Развитие комплексного подхода к исследованию процессов фильтрации, разрушения и пескопроявления в газовых коллекторах арктического шельфа с целью определения оптимальных параметров эксплуатации скважин

В работе представлены результаты комплексного исследования процессов разрушения, фильтрации и пескопроявления в слабосцементированных коллекторах одного из газоконденсатных месторождений Арктического шельфа России. Разработан и реализован модифицированный мультидисциплинарный научный подход, направленный на решение проблем обеспечения безопасной эксплуатации скважин, обоснования эффективных режимов их работы и снижения рисков пескопроявлений. Методы исследования основаны на многостороннем изучении свойств кернового материала при помощи геомеханического моделирования механических и фильтрационных процессов в окрестности скважин, испытаний по схеме “полый цилиндр” для изучения пескопроявлений в скважинах, растровой электронной микроскопии, микроминералогии, компьютерной томографии и цифрового анализа керна. Особое внимание уделено анализу изменений структуры коллектора в результате пескопроявления, с учетом минерального состава матрицы и вынесенного песка. Результаты экспериментов позволили определить для рассматриваемого месторождения: а) эволюцию деформационных и фильтрационных свойств пород в околоскважинной зоне; б) величины критических напряжений, приводящих к разрушению стенок скважин; в) тип и характер разрушения пород; г) параметры пескопроявления и механизмы связанного с ним разрушения матрицы коллектора; д) коллекторские свойства пород. На основании результатов исследований определены оптимальные параметры безопасной и эффективной эксплуатации скважин, включая допустимые депрессии на забое скважин для снижения рисков пескопроявлений и поддержания устойчивости стволов скважин; характер разрушения контура скважин и риски повреждения внутрискважинного оборудования; оптимальные характеристики внутрискважинных фильтров. Результаты проведенных исследований призваны внести вклад в развитие технологий для создания новых решений, направленных на повышение эффективности добычи углеводородов, снижение риска пескопроявлений и разрушения стенок скважин, износа и поломки внутрискважинного оборудования.