Расширенный поиск
ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОПРОСА ОБРАТНОЙ ЗАКАЧКИ БУРОВОГО ШЛАМА В ПЛАСТ
1 ООО “Сахалинская Энергия”
2 Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 25
Номер: 4
Год: 2024
Страницы: 63-80
УДК: 550.822
DOI: 10.21455/gr2024.4-3
Показать библиографическую ссылку
Моисеенков А.В., Гафаров
Т.Н., Облеков
Р.Г., Хабаров
А.В., Береснев
А.В., Новикова
Е.В., Дубиня
Н.В. ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОПРОСА ОБРАТНОЙ ЗАКАЧКИ БУРОВОГО ШЛАМА В ПЛАСТ
// Геофизические исследования. 2024. Т. 25. № 4. С. 63-80. DOI: 10.21455/gr2024.4-3
@article{Моисеенков ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ2024,
author = "Моисеенков , А. В. and Гафаров ,
Т. Н. and Облеков ,
Р. Г. and Хабаров ,
А. В. and Береснев ,
А. В. and Новикова ,
Е. В. and Дубиня
,
Н. В.",
title = "ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОПРОСА ОБРАТНОЙ ЗАКАЧКИ БУРОВОГО ШЛАМА В ПЛАСТ
",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2024,
volume = "25",
number = "4",
pages = "63-80",
doi = "10.21455/gr2024.4-3",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: бурение, обратная закачка бурового шлама, геомеханика месторождений.
Аннотация: Предложена упрощённая математическая модель, которая может быть применена для описания механических процессов, сопутствующих утилизации отходов при бурении путём их обратной закачки в пласты горных пород. Указанная технология способствует снижению экологических рисков и повышению экономической эффективности бурения скважин на месторождениях углеводородов. Она особенно ярко проявляется и остро необходима при освоении месторождений, расположенных на морском шельфе. В рамках рассматриваемой модели обратная закачка отходов бурения в пласт описывается как инициация трещины гидроразрыва в целевом пласте, куда впоследствии с определённой периодичностью дополнительно закачивается смесь, которая может быть представлена нелинейной Бингамовской жидкостью. Значительное внимание уделяется предотвращению прорыва трещины в выше- и нижележащие пласты – ситуации, имеющей существенные экологические последствия и недопустимой при осуществлении указанной технологии. Показано, что перераспределение давлений в целевом пласте, вызванное закачкой отходов бурения, ведёт к росту эффективных сжимающих напряжений в целевом пласте и снижению критического давления, соответствующего прорыву трещины в пласт-флюидоупор. Этот результат позволил сформулировать рекомендации по изменению объёмов обратной закачки отходов бурения в пласты на основании контроля мгновенного и полного давления закрытия трещины – в данной работе давление закрытия анализировалось с помощью аппарата G-функций. Предложенная математическая модель базируется на передовом опыте российского ООО “Сахалинская Энергия” и верифицирована на реальных данных обратной закачки отходов бурения при освоении шельфового месторождения углеводородов проекта “Сахалин-2”. Продемонстрирована возможность использования модели для определения рекомендуемых режимов закачки и адаптации фактических режимов для предотвращения прорывов.
Список литературы: Береснев А.В., Хабаров А.В., Моисеенков А.В., Павлов Д.В., Попов А.А., Тимофеева О.В., Рыков А.П., Облеков Р.Г., Гафаров Т.Н. Мониторинг целостности пластов-флюидоупоров при разработке шельфовых месторождений // Геология и недропользование. 2023. № 1 (11). С.24–35.
Олейников А.А., Абрамов И.В., Сингуров А.А., Окишев Р.Н., Облеков Р.Г., Моисеенков А.В., Сержанин А.В., Алябьев Р.Н., Береснев А.В. Реализация концепции нулевого сброса при разработке шельфовых месторождений на проекте “Сахалин-2” // Газовая промышленность. 2023. № 4. С.30–34.
Онофриенко С.А., Крымов А.В. Современные способы утилизации буровых отходов // Булатовские чтения. 2021. С.361–363.
Barree R.D. Application of Pre-Frac Injection. Falloff Testsin Fissured Reservoirs – Field Examples // Proceedings of SPE Rocky Mountain Regional/Low-Permeability Reservoirs Symposium. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 1998. P.277–288. DOI: 10.2118/39932-MS
Barree R.D., Barree V.L., Craig D.P. Holistic Fracture Diagnostic // Proceedings of the Rocky Mountain Oil and Gas Technology Symposium. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 2007. P.1–13. DOI: 10.2118/107877-MS
Gaarenstroom L., Tromp R.A.J., de Jong M.C., Brandenburg A.M. Overpressures in the Central North Sea: implications for trap integrityand drilling safety // Geological Society, London, Petroleum Geology Conference Series. 1993. V. 4, N 1. P.1305–1313. DOI: 10.1144/0041305
Castillo J.L. Modified Fracture Pressure Decline Analysis Including Pressure-Dependent Leakoff // Proceedings of the SPE/DOE Joint Symposium on Low Permeability Reservoirs. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 1987. P.273–281. DOI: 10.2118/16417-MS
Gaurina-Međimurec N., Matanović D., Simon K. Oil Field Waste Disposal Methods // Transactions of the VŠB-Technical University Ostrava, Mining and Geological Series, Monograph 15. Ostrava, Czech: Technical University Ostrava, 2005. P.67–70.
Gaurina-Međimurec N., Pašić B., Mijić P., Medved I. Deep Underground Injection of Waste from Drilling Activities – An Overview // Minerals. 2020. V. 10, N. 4. 29 p. https://doi.org/10.3390/min10040303
Gulrajani S.N., Nolte K.G. Fracture evaluation using pressure diagnostics. New York: John Wiley and Sons, 2000. P.A9-1–A9-4.
Guo Q., Abou-Sayed A.S., Engel H.R. Feeling the pulse of drill cuttings injection wells-a case study of simulation, monitoring and verification in Alaska // Society of Petroleum Engineers Journal. 2007. V. 12, N 4. P.458–467. DOI: 10.2118/84156-PA
Guo C., Wang X., Li C., Zhang K., Cai Z. The application of the yield approach to study slurry migration in drill cuttings waste underground disposal // Journal of Cleaner Production. 2020. V. 254. 26 p. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.120144
Hongmei T., Xiaoming W., Hongliang N. The optimization of rheological model // Trenchless Technologies. 2008. V. 25. P.1–4.
Ji L.L., Shokanov T.A., Fragachan F.E., Ovalle A., Ronderos J. Multi-fracture complexities in drilling waste injection: wagon-wheel uniform disposal domain or secondary fracture branching // Proceedings of the 43rd US Rock Mechanics Symposium and 4th US-Canada Rock Mechanics Symposium. Asheville, North Carolina: American Rock Mechanics Association, 2009. 10 p.
Mahrous R., Tsoy V., Ellis R. Customized high-rate cuttings reinjection system: effective design maintains continuous zero discharge operations onSakhalin Island // Proceedings of SPE/IADC International Drilling Conference and Exhibition. Hague, Netherlands: Society of Petroleum Engineers, 2019. 9 p. DOI: 10.2118/194070-MS
Mengying S., Jingen D., Chengyun M., Yongcun F., Bin L., Tie G. Optimization of cuttings slurry system for reinjection of oil-based drilling cuttings // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2023. V. 45. P.2753–2770. DOI: 10.1080/15567036.2023.2191060
Mukherjee S., Gupta A.K., Chhabra R.P. Laminar forced convection in powerlaw and Bingham plastic fluids in ducts of semi-circular and other cross-sections // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. V. 104. P.112–141. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.007
Nolte K.G. Determination of Fracture Parameters From Fracturing Pressure Decline // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Las Vegas, Nevada: Society of Petroleum Engineers, 1979. 16 p. DOI: 10.2118/8341-MS
Nordgren R. Propagation of Vertical Hydraulic Fracture // Society of Petroleum Engineers Journal. 1972. V. 12, N 4. P.306–314. DOI:10.2118/3009-PA
Nwonodi R.I., Dosunmu A., Okoro E.E. A novel method for preventing technical challenge during drilled cuttings/produced water reinjection: An injection rate management tool // Geoenergy Science and Engineering. 2023. V. 229. 32 p. DOI: 10.1016/j.geoen.2023.212149
Prats M. Effect of burial history on the subsurface horizontal stresses of formations having different material properties // Society of Petroleum Engineers Journal. 1981. V. 21, N 6. P.658–662.
Shadizadeh S.R., Majidaie S., Zoveidavianpoor M. Investigation of drill cuttings reinjection: environmental management in Iranian Ahwaz oilfield // Petroleum Science and Technology. 2011. V. 29, N 11. P.1093–1103. DOI: 10.1080/10916460903530473
Shioya Y., Yamamoto K., Fujieda T., Kikuchi S., El-Khatib H. Cuttings reinjection to shallow undersea formation: theGeomechanical acceptance analysis using hydraulic fracturing simulator // Proceedings of Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference. Abu Dhabi, United Arab Emirates: Society of Petroleum Engineers, 2002. 7 p. DOI: 10.2118/78586-MS
Shokanov T.A., Ronderos J.R., Gumarov S., Fragachan F. Multiple-fractures propagation, orientation and complexities in drilling waste injection // Proceedings of SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference. Woodlands, Texas, USA: Society of Petroleum Engineers, 2011. 14 p. DOI: 10.2118/139504-MS
Simonson E.R., Abou-Sayed A.S., Clifton R.J. Containment of massive hydraulic fractures // Society of Petroleum Engineers Journal. 1978. V. 18, N 1. P.27–32. DOI: 10.2118/6089-PA
Veil J.A., Dusseault M.B. Evaluation of Slurry Injection Technology for Management of Drilling Wastes. Lemont, IL (US): Argonne National Lab., 2003. 110 p. DOI: 10.2172/819455
Wasantha P.L.P., Konietzky H., Xu C. Effect of in-situ stress contrast on fracture containment during single- and multi-stage hydraulic fracturing // Engineering Fracture Mechanics. 2019. V. 205. P.175–189. DOI: 10.1016/j.engfracmech.2018.11.016
Wisen J., Chesnaux R., Wendling G., Werring J., Barbecot F., Baudron P. Assessing the potential of crosscontamination from oil and gas hydraulic fracturing: a case study in northeastern British Columbia, Canada // Journal of Environmental Management. 2019. V. 246. P.275–282.
Wu Y., Pruess K. A numerical method for simulating non-Newtonian fluid flow and displacement in porous media // Advances in Water Resources. 1998. V. 21, N 5. P.351–362. https://doi.org/10.1016/S0309-1708(97)00004-3
Yamamoto K., Nakama Y. Geometry of the fracture for cuttings reinjection operation and solid concentration: a numerical study // Proceedings of Gulf Rocks 2004 – 6th North America Rock Mechanics Symposium. Houston, TX: American Rock Mechanics Association, 2004. P.1–7.
Олейников А.А., Абрамов И.В., Сингуров А.А., Окишев Р.Н., Облеков Р.Г., Моисеенков А.В., Сержанин А.В., Алябьев Р.Н., Береснев А.В. Реализация концепции нулевого сброса при разработке шельфовых месторождений на проекте “Сахалин-2” // Газовая промышленность. 2023. № 4. С.30–34.
Онофриенко С.А., Крымов А.В. Современные способы утилизации буровых отходов // Булатовские чтения. 2021. С.361–363.
Barree R.D. Application of Pre-Frac Injection. Falloff Testsin Fissured Reservoirs – Field Examples // Proceedings of SPE Rocky Mountain Regional/Low-Permeability Reservoirs Symposium. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 1998. P.277–288. DOI: 10.2118/39932-MS
Barree R.D., Barree V.L., Craig D.P. Holistic Fracture Diagnostic // Proceedings of the Rocky Mountain Oil and Gas Technology Symposium. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 2007. P.1–13. DOI: 10.2118/107877-MS
Gaarenstroom L., Tromp R.A.J., de Jong M.C., Brandenburg A.M. Overpressures in the Central North Sea: implications for trap integrityand drilling safety // Geological Society, London, Petroleum Geology Conference Series. 1993. V. 4, N 1. P.1305–1313. DOI: 10.1144/0041305
Castillo J.L. Modified Fracture Pressure Decline Analysis Including Pressure-Dependent Leakoff // Proceedings of the SPE/DOE Joint Symposium on Low Permeability Reservoirs. Denver, Colorado: Society of Petroleum Engineers, 1987. P.273–281. DOI: 10.2118/16417-MS
Gaurina-Međimurec N., Matanović D., Simon K. Oil Field Waste Disposal Methods // Transactions of the VŠB-Technical University Ostrava, Mining and Geological Series, Monograph 15. Ostrava, Czech: Technical University Ostrava, 2005. P.67–70.
Gaurina-Međimurec N., Pašić B., Mijić P., Medved I. Deep Underground Injection of Waste from Drilling Activities – An Overview // Minerals. 2020. V. 10, N. 4. 29 p. https://doi.org/10.3390/min10040303
Gulrajani S.N., Nolte K.G. Fracture evaluation using pressure diagnostics. New York: John Wiley and Sons, 2000. P.A9-1–A9-4.
Guo Q., Abou-Sayed A.S., Engel H.R. Feeling the pulse of drill cuttings injection wells-a case study of simulation, monitoring and verification in Alaska // Society of Petroleum Engineers Journal. 2007. V. 12, N 4. P.458–467. DOI: 10.2118/84156-PA
Guo C., Wang X., Li C., Zhang K., Cai Z. The application of the yield approach to study slurry migration in drill cuttings waste underground disposal // Journal of Cleaner Production. 2020. V. 254. 26 p. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.120144
Hongmei T., Xiaoming W., Hongliang N. The optimization of rheological model // Trenchless Technologies. 2008. V. 25. P.1–4.
Ji L.L., Shokanov T.A., Fragachan F.E., Ovalle A., Ronderos J. Multi-fracture complexities in drilling waste injection: wagon-wheel uniform disposal domain or secondary fracture branching // Proceedings of the 43rd US Rock Mechanics Symposium and 4th US-Canada Rock Mechanics Symposium. Asheville, North Carolina: American Rock Mechanics Association, 2009. 10 p.
Mahrous R., Tsoy V., Ellis R. Customized high-rate cuttings reinjection system: effective design maintains continuous zero discharge operations onSakhalin Island // Proceedings of SPE/IADC International Drilling Conference and Exhibition. Hague, Netherlands: Society of Petroleum Engineers, 2019. 9 p. DOI: 10.2118/194070-MS
Mengying S., Jingen D., Chengyun M., Yongcun F., Bin L., Tie G. Optimization of cuttings slurry system for reinjection of oil-based drilling cuttings // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2023. V. 45. P.2753–2770. DOI: 10.1080/15567036.2023.2191060
Mukherjee S., Gupta A.K., Chhabra R.P. Laminar forced convection in powerlaw and Bingham plastic fluids in ducts of semi-circular and other cross-sections // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. V. 104. P.112–141. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.007
Nolte K.G. Determination of Fracture Parameters From Fracturing Pressure Decline // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Las Vegas, Nevada: Society of Petroleum Engineers, 1979. 16 p. DOI: 10.2118/8341-MS
Nordgren R. Propagation of Vertical Hydraulic Fracture // Society of Petroleum Engineers Journal. 1972. V. 12, N 4. P.306–314. DOI:10.2118/3009-PA
Nwonodi R.I., Dosunmu A., Okoro E.E. A novel method for preventing technical challenge during drilled cuttings/produced water reinjection: An injection rate management tool // Geoenergy Science and Engineering. 2023. V. 229. 32 p. DOI: 10.1016/j.geoen.2023.212149
Prats M. Effect of burial history on the subsurface horizontal stresses of formations having different material properties // Society of Petroleum Engineers Journal. 1981. V. 21, N 6. P.658–662.
Shadizadeh S.R., Majidaie S., Zoveidavianpoor M. Investigation of drill cuttings reinjection: environmental management in Iranian Ahwaz oilfield // Petroleum Science and Technology. 2011. V. 29, N 11. P.1093–1103. DOI: 10.1080/10916460903530473
Shioya Y., Yamamoto K., Fujieda T., Kikuchi S., El-Khatib H. Cuttings reinjection to shallow undersea formation: theGeomechanical acceptance analysis using hydraulic fracturing simulator // Proceedings of Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference. Abu Dhabi, United Arab Emirates: Society of Petroleum Engineers, 2002. 7 p. DOI: 10.2118/78586-MS
Shokanov T.A., Ronderos J.R., Gumarov S., Fragachan F. Multiple-fractures propagation, orientation and complexities in drilling waste injection // Proceedings of SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference. Woodlands, Texas, USA: Society of Petroleum Engineers, 2011. 14 p. DOI: 10.2118/139504-MS
Simonson E.R., Abou-Sayed A.S., Clifton R.J. Containment of massive hydraulic fractures // Society of Petroleum Engineers Journal. 1978. V. 18, N 1. P.27–32. DOI: 10.2118/6089-PA
Veil J.A., Dusseault M.B. Evaluation of Slurry Injection Technology for Management of Drilling Wastes. Lemont, IL (US): Argonne National Lab., 2003. 110 p. DOI: 10.2172/819455
Wasantha P.L.P., Konietzky H., Xu C. Effect of in-situ stress contrast on fracture containment during single- and multi-stage hydraulic fracturing // Engineering Fracture Mechanics. 2019. V. 205. P.175–189. DOI: 10.1016/j.engfracmech.2018.11.016
Wisen J., Chesnaux R., Wendling G., Werring J., Barbecot F., Baudron P. Assessing the potential of crosscontamination from oil and gas hydraulic fracturing: a case study in northeastern British Columbia, Canada // Journal of Environmental Management. 2019. V. 246. P.275–282.
Wu Y., Pruess K. A numerical method for simulating non-Newtonian fluid flow and displacement in porous media // Advances in Water Resources. 1998. V. 21, N 5. P.351–362. https://doi.org/10.1016/S0309-1708(97)00004-3
Yamamoto K., Nakama Y. Geometry of the fracture for cuttings reinjection operation and solid concentration: a numerical study // Proceedings of Gulf Rocks 2004 – 6th North America Rock Mechanics Symposium. Houston, TX: American Rock Mechanics Association, 2004. P.1–7.
