Well's geomechanical modeling

1D - or borehole modeling is the base for geomechanical modeling. The 1D geomechanical model is a numerical representation of the Mechanical Earth Model (MEM) of the rock along the well trajectory. Such a model should reliably describe the behavior of the rock mass in terms of deformation and destruction

As a result of creating the model at each point of the well trajectory, the gradients of caving, pore pressure, absorption and fracture are determined along the entire section penetrated by the well.

The modeling process can be divided into several stages:

  • Collection and audit of data. At this stage, we collect and analyze information on the investigated and neighboring wells. Well logging and seismic data, drilling history, core study results, geological and petrophysical models are analyzed.

The minimum set of initial data required to create a 1D geomechanical model:

  • Daily reports
  • Gamma ray logging
  • Acoustic logging (p- and s-wave velocities)
  • Density logging
  • Petrophysical interpretation of the section
  • Results of direct pressure measurements (LOT, FIT, MDT, etc.)

Data analysis is painstaking and important work - the predictive power of the model will depend on the quality of the data. There is a lot of manual work at this stage. It is necessary to view all daily reports and identify important moments in the history of the construction of offset wells, understand the geological features of the section, analyze and bring log data to a single format.

As the stage is completed, a single digital project is created in specialized software that contains all the initial information.

  • Calculation of the parameters of the pivot well model. Based on the initial data, the model parameters are calculated for each pivot well: Young's modulus, Poisson's ratio, rock internal friction angle, pore pressure, values ​​and directions of the main stresses. There are many methods for determining each parameter, so it is important to choose the one that best suits the given geological conditions and gives the best result.
  • Calibration. Calculation results are calibrated according to actually measured data from borehole and core studies. Often, in order to obtain sufficient convergence of the calculated and measured values, it is necessary to return to the previous stage and make changes to the calculations. Modeling is an iterative process that requires an understanding of the physical meaning of each parameter, the ability to work with a large amount of logging data, and knowledge of calculation methods.
  • Transfer of model parameters to the well under study. Producing well correlation and using the developed dependencies, the necessary parameters are calculated along the trajectory of the studied well.
  • Building a window of combined gradients. The result of the calculation is a window of combined gradients of caving, pore pressure, absorption and fracture, expressed in terms of bulk density. This representation allows you to visually compare the simulation results with such important technological parameters as drilling fluid specific gravity and equivalent circulation density.
  • Analysis of model sensitivity to parameter changes. Having built a model, it is possible to perform a sensitivity analysis, that is, to determine how the result of the calculation changes when any input parameter changes.

Процесс моделирования

 

The results of the Well's geomechanical modeling service are used to solve the following tasks:

Дизайн ГРП и МсГРП

Гидроразрыв пласта (ГРП) – создание высокопроводимой трещины в целевом пласте под действием подаваемой в него жидкости с проппантом с целью увеличения добычи флюидов (нефти, газа, конденсата и т.д.). Трещина образуется если давление нагнетания больше давления разрыва породы. После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает.

Оценка выноса песка

Большая часть мировых запасов углеводородов приходится на продуктивные пласты в слабых породах, которые подвергаются разрушению при разработке. Разрушаясь, порода через перфорации или открытый ствол поступает в скважину, что приводит к выходу из строя скважинного оборудования, снижению или полному отсутствию дебитов.

Оптимизация заводнения, закачки газа и утилизации шлама в пласт

Заводнение – процесс закачки воды в нефтяной пласт через нагнетательные скважины для поддержания пластового давления и вытеснения нефти в сторону добывающей скважины. Сохранение пластового давления путем закачки воды поддерживает депрессию между породой и скважиной, и как следствие приводит к улучшению нефтеотдачи, увеличению периода эксплуатации добывающей скважины и повышению суммарной добычи нефти. На месторождениях с газовой шапкой в качестве закачиваемого реагента очень часто используется газ.

Расчет устойчивости стенки ствола

На основании полученных параметров геомеханической модели для плановой траектории скважины производится Расчет Устойчивости Стенки Ствола (РУСС)

Прогноз АВПД

В настоящее время приповерхностные запасы углеводородов истощаются. Разработка более глубоких продуктивных пластов сталкивается с рядом трудностей, носящих как технический, так и геологический характер. Одной из причин, приводящих к аварийным ситуациям, является наличие аномально высокого пластового давления (АВПД).

Сопровождение бурения

Цель геомеханического сопровождения - снижение неопределенности и предотвращение возникновения геологических осложнений непосредственно в процессе строительства скважины.

3D – геомеханическое моделирование

3D – геомеханическое моделирование позволяет полноценно учесть изменение геологического разреза по латерали и влияние тектоники. В результате моделирования определяются механические свойства, давления и напряженно-деформированное состояние в каждой точке исследуемого объема. Модель строится от дневной поверхности до горизонтов, лежащих под разрабатываемыми пластами.