ИСТИНА

Горные породы, слагающие коллекторы углеводородов, находятся в напряженно-деформированном состоянии, обусловленном весом вышележащих пород, тектоническими процессами и влиянием насыщающего флюида. Однако напряженное состояние может измениться вследствие разработки месторождения: добыча флюида приводит к изменению порового давления, что, в соответствии с теорией Био [1], меняет эффективные напряжения, а бурение скважин приводит к возникновению эффекта концентрации напряжений. Данная работа в значительной степени направлена на изучение последнего эффекта. Концентрация напряжений вокруг скважины может быть описана с помощью известного решения Кирша [2], полученного для описания напряжений вокруг кругового отверстия в сплошной среде, а впоследствии модифицированного для случая, когда отверстие соответствует круглому сечению скважины, вскрывающей флюидонасыщенный пласт [3]. Согласно этому решению, поля напряжений вокруг скважины могут быть найдены, если известны напряжения, действующие в породе на достаточном удалении от скважины, а также поровое давление и давление на стенке скважины. Для оценки значений напряжений, действующих на удалении от скважины, используются статические модули упругости. Для их определения могут быть использованы корреляции модулей упругости, определенных на образцах керна в лабораторных условиях, и данные геофизических исследований скважин (ГИС). Важно понимать, что ГИС позволяет определить только динамические значения модулей упругости, в связи с чем для определения модулей упругости в масштабе ГИС необходимо использовать связи между статическими и динамическими моделями, определенными на керновом материале. Такие зависимости были получены авторами по данным исследований образцов горных пород с одного месторождения России. Кроме того, задача определения статических модулей в масштабе ГИС осложняется тем, что модули упругости, рассчитанные из скоростей продольных и поперечных волн, полученных по акустическому каротажу, получены по данным о пробеге упругих волн в окрестности скважины, в том числе, и в зоне концентрации напряжений. Одной из целей работы является оценка влияния изменения напряжений в области 3-10 радиусов скважины (размер области, в которой происходит значительное изменение напряженного состояния) на значения упругих модулей, полученных по данным ГИС. Для решения данной проблемы предложена серия экспериментов на керновом материале: измерение статических и динамических упругих модулей при различных напряженных состояниях, оценка модулей по данным испытаний толстостенных цилиндров, комбинация методов. Такие эксперименты позволят оценить вклад изменения напряжений на модули упругости.