Инновационные решения в строительстве глубоких скважин на промышленные рассолы, нефть и газ в деформируемых трещинных коллекторах

В работе обсуждаются методические особенности бурения и заканчивания скважин в трещинных природных резервуарах, вмещающих залежи с разным пластовым давлением флюидонапорных систем – от аномально низкого до аномально высокого. Исследования флюидонапорных систем промышленных бромо-литиеносных рассолов, месторождений и залежей нефти и газа выполнены авторами на юге Сибирской платформы в период с 1983 по 2019 гг. В статье обобщены главные результаты, в том числе новые технические решения, которые защищены патентами Российской Федерации. Авторы предложили и запатентовали серию новых технических решений для закрепления естественных проницаемых трещин сразу, в процессе первичного вскрытия пласта-коллектора бурением применительно к трещинному резервуару. Главная задача исследования – сохранить проницаемость трещинной системы в области призабойной зоны пласта при воздействии сжимающих напряжений (массива горных пород), возрастающих с формированием воронки депрессии, в первую очередь в призабойной зоне пласта при росте депрессии ΔP выше критических значений. Такой областью является призабойная зона пласта в радиусе первых метров вокруг скважины, вскрывшей трещинный пласт-коллектор. Практика показала, что с применением инновационных решений через опережающее закрепление проницаемых трещин в призабойной зоне пласта (флюидопроявляющего нефтегазоносного, рапоносного) в открытом (исходном природном) состоянии обеспечивается сохранение естественной проницаемости природных фильтрующих трещин пласта-коллектора с пластовым давлением флюидной системы от аномально низкого до аномально высокого. Это обеспечивает постоянство проницаемости трещинной фильтрационной системы на протяжении циклов очистки пород призабойной зоны пласта от бурового раствора, получение истинных расчетных гидродинамических параметров по результатам испытания скважины на режимах «методом установившихся отборов» и стабилизацию дебита (продуктивности) при дальнейшей эксплуатации скважины.

1. Белонин М.Д., Славин В.И., Чилингар Д.В. Аномально высокие пластовые давления. Происхождение, прогноз, проблемы освоения залежей углеводородов. СПб.: Недра, 2005. 324 с.

2. Боревский Л.В. Анализ влияния физических деформаций коллекторов на оценку эксплуатационных запасов подземных вод в глубоких водоносных горизонтах // Методы изучения и оценка ресурсов глубоких подземных вод / ред. С.С. Бондаренко, Г.С. Вартанян. М.: Недра, 1986. С. 374–395.

3. Вахромеев А.Г., Иванишин В.М., Сверкунов С.А., Поляков В.Н., Разяпов Р.К. Глубокая скважина как стенд гидравлических «on-line» исследований напряженного состояния горного массива флюидонасыщенных трещинных коллекторов // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 3. С. 761–778. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0440

4. Вахромеев А.Г., Сверкунов С.А., Иванишин В.М., Ильин А.И. Бурение скважин на нефть и газ в сложных горно-геологических условиях: трещинные природные резервуары, АНПД и АВПД пластовых флюидных систем: монография. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2019. 420 с.

5. Кашников Ю.А., Гладышев С.В., Разяпов Р.К., Конторович А.А., Красильникова Н.Б. Гидродинамическое моделирование первоочередного участка разработки Юрубчёно-Тохомского месторождения с учетом гидродинамического эффекта смыкания трещин // Нефтяное хозяйство. 2011. № 4. С. 104–107.

6. Фукс Б.А., Ващенко В.А., Москальц А.Г. Промысловая характеристика продуктивных пластов юга Сибирской платформы. М.: Недра, 1982. 184 с.

7. Aurton S. High fluid pressure, isothermal surfaces and initiation nappe movement // Geology. 1980. Vol. 8. Iss. 4. P. 172–174. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1980)82.0.CO;2

8. Barton N.R., Bandis S., Bakhtar K. Strength, deformation and conductivity coupling of rock joints // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1985. Vol. 22. Iss. 3. Р. 121– 140. https://doi.org/10.1016/0148-9062(85)93227-9

9. Blanton T.L. Propagation of hydraulically and dynamically induced fractures in naturally fractured reservoirs // SPE 15261, Presented at the SPE/DOE Unconventional Gas Technology Symposium. Louisville, 1986.

10. Butts Ch. Fensters in the Cumberland overthrust block in Southwestern Virqinia // Virginia Geological Survey Bulletin. 1927. Vol. 28. P. 1–12.

11. Chilingar G.V., Serebryakov V.A., Robertson Jr. J.O. Origin and prediction of abnormal formation pressures. Oxford: Elsevier: 2002. 391 p.

12. De Paor D.G. Balanced section in thrust belts. Part 1: Construction // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 1988. Vol. 72. Iss. 1. P. 73–90. https://doi.org/10.1306/703C81CD-1707-11D7-8645000102C1865D

13. Fertl W.H., Chapman R.E., Hotz R.F. Studies in abnormal pressures // Developments in Petroleum Science. Vol. 38. Oxford: Elsevier, 1994. 454 p.

14. Hoek E., Carranza-Torres C., Corkum B. HoekBrown failure criterion // Proceedings of the 5th North American Rock Mechanics Symposium. Toronto, 2002. P. 267–273.

15. Hubbert M.K., Rubey W.W. Role of fluid pressure in mechanics of overthrust faulting: I. Mechanics of fluidfilled porous solids and its application to overthrust faulting // Geological Society of America Bulletin. 1959. Vol. 70. Iss. 2. P. 115–166. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1959)70[115:ROFPIM]2.0.CO;2

16. Jennings Jr. A.R. Hydraulic fracturing applications. PE Enhanced Well Stimulation, Inc., 2003. 168 p.

17. Пат. № 2602437, Российская Федерация, RU 2 602 437 C1. Способ первичного вскрытия бурением горизонтального ствола в трещинном типе нефтегазонасыщенного карбонатного коллектора в условиях аномально низких пластовых давлений / А.Г. Вахромеев, С.А. Сверкунов, В.М. Иванишин, Р.У. Сираев, Р.К. Разяпов, А.К. Сотников [и др.]. Заявл.: 11.09.2015; опубл. 20.11.2016. Бюл. № 32.

18. Пат. № 2657052, Российская Федерация, RU 2 657 052 C1. Способ испытания и освоения флюидонасыщенного пласта-коллектора трещинного типа (варианты) / В.М. Иванишин, А.Г. Вахромеев, С.А. Сверкунов, Сираев Р.У., Горлов И.В., Ланкин Ю.К. Заявл. 21.04.2017; опубл. 08.06.2018. Бюл. № 16.

19. Пат. № 2740630, Российская Федерация, RU 2 740 630 C1. Способ снижения избыточной упругой энергии в глубинных сейсмоопасных сегментах разломов / В.В. Ружич, А.Г. Вахромеев, С.А. Сверкунов, Шилько Е.В., Иванишин В.М., Акчурин Р.Х. Заявл. 02.06.2020; опубл. 18.01.2021. Бюл. № 2.

20. Акчурин Р.Х., Бурмистров И.А., Вахромеев А.Г., Данилова Е.М., Иванишин В.М., Лебедев Л.С. [и др.]. Технология и геологопромысловое сопровождение кустового горизонтального бурения нефтедобывающих скважин в сложных карбонатных коллекторах рифея Юрубчено-Тохомского нефтегазоконденсатного месторождения: монография. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. 224 с.