Прогнозирование геомеханической динамики процесса паропомощного гравитационного дренажа. Часть I: дилатативная модель Мора–Кулона (MC)

Резюме В процессе паропомощного гравитационного дренажа (SAGD) закачка пара с высоким давлением и температурой вызывает значительные изменения напряженного состояния на окраине зоны нагрева или паровой камеры. Эти изменения напряжений включают сдвиговую дилатацию, которая может как повысить абсолютную проницаемость, так и привести к горизонтальным и вертикальным смещениям пласта. Значение учета геомеханических эффектов в тепловых методах добычи широко обсуждалось в литературе, но прогнозирование и мониторинг возникающих эффектов, таких как влияние на повышение добычи и смещения в пласте, во многих случаях оставались пренебрегаемыми. Кроме того, вопросы, связанные с влиянием этих геомеханических эффектов на тепловую добычу, были предметом значительных дебатов в отрасли без окончательной, содержательной оценки влияния на способность пласта поставлять продукцию и на добычу, а также без оценки связанных рисков для целостности стволов скважин и покрышки пласта. Это исследование сосредоточено на выявлении основных результатов обширной программы мониторинга, проведенной в рамках первоначального пилотного проекта SAGD в Подземной испытательной установке (Underground Test Facility, UTF) в конце 1980-х годов, и сейсмической программы, проводившейся в последние годы оператором SAGD на коммерческом тепловом проекте. Измеренные смещения и выявленные зоны сдвиговой дилатации в этих приложениях были сопоставлены с дилатативной моделью Мора–Кулона (MC). В статье показаны некоторые преимущества и недостатки применения таких аналитических моделей через сравнение результатов с полевыми данными о дилатации и сдвиговых эффектах, а также то, как эти механизмы влияют как на продуктивность резервуара (доход), так и на целостность стволов скважин и покрышки пласта. Хотя обсуждение геомеханических эффектов в тепловых методах добычи, без сомнения, будет продолжаться, данное исследование предоставляет подтвержденные полевыми данными результаты, иллюстрирующие как полезные, так и потенциально проблемные последствия, которые эти геомеханические эффекты могут оказывать в рамках теплового проекта.