Физика Земли, 2020, № 5, стр. 103-116

Термодинамически согласованная модель фильтрации в среде с двойной пористостью с учетом рассеянного разрушения матрицы

О. Я. Извеков 1*, А. В. Конюхов 2, И. А. Чепрасов 1

1 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
г. Москва, Россия

2 Объединенный институт высоких температур РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: izvekov_o@inbox.ru

Поступила в редакцию 16.09.2019
После доработки 02.12.2019
Принята к публикации 27.01.2020

Аннотация

Развивается термодинамически согласованная модель среды с двойной пористостью с учетом рассеянного разрушения матрицы. Трещинообразованию в матрице способствует аномально высокое пластовое давление. Считается, что развитие поврежденности в матрице усиливает массообмен между подсистемами среды с двойной пористостью. На примере задачи о производительности длинной цилиндрической скважины качественно показано влияние аномально высокого пластового давления на дебит флюида.

Ключевые слова: Двойная пористость, пористая среда, фильтрация, рассеянное разрушение, теория повреждаемости, аномально высокое пластовое давление (АВПД).

DOI: 10.31857/S000233372005004X

Список литературы

  1. Голф-Рахт Т.Д. Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов. М.: Недра. 1986. 608 с.

  2. Извеков О.Я., Кондауров В.И. О рассеянном разрушении пористых материалов с хрупким скелетом // Механика твердого тела. 2010. № 3. С. 182–205.

  3. Извеков О.Я., Кондауров В.И. Модель пористой среды с упругим трещиноватым скелетом // Физика Земли. 2009. № 4. С. 31–42.

  4. Кондауров В.И. Механика и термодинамика насыщенной пористой среды. М.: МФТИ. 2007. 310 с.

  5. Кочарян Г.Г. Геомеханика разломов. М.: ГЕОС. 2016. 424 с.

  6. Мелик-Пашаев В.С., Халимов Э.М., Серегина В.Н. Аномально высокие пластовые давления на нефтяных и газовых месторождениях. М.: Недра. 1983. 181 с.

  7. Мухамедиев Ш.А. Методы локальной реконструкции тектонических напряжений по кинематическим данным: физическая несостоятельность и ложные цели. Ч. I // Физика Земли. 2018. № 6. С. 1–33.

  8. Трусделл К.А. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. М.: Мир. 1975. 592 с.

  9. Abousleiman Y., Nguyen V. Poromechanics response of inclined wellbore geometry in fractured porous media // J. engineering mechanics. 2005. V. 131. № 11. P. 1170–1183.

  10. Abousleiman Y.N., Tran M.H., Hoang S., Bobko C.P., Ortega A., Ulm F.J. Geomechanics field and laboratory characterization of the Woodford Shale: The next gas play. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers. 2007.

  11. Bai M., Roegiers J.C., Elsworth D. Poromechanical response of fractured-porous rock masses // J. Petroleum Science and Engineering. 1995. V. 13. № (3–4). P. 155–168.

  12. Barati R., Liang J.T. A review of fracturing fluid systems used for hydraulic fracturing of oil and gas wells // J. Applied Polymer Science. 2014. V. 131. № 16.

  13. Barenblatt G.I., Zheltov Y.P., Kochina I.N. 1960. Basic concepts in the theory of seepage of homogeneous liquids in fissured rocks // PMM. V. 24. № 5. P. 852–864.

  14. Berryman J.G., Pride S.R. Models for computing geomechanical constants of double-porosity materials from the constituents' properties // J. Geophysical Research: Solid Earth. 2002. V. 107. № B3.

  15. Coussy O. Poromechanics. John Wiley & Sons. 2004.

  16. Craft B.C., Hawkins M.F. Petroleum reservoir engineering. Englewood Cliffs. NJ. 1959. 355 p.

  17. Engelder T., Lacazette A. Natural hydraulic fracturing. Rock joints: Rotterdam, AA Balkema. 1990. P. 35–44.

  18. Eseme E., Urai J.L., Krooss B.M., Littke R. Review of mechanical properties of oil shales: implications for exploitation and basin modeling // Oil Shale. 2007. V. 24. № 2.

  19. Fertl W.H., Chilingarian G.V., Rieke H.H. Abnormal Formation Pressures. American Elsevier Publishing Company. New-York. 1976.

  20. Grytsenko T., Galybin A.N. Numerical analysis of multi-crack large-scale plane problems with adaptive cross approximation and hierarchical matrices //Engineering analysis with boundary elements. 2010. V. 34. № 5. P. 501–510.

  21. Kondaurov V.I., Izvekov O.Y. A model of saturated porous media with elastic brittle skeleton. Proc. Of the 4-the Biot Conference on Poromechanics (Pennsilvania: EStech Publications). 2009. P. 314–20.

  22. Lemaitre J. A Course on Damage Mechanics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 1996. 228 p.

  23. Li S., George J., Prudy C. Pore-pressure and wellbore-stability prediction to increase drilling efficiency // Journal of Petroleum Technology. 2012. V. 64. № 02. P. 98–101.

  24. Luo X., Vasseur G. Natural hydraulic cracking: numerical model and sensitivity study // Earth and Planetary Science Letters. 2002. V. 201. № 2. P. 431–446.

  25. Magara K. Compaction and fluid migration. Elsevier. 1978.

  26. Mehrabian A., Abousleiman Y.N. Gassmann equations and the constitutive relations for multiple-porosity and multiple-permeability poroelasticity with applications to oil and gas shale. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2015. V. 39. № 14. P. 1547–1569.

  27. Murakami S. Continuum Damage Mechanics. Springer Netherlands. 2012. 402 p.

  28. Olson J.E. Predicting fracture swarms–The influence of subcritical crack growth and the crack-tip process zone on joint spacing in rock // Geological Society. London. Special Publications. 2004. V. 231. № 1. P. 73–88.

  29. Secor Jr. D.T. Role of Fuid pressure in jointing // American Journal of Science. 1965. V. 263. № 8. P. 633–646.

  30. Snow D.T. Rock fracture spacings, openings, and porosities // J. Soil Mechanics & Foundations Division. 1968. V. 94. № 1. P. 73–92.

  31. Sonnenberg S.A., Pramudito A. Petroleum geology of the giant Elm Coulee field, Williston Basin // AAPG bulletin. 2009. V. 93. № 9. P. 1127–1153.

  32. Thompson J.M., Nobakht M., Anderson D.M. Modeling well performance data from overpressured shale gas reservoirs // Canadian Unconventional Resources and International Petroleum Conference. Society of Petroleum Engineer. 2010. SPE-137755-MS.

  33. Tingay M.R., Morley C.K., Laird A., Limpornpipat O., Krisadasima K., Pabchanda S., Macintyre H.R. Evidence for overpressure generation by kerogen-to-gas maturation in the northern Malay Basin // AAPG bulletin. 2013. V. 97. № 4. P. 639–672.

  34. Warpinski N.R., Mayerhofer M.J., Vincent M.C., Cipolla C.L., Lolon E.P. Stimulating unconventional reservoirs: maximizing network growth while optimizing fracture conductivity // J. Canadian Petroleum Technology. 2009. V. 48. № 10. P. 39–51.

  35. Wu Y.S., Li J., Ding D., Wang C., Di Y. A generalized framework model for the simulation of gas production in unconventional gas reservoirs // SPE Journal. 2014. V. 19. № 05. P. 845–857.

  36. Ye Z., Ghassemi A., Riley S. Fracture properties characterization of shale rocks. In Unconventional Resources Technology Conference. San Antonio. Texas. 1–3 August 2016. Society of Exploration Geophysicists, American Association of Petroleum Geologists, Society of Petroleum Engineers. 2016. 1083–1095 p.

Дополнительные материалы отсутствуют.