Вопросы методологии и новых технологий разработки месторождений природного газа. Часть III (Сборник научных трудов), страница 23

В связи с разработкой сеноманских залежей Севера Тюменской области проблема "пескопроявления" вновь стала актуальной. При проектировании этих залежей был принят режим постоянного дебита, заведомо меньший предельного дебита, поэтому решение проблемы "пескопроявления" легло на производственников. К чести работни­ков, разрабатывающих месторождения Медвежье, Уренгойское, Ям-бургское и другие, они организовали широкомасштабный контроль за "пескопроявлением" в скважинах, создав комплекс методов и техни­ческих средств для этого. В результате удалось избежать крупных ос­ложнений при эксплуатации. Сейчас настало время осмыслить и изу­чить этот богатейший опыт на основе современной теории. Эта про­блема признана актуальной и для нефтяных скважин [5].

Новый подход к проблеме устойчивости призабойной зоны га­зовой скважины состоит в том, что все аспекты этой проблемы рас­сматриваются с позиций горной механики, т.е. в основе всех исследо­ваний лежит геодинамический (геомеханический) анализ.

В общем случае под понятием устойчивости скважины как гор­ного сооружения понимают (в горной механике) способность её вы­полнять надежно и стабильно возложенные функции - добывать газ. Это понятие включает широкий спектр природных явлений и техни­ко-технологических решений, главными из которых являются:

•  напряженно-деформационные процессы в продуктивных пла­
стах, вызванные сооружением в них горных выработок (скважин) и
их последующей эксплуатацией, включая и процессы разрушения
горных пород;

•  деформационные процессы в системе горные породы - обсад­
ные колонны при эксплуатации скважин, включая процессы смятия
колонн;

•  эрозионно-коррозионные явления в стволе скважины под дей­
ствием потоков газа с механическими и жидкими примесями;

54


• технологии и технические средства укрепления призабойных зон, удаления с забоя механических и жидких примесей и т.п.

Первые две группы процессов являются предметом исследова­ния геомеханики как нового направления в геотехнологии разработки месторождений углеводородов.

Современное состояние изученности этой проблемы характери­зуется рядом весьма интересных аспектов. Если раньше методы ме­ханики горных пород использовались в основном для исследования процессов бурения скважин, то в последние годы, особенно в связи с разработкой месторождений УВ на шельфе, резко возросло число ис­следований устойчивости призабойных зон скважин при эксплуата­ции.

Характерно, что Международное общество механики горных пород (SERM), ранее занимавшееся в основном горными выработка­ми, включило в сферу своих интересов и эксплуатацию скважин.

Механизм выноса твердых частиц (песка) в скважины обсуж­дался во многих публикациях. Наиболее полно они были сформули­рованы в нашей работе [6] и [7] в 1987, 1989 гг.

В общем виде отмечаются разрушения трех типов.

Первый тип разрушения происходит за счет превышения эф­фективных напряжений пределов прочности пород (диаграмма - на­пряжение - деформация) и определяется величиной депрессии. Уст­ранение неустойчивости этого типа возможно путем установления оптимальных депрессий.

Второй тип разрушения фильтрационной поверхности происхо­дит в условиях, когда эффективное радиальное напряжение на стенке становится растягивающим, т.е, общий градиент радиального напря­жения меньше градиента порового давления. При этом происходит обрушение стенок и увеличение размеров полостей. В ряде случаев после обрушения размеры полости стабилизируются, т.е. вынос поро­ды прекращается.

Третий тип, обуславливающий вынос породы, имеет специфи­ческий характер и связан с миграцией мельчайших твердых частиц, т.е. их перемещением потоком флюида через поровое пространство. Этот тип разрушения, обусловленный также и процессами суффозии, обсуждался в 1996 г. [8]. При этом отмечается, что перенос частиц может осуществляться по всему пласту. Особенно это характерно для

55


ПХГ. Иногда он приводит к образованию зон пониженной проницае­мости и циклическому выносу частиц.