Table Of ContentФедеральное государственное Федеральное государственное
бюджетное образовательное бюджетное образовательное
учреждение высшего учреждение высшего
профессионального образования профессионального образования
Национальный минерально- «Пермский национальный
сырьевой университет исследовательский
«Горный» политехнический университет»
МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД
ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Тезисы I международной
научно-технической конференции
26–27 мая 2015 г.
НМСУ «Горный», г. Санкт-Петербург
ROCK MECHANICS IN THE PROCESS OF RAW
HYDROCARBON DEPOSITS DEVELOPMENT
Thesis I international research
and practice conference
Издательство
Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2015
1
УДК 622.83:622.276
Представлены тезисы I международной научно-технической
конференции «Механика горных пород при разработке месторож-
дений углеводородного сырья», проходившей 26–27 мая 2015 года
в НМСУ «Горный», г. Санкт-Петербург.
Предназначены для широкого круга специалистов в области
разработки месторождений углеводородного сырья, а также сту-
дентов, аспирантов.
Редакционная коллегия:
Ю.А. Кашников, д-р техн. наук, проф.,
А.Г. Протосеня, д-р техн. наук, проф.,
С.Г. Ашихмин, д-р техн. наук, проф.
ISBN 978-5-398-01504-1 © НМСУ «Горный», 2015
© ПНИПУ, 2015
2
СОДЕРЖАНИЕ
А.Г. Протосеня, Ю.А. Кашников
Механика горных пород при разработке
месторождений углеводородного сырья ............................................... 9
Секция 1
Физико-механические свойства и напряженное состоя-
ние продуктивных объектов, геомеханические аспекты
гидроразрыва пласта, деформирование продуктивных
объектов в процессе отбора флюида и продуктивность
скважин, геомеханическое моделирование при разработке
месторождений
Ю.А. Кашников
Центр геомеханики и геодинамики недр
Пермского национального исследовательского
политехнического университета (ПНИПУ) ........................................ 14
Ю.А. Кашников, С.Г. Ашихмин, Д.В. Шустов, С.Ю. Якимов
Создание геолого-геомеханических моделей
месторождений углеводородного сырья ............................................. 16
Ю.А. Кашников, С.Г. Ашихмин, Д.В. Шустов
Опыт создания ориентированной трещины гидроразрыва пласта
на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» .................................... 18
Д.В. Шустов, А.Э. Кухтинский, Ю.А. Кашников, С.Г. Ашихмин
Особенности исследования физико-механических свойств керна
продуктивных объектов в пластовых условиях ................................. 20
Ю.А. Петраков, А.Е. Соболев
Применение геомеханики на этапах
геологоразведки и разработки .............................................................. 22
A. Vishnivetskiy, M. Bychina
Опыт применения прибора азимутального
акустического каротажа CROSSWAVE
на месторождениях Западной Сибири................................................. 24
3
А.С. Вишнивецкий, М.Н. Бычина
Использование данных геомеханического моделирования
при производстве операций многостадийного ГРП ........................... 26
A.V. Zaitsev, V.I. Karev, Y.F. Kovalenko, Y.V. Sokolkin, K.B. Ustinov
Inelastic deformation, strain-softening, localized failure
and dilatation in sandstone media under triaxial quasistatic loading ...... 28
Д.Р. Ардисламова, Д.Ч. Галлямова
Анализ естественной трещиноватости на основе
геомеханического моделирования в масштабе скважины ................ 30
С.А. Кондратьев, А.А. Жуковский, Т.С. Кочнева, Е.Л. Малышева
Учет упруго-механических свойств пластов
при выполнении ГРП на примере одного объекта
разработки месторождений Пермского края ...................................... 31
А.А. Дучков, Ю.П. Стефанов, С.В. Яскевич, Р.А. Бакеев
Связь геомеханического моделирования гидроразрыва пласта
и данных микросейсмического мониторинга ..................................... 33
О.В. Салимов
Построение геомеханических моделей в симуляторах ГРП ............. 35
Ю.П. Стефанов, А.В. Мясников, Р.А. Бакеев, А.С. Романов
Деформация и разрушение горных пород, моделирование
геомеханических процессов ................................................................. 37
Б.К. Норель, Ю.А. Боровков
Аналитические исследования механических свойств
горных пород при объемном напряженном
состоянии массива ................................................................................. 39
С.В. Сластунов, Г.Г. Каркашадзе, Е.П. Ютяев
Интенсификация извлечения метана из угольных пластов
на основе повышения их проницаемости в процессе
циклических сорбционных деформаций ............................................. 41
Г.Г. Каркашадзе, К.С. Коликов, Е.П. Мазаник, М.Г. Лупий
Физические уравнения геомеханического гистерезиса
в процессе циклических сорбционных деформаций
при дегазации угольного пласта .......................................................... 43
4
Секция 2
Устойчивость и деформирование нефтяных и газовых
скважин в процессе их строительства и эксплуатации
С.Г. Ашихмин, Д.В. Шустов, Ю.А. Кашников
Расчеты устойчивости скважин в условиях
недостаточной информации о геомеханических
характеристиках горных пород ............................................................ 46
А.Г. Протосеня
Предельное состояние насыщенных горных пород .......................... 48
Д.М. Климов, В.И. Карев, Ю.Ф. Коваленко
Экспериментальное изучение влияния природного
напряженного состояния на деформирование
и разрушение породы в окрестности
горизонтальной скважины .................................................................... 50
К.В. Бузанов, К.И. Борисов
Оптимизация технологии бурения интервалов скважин
с широкой вариацией механических свойств горных пород
на Дулисьминском нефтегазоконденсатном месторождении
Иркутской области ................................................................................ 52
М.А. Карасев
Применение численных методов анализа для решения задач
геомеханики нефти и газа ..................................................................... 54
С.В. Кожевников, Р.Д. Ахметсафин
Опыт геомеханического моделирования
для задач строительства эксплуатационных скважин
Ковыктинского ГКМ ............................................................................. 56
А.А. Предеин, П.И. Клыков
Построение геомеханической модели устойчивости пород
Андреевского месторождения .............................................................. 58
5
Секция 3
Деформации земной поверхности и геодинамика недр
при разработке месторождений углеводородов, мониторинг
и прогноз опасных природно-техногенных явлений
Ю.А. Кашников, С.В. Гришко, Е.С. Богданец,
А.О. Киселев, Д.Н. Хвостанцев
Проблемные вопросы создания геодинамических полигонов
на месторождениях углеводородов ..................................................... 62
Ю.А. Кашников, С.В. Гришко, В.Г. Букин,
А.В. Тусмин, С.Л. Одинцов
Результаты мониторинговых работ
на Астраханском геодинамическом полигоне .................................... 64
Ю.В. Васильев, П.В. Погудин
Результаты мониторинга деформационных процессов методами
высокоточной геодезии, гравиметрии, интерферометрии
на Самотлорском геодинамическом полигоне ................................... 66
А.И. Калашник, А.А. Козырев
Некоторые вопросы геомеханической оценки освоения
Штокмановского газоконденсатного месторождения ....................... 68
С.Э. Никифоров
Современное состояние и перспективы развития наблюдений
за геодеформационными процессами при разработке
нефтегазовых месторождений .............................................................. 70
Ю.В. Вершинина
Современные представления о спектре проявлений
геомеханических процессов в результатах повторных
высокоточных геодезических наблюдений ........................................ 72
В.И. Волков
Условия эффективного применения геодезических методов
при изучении деформаций земной поверхности
и геодинамики недр на разрабатываемых
месторождениях углеводородов .......................................................... 74
6
I МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ РАЗРАБОТКЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
О конференции
Механика горных пород на протяжении двух прошедших десятиле-
тий являлась яркой темой исследований в нефтяной зарубежной про-
мышленности. На это указывают проведение нескольких европейских
и мировых конгрессов по данной проблеме, многочисленные публикации
в ведущих мировых научных изданиях. Тематика исследований чрезвы-
чайно широка, так как практически все аспекты разведки и добычи угле-
водородного сырья касаются данной области знаний. Основное внимание
уделяется таким проблемам, как построение геомеханических моделей,
устойчивость и разрушение скважин, гидроразрыв пласта, разрушение
призабойной зоны пласта, прогноз и мониторинг деформаций земной по-
верхности, прогноз и мониторинг техногенных сейсмических явлений.
Цели конференции:
1. Обмен опытом в использовании и внедрении геомеханических
технологий при освоении месторождений углеводородов.
2. Развитие приоритетных направлений геомеханики, решение ко-
торых повысит уровень рентабельности разработки месторождений
углеводородов.
Основные направления работы конференции
На конференции планируется обсудить наиболее значительные
проблемы, представляющие существенный «прорыв» в геомеханиче-
ском обеспечении деятельности нефтегазодобывающих предприятий:
• физико-механические свойства и напряженное состояние про-
дуктивных объектов, геомеханические аспекты гидроразрыва пласта,
деформирование продуктивных объектов в процессе отбора флюида
и продуктивность скважин, геомеханическое моделирование при раз-
работке месторождений;
• устойчивость и деформирование нефтяных и газовых скважин
в процессе их строительства и эксплуатации;
• деформации земной поверхности и геодинамика недр при разра-
ботке месторождений углеводородов, мониторинг и прогноз опасных
природно-техногенных явлений;
• геомеханические проблемы добычи углеводородов из угольных
пластов и сланцевых формаций.
7
I INTERNATIONAL RESEARCH AND PRACTICE CONFERENCE
«RОCK MECHANICS IN THE PROCESS OF RAW
HYDROCARBON DEPOSITS DEVELOPMENT»
About the Conference
During the last two decades, rock mechanics was a hot research topic in
foreign oil industry. Several European and global congresses devoted to this
problem that were held lately, a large number of publications in the leading
world research periodicals testify to that fact. The range of research themes
is extremely wide, because virtually all the aspect of crude hydrocarbons
prospecting and production touch upon this area of expertise. Special
consideration is given to such problems as geomechanical models buildings,
stability and collapse of wells, hydraulic fracturing, bottomhole formation
zone destruction, the forecasting and monitoring of earth surface
deformation, the forecasting and monitoring of technogenic seismic
phenomena.
Objective of the Conference
1. Sharing experience of utilization and introduction of geomechanical
carbohydrate deposits development processes.
2. Development of priority trends of geomechanics whose solution will
improve profitability of hydrocarbon deposits development.
Key Lines of the Conference Activities
It is planned to discuss the most significant problems being a
substantial «breakthrough» in the geomechanical support of oil and gas
producing enterprises' activities:
• physico-mechanical properties and stress condition of pay zones,
geomechanical aspects of hydraulic fracturing, deformation of pay zones in
the process of drainage and productivity of wells, geomechanical modeling
in the process of deposits development;
• stability and deformations of oil and gas wells in the process of their
construction and operation;
• earth surface deformations and subsurface geodynamics in the
process of hydrocarbon deposits development, monitoring and forecasting
of hazardous natural and technogenic phenomena;
• the geomechanical problems of hydrocarbons production from coal
beds and shale formations.
8
МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД
ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
А.Г. Протосеня, [email protected],
Ю.А. Кашников, [email protected]
ROCK MECHANICS IN PETROLEUM INDUSTRY
A.G. Protosenya, [email protected],
Yu.A. Kashnikov, [email protected]
Представлен обзор докладов, представленных на I Международной
научно-практической конференции «Механика горных пород при разра-
ботке месторождений углеводородного сырья», которая проходила
в Санкт-Петербурге в НМСУ «Горный» в период 26–27 мая 2015 г.
The review of reports of I international scientific-practical conference
«Rock Mechanics in Petroleum Industry» is presented. The conference was
held on 26–27 May, 2015 in National Mineral Resources University, Saint-
Petersburg, Russia.
Механика горных пород на протяжении двух прошедших десяти-
летий являлась яркой темой исследований в нефтяной зарубежной
промышленности. На это указывают серьезные исследования в данном
направлении специалистов зарубежных сервисных фирм, присутствие
данной тематики при проведении европейских и мировых конгрессов
по проблемам механики горных пород, многочисленные публикации
в ведущих мировых научных изданиях. Тематика исследований чрез-
вычайно широка, так как практически все аспекты разведки и добычи
углеводородного сырья касаются данной области знаний. Вместе с тем
основное внимание уделяется таким проблемам, как гидроразрыв пла-
ста, разрушение призабойной зоны пласта, расчеты устойчивости
скважин, снижение фильтрационно-емкостных свойств при уплотне-
нии коллекторов и падение продуктивности скважин, прогноз и мони-
торинг деформаций земной поверхности, прогноз и мониторинг техно-
генных сейсмических явлений, устойчивость и разрушение поверхно-
стных нефтепромысловых систем и скважин.
9
К сожалению, в настоящее время данное направление механики
горных пород в ведущих отечественных университетах, нефтегазодо-
бывающих предприятиях и проектных институтах развито недостаточ-
но. В связи с весьма высокой актуальностью данной проблемы Нацио-
нальный минерально-сырьевой университет «Горный» и Пермский на-
циональный исследовательский политехнический университет при
поддержке Российской Академии Наук, Управления по надзору в гор-
ной, металлургической и нефтегазодобывающей промышленности Фе-
деральной службы России по экологическому, технологическому
и ядерному надзору, а также Ассоциации Геомехаников России прове-
ли 26–27 мая 2015 года I Международную научно-практическую кон-
ференцию «МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕ-
СТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ».
Целью конференции являлся обмен опытом в использовании
и внедрении геомеханических технологий при освоении месторожде-
ний углеводородов и развитие приоритетных направлений геомехани-
ки, решение которых повысит уровень рентабельности разработки ме-
сторождений углеводородов.
На конференции были обсуждены наиболее значительные пробле-
мы, представляющие существенный «прорыв» в геомеханическом
обеспечении деятельности нефтегазодобывающих предприятий:
– физико-механические свойства и напряженное состояние про-
дуктивных объектов, геомеханические аспекты гидроразрыва пласта,
деформирование продуктивных объектов в процессе отбора флюида
и продуктивность скважин, геомеханическое моделирование при раз-
работке месторождений;
– устойчивость и деформирование нефтяных и газовых скважин
в процессе их строительства и эксплуатации;
– деформации земной поверхности и геодинамика недр при разра-
ботке месторождений углеводородов, мониторинг и прогноз опасных
природно-техногенных явлений;
– геомеханические проблемы добычи углеводородов из угольных
пластов и сланцевых формаций.
Конференция проходила в г. Санкт-Петербурге в НМСУ «Гор-
ный». В работе конференции приняло участие свыше 70 специалистов,
представляющих высшие учебные заведения и институты РАН (40 %),
отраслевые научно-исследовательские и проектные институты, сер-
висные отечественные и зарубежные фирмы (50 %), нефтегазодобы-
10
