220 с.

Кузьмин Ю.О., Жуков В.С. современная геодинамика и вариации физических свойств горных по 24.

род. м.: мГГУ, 2004. 262 с.

Кузьмичев Д.Н., Багов М.С. модель сжимаемости элемента горной породы // нефтяное хозяйство, 25.

1993. № 8. с. 34–35.

Мазницкий А.С., Мазницкий И.А. Анализ оседания земной поверхности при разработке нефтяного 26.

месторождения // Инженерная геодезия, 1984. № 24. с. 69–74.

Мазницкий А.С., Середницкий Л.М. влияние параметров упругости пород на уплотнение коллек 27.

тора и оседание земной поверхности при разработке нефтегазовых месторождений // нефтяное хозяйство, 1991. № 6. с. 14–16.

28. механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти / Под ред. мори в. и Фурментро Д. м.: мир, 1994. 416 с.

29. Мельников Н.Н., Калашник А.И., Калашник Н.А. техногенные геодинамические процессы при освоении нефтегазовых месторождений шельфа Баренцева моря // вестник мГтУ, 2009. т. 12.

№4. с. 601–608.

Вестник Академии наук Чеченской Республики, № 1 (16), 30. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. м.: недра, 1996. 300 с.

31. Никонов А.А. современные движения земной коры. Изд. втор., доп. м.: КомКнига, 2006. 192 с.

32. о деформации земной поверхности на разрабатываемом северо-ставропольском месторождении газа / Ю.В. Терновой, В.Н. Сергеев, В.Г. Гниловский и др. // ДАн ссср, 1965. т. 164. № 4. с. 885– 888.

33. Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. м.: недра, 1996. 217 с.

34. Пискулин В.А. Геодезические данные о деформации земной поверхности в районе Газли // Геоде зия и картография, 1978. № 23. с. 24–28.

35. современная геодинамика и нефтегазоносность / В.А. Сидоров, М.В. Багдасарова, С.В. Атанасян и др. м.: наука, 1989. 199 с.

36. современные движения земной коры и нефтегазоносность: на примере терско-Каспийского пере дового прогиба / В.А. Сидоров, С.В. Атанасян, М.В. Багдасарова и др. м.: недра, 1987. 115 с.

37. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. механика деформирования и разрушения горных пород. м.: не дра, 1992. 224 с.

38. Субботин С.И. теория и практика геодезических работ на месторождениях нефти и газа. Авто реф. дисс… д.т.н. Киев, 1992. 30 с.

39. Субботин И.Е., Шевчук П.М., Бондарь А.Л. Зависимость деформаций земной поверхности от объема добычи газа // нефтяная и газовая промышленность, 1984. № 1. с. 15–18.

40. Терновой Ю.В., Белов К.А. оседание поверхности земли на северо-ставропольском-Пелаги адинском газовом месторождении // Газовое дело, 1969. № 9. с. 64–70.

41. Шадрин А.Г. теория и расчет сдвижений горных пород и земной поверхности. Красноярск: КГУ, 1990. 200 с.

42. Щелкачев В.Н. разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. м.: Гостоптехиздат, 1959. 469 с.

43. Ященко Р.В. Геодезические исследования вертикальных движений земной коры. м.: недра, 1989.

191 с.

Работа выполнена при поддержке гранта ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

на 2009–2013 гг. (госконтракт № П856 от 25.05.2010 г.)

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.