3D-геомеханика: оценка рисков бурения в подсолевых карбонатах

Как 3D геомеханическое моделирование выявило риски бурения в подсолевой карбонатный коллектор

На первый взгляд все казалось простым: мощная залежь нефти в карбонатах, перекрытая соляными слоями (800–2800 м). Первая скважина была пробурена, риски выявлены, но аналитические 1D-расчеты не показали существенных различий для следующих двух запланированных скважин.

Однако бурение всегда преподносит сюрпризы. Чтобы полностью учесть сложную геометрию и механическое поведение соли, мы провели 3D-моделирование. И вот что мы обнаружили:

Для первой скважины результаты 3D-расчетов показали существенные расхождения с 1D-расчетами:

• Локальные концентрации напряжений и вращение напряжений.
• Зоны с растягивающими напряжениями (Shmin < 0).
• Потери раствора при бурении в первой скважине оказались лучше объяснимы полем напряжений из 3D-модели, в то время как 1D-модели не смогли точно отразить эти наблюдения.

Прогноз для двух проектных скважин:

• Первая – сложная, но буримая, с узким окном стабильности.
• Вторая – расположена на грабене возле соляного купола. 3D-моделирование показало, что нет безопасного окна для бурения при выходе из соли из-за растягивающих напряжений. Решение? Смещение устья и изменение траектории.

Технические решения 

• Оценка изменения напряженного состояния и безопасного окна бурения на основе 4D геомеханической модели.
• Изучение околоскважинных разрушений на высокоразрешенной 3D модели и оценка нижнего предела плотности бурового раствора с учетом глубины разрушения.

Результаты проекта

• Первая проектная скважина была успешно пробурена, что подтвердило прогнозы 3D-модели.
• Бурение второй скважины приостановлено – заказчик сомневается, могут ли возникать растягивающие напряжения в таких условиях.

Сталкивались ли вы на практике с растягивающими напряжениями в скважинах, расположенных вблизи соли? Как вы их интерпретировали?