Модель гидравлического разрыва пласта на основе механики и фильтрации в гетерогенной среде
Keywords:
гидравлический разрыв, трещиновато-пористая среда, объемные напряжения, совместность деформаций, фильтрация в гетерогенной средеAbstract
Предложена новая математическая модель гидравлического разрыва пласта,
основанная на понятии гетерогенной, трещиновато - пористой среды. При этом используют-
ся предположения, применяемые в теории упругого режима фильтрации. Закачка флюида в
пласт сопровождается растяжением скелета породы под воздействием объемных напряжений.
Если эти напряжения достигают некоторых критических значений, скелет пласта подвергает-
ся упруго-пластическому разрушению с образованием трещин, раскрытие которых на порядки
больше среднего радиуса пор. Модель построена на основе уравнений упругого режима филь-
трации в гетерогенной пористой среде.
Получены формулы, позволяющие определить величину зоны гидравлического разрыва и сте-
пень раскрытия трещин. Проведены расчеты и построены графики зависимости глубины зоны
растрескивания и раскрытия трещин для различных значений контура питания скважины.
На насыпной модели пласта проведены эксперименты по влиянию гидравлического разры-
ва вблизи скважины
References
при отсутствии фильтрации // ПМТФ. 2004. –Т. 45, №3. –С.164-179.
2. Желтов Ю.П., Христианович С.А. О гидравлическом разрыве нефтеносного пласта // Изв. АН СССР.
ОТН. 1955. №5. –С.3-41.
3. Kern L.R., Perkins T.K. Width of hydraulic fractures // J.Petrol. Technol. 1961. –V. 13. –P. 937-949.
4. Есипов Д.В., Каранаков П.В., Лапин В.Н., Черный С.Г. Математические модели гидроразрыва пласта
// Вычислит. технологии. 2014. –Т. 19, №2. –С.33-61.
5. Баренблатт Г.И. О некоторых задачах теории упругости, возникающих при исследовании механизма
гидравлического разрыва нефтеносного пласта // ПММ. 1956. –Т. 20. –С. 475-486.
6. Гарипов Т.Г. Моделирование процесса гидроразрыва пласта в упругой среде // Математич. моделир.
2006. –Т.18, №6. –С.53-59.
7. Каранаков П.В., Лапин В.Н., Черный С.Г. Модель гидроразрыва пласта, включающая механизм заку-
поривания трещин пропантом // Вестн. НГУ. Информ. технологии. 2014. –Т.12, вып. 1. –С. 19-33.
8. Shelukhin V.V., Baikov V.A., Golovin C.V., Davletbaev A.Y., Starovoitov V.N. Fractured water injection wells:
Pressure transient analysis // Int. Journal of Solids and Structures. 2014. –V. 51, Issue 11-12. –P. 2116-2122.
9. Щелкачев В.Н. Разработка пластов при упругом режиме. М.: «Недра», 1975.
10. Баренблатт Г.И., Крылов А.П. Об упруго-пластическом режиме фильтрации // 1955. Изв. АН СССР.
–ОТН. №2. –C.5-13.
11. Желтов Ю.П. Механика нефтегазоносного пласта. М.: «Недра», 1975, – 216 с.
12. Рубинштейн Л.И. К вопросу о распространении тепла в гетерогенных средах. // Изв. АН СССР. Сер.
географ. 1948. –Т.12, №1. –С. 27-45.
13. Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П., Кочина И.Н. Об основных представлениях теории фильтрации одно-
родных жидкостей в трещиноватых породах // ПММ. 1960. –Т 25. –С. 852-864.
14. Данаев Н.Т., Корсакова Н.К., Пеньковский В.И. Многофазная фильтрация и электромагнитное зонди-
рование скважин. –Алматы: «Эверо», 2014.
15. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: «Наука», 1977.
16. Чарный И.А. Метод последовательной смены стационарных состояний и его приложения к задачам
нестационарной фильтрации жидкостей и газов // Изв. АН СССР. ОТН. 1949. №3. –С. 323-342.
