Расширенный поискКомплекс инновационных решений в области геомеханического моделирования
Разработаны уникальные методики и подходы к решению задач геомеханики месторождений углеводородов, направленные на повышение эффективности и снижение рисков освоения и разработки месторождений нефти и газа.
Предлагаются комплексные решения задач геомеханики с учетом специфики изучаемых объектов:
Оценка пластовых напряжений и давлений по геофизическим данным о естественной трещиноватости.
Флюидопроводимость естественных трещин используется для прогноза значений и направлений тектонических напряжений, статистического анализа достоверности оценки. Подход дополняет существующие методы прогноза и применим для трещиноватых коллекторов.
Оценки значений главных напряжений по данным о естественной трещиноватости для разных условий
Определение напряженного состояния пород в межскважинном пространстве по скважинным оценкам и данным о сейсмических событиях.
Траектории главных напряжений, восстановленные по скважинным исследованиям и сейсмическим событиям
Построение модели естественной трещиноватости на основании результатов численного геомеханического и петроупругого моделирования.
Создание динамической модели прогноза трещинной пористости, пространственной ориентации трещин и их флюидопроводимости, совместимой с гидродинамической моделью.
Преимущественное направление естественных трещин на месторождении.
Изменение флюидопроводимости естественных трещин по мере разработки месторождения
Разработаны подходы к применению искусственного интеллекта в задачах геомеханики:
- Решение задач многомерной регрессии при петроупругом и геомеханическом моделировании.
- Создание синтетических данных для дальнейшего анализа.
- Полуавтоматическая адаптация связанных гидродинамических и геомеханических моделей.
- Петроупругое моделирование консолидированных пород-коллекторов углеводородов.
Современные методы машинного обучения, компьютерного зрения и системного анализа используются для снижения затрат и повышения достоверности результатов при решении задач геомеханики:
Применение нейронных сетей для прогноза реологических кривых образцов горных пород.
Экспериментальная и прогнозная кривые «Напряжение-деформация» для образца горной породы
Применение алгоритмов компьютерного зрения для упрощения типовой интерпретации данных скважинных микросканеров. Автоматизация выделения структурных элементов: естественных и наведенных трещин, вывалов, границ пластов.
Выделение естественной трещины с помощью алгоритмов компьютерного зрения
Определение параметров трещин и их классификация. Оценка достоверности выделения трещин и точности реконструированных параметров.
Выделение естественных трещин с помощью нейронной сети (работа в коллаборации с Архиповым Н.Д.)
Использование методов системного анализа для автоматической оценки рисков при бурении при интерпретации данных сейсморазведки. Выделение аномальных областей в сейсмических полях, установление их связи с зонами повышенных рисков при бурении, выделенными на основании геомеханического моделирования.
Расчет напряженного состояния геологической среды с использованием сейсмических и скважинных данных
Оценка степени «устаревания» сейсмических данных: снижения достоверности оценок рисков при использовании данных, полученных несколько лет назад.
Степень выраженности аномальности поля напряжений
Выделение аномальных зон сопряженных с рисками при бурении
Разработаны разномасштабные, в общем случае – анизотропные петроупругие модели пород-коллекторов углеводородов с учетом особенностей их внутреннего строения в различных масштабах.
Процедура построения иерархической разномасштабной петроупругой модели
Разномасштабные модели физических свойств пород
Модели построены как для традиционных коллекторов (карбонатных, терригенных), так и для нетрадиционных.
Для нетрадиционных коллекторов разработаны разномасштабные петроупругие модели нефтематеринских толщ баженовской свиты, доманиковой свиты, углеводородосодержащих сланцев. Модели учитывают возможную анизотропию упругих свойств, вызванную факторами в разных масштабах: наличие преимущественной ориентацией глинистых частиц, микро и макротрещин, линз и слоев керогена, содержащего углеводороды в своем пустотном пространстве.
Фотография и модель нетрадиционного коллектора
На основе петроупругого и геомеханического моделирования разработан способ выявления зон аномально-высокого порового давления вдоль проектируемой траектории скважины в неконсолидированных и слабоконсолидированных отложениях и последующего мониторинга их поведения в процессе разработки при помощи 4D сейсморазведки.
Разработанный способ сейсмического мониторинга порового давления в скважине позволяет предотвращать аварийные ситуации, связанные с выбросом флюида при бурении и возникновением заколонных перетоков в процессе эксплуатации.
Скоростные модели и синтетические сейсмограммы для прогноза зон аномально-высокого пластового давления на шельфе
Построенные модели позволяют повысить достоверность интерпретации данных ГИС и сейсморазведки, давать количественную оценку фильтрационно-емкостных свойств и прогнозировать изменение упругих и коллекторских свойств, вызванных различными факторами в процессе добычи.
Имеющееся в распоряжении ЦКП ИФЗ РАН оборудование позволяет проводить испытания по многофазной фильтрации флюидов с визуализацией фронта вытеснения и измерением остаточной нефтенасыщенности методом электротомографии, а также комплекс стандартных и расширенных геомеханических испытаний.
Измерение скоростей продольных и поперечных упругих волн вдоль различных траекторий внутри образца горной породы с последующим восстановлением полного тензора упругости и выделением однородных областей.
Развертки скоростей продольных и поперечных упругих волн, измеренных на образце горной породы в атмосферных условиях
Испытания по многофазной фильтрации флюидов с определением кривой относительной фазовой проницаемости и визуализацией фронта вытеснения с измерением остаточной нефтенасыщенности методом электротомографии; расчет коэффициентов вытеснения.
Установка для определения фильтрационно-емкостных свойств с учетом многофазности потока
Определение связи абсолютной проницаемости породы с ее напряженно-деформированным состоянием, в том числе, при подготовке разрушения и его развитии.
Зависимость проницаемости от напряженного состояния до и после разрушения образца
Проведение лабораторных испытаний по трехосному сжатию образцов горных пород различных размеров с поддержанием термобарических условий, а также при насыщении различными флюидами с возможностью изучения фильтрационно-емкостных свойств. Определение реологических кривых, статических и динамических упругих модулей, упруго-прочностных свойств.
Установка высокого давления GCTS RTR 4500
Проведение типовых геомеханических исследований – испытаний на одноосное сжатие, одно- и многостадийных испытаний – для восстановления реологических кривых. Работа в полных и эффективных напряжениях, достоверное определение предела упругости с использованием разработанных подходов. Определение текущих упругих модулей, выделение областей линейно-упругого деформирования.
Зависимость осевых и радиальных деформаций от осевого напряжения
Активное ультразвуковое сканирование образца в процессе нагружения для определения скоростей прохождения продольных и поперечных упругих волн в обстановке сжатия. Использование методов автоматизации для обработки данных в режиме реального времени.
Автоматическое выделение момента прихода акустического сигнала в образце в термобарических условиях
Пассивные исследования: выполнение ультразвуковой томографии образцов и изучение акустической эмиссии. Регистрация сигналов от микроразрушений, локация и исследование механизмов разрушения.
Локация событий акустической эмиссии и результаты ультразвуковой томографии
ndubinya@ifz.ru
fokin@ifz.ru
