№ 1,
2022
Скачать статью
Детальное изучение трещиноватости гидроразрыва каширо-верейских пород методом электронной микроскопии
1 - Пермский Национальный исследовательский Политехнический Университет, Пермь, Россия 614990, Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29
2 - Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия 614990, Пермь, ул. Букирева, 15,
3 - Институт нефти и газа Национальной Академии наук Азербайджана AZ1000, г. Баку, ул. Ф. Амирова, 9: vaqifqurbanov@mail.ru
4 - Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности AZ1010, Баку, просп. Азадлыг, 20
5 - Институт геологии и геофизики НАН Азербайджана AZ1143, г.Баку, просп. Г.Джавида, 119
Резюме
A-
A+
Методами рентгеновской томографии керна и сканирующей электронной микроскопии изучена трещиноватость карбонатных пород каширо-верейской свиты Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. В пределах нефтеносной толщи описаны литологические и структурные особенности горных пород. Выделены четыре литотипа, которые различаются по степени глинистости материала, характеру пустотного пространства и коллекторским свойствам. Применено экспериментальное моделирование воздействия технологии пропантного гидроразрыва пласта на образцы керна. Детально изучено изменение трещиноватости горных пород под действием нагрузки на образцы, установлены различия данных процессов для каждого из рассмотренных литотипов. Установлено, что нагрузка по-разному влияет на прослойки в зависимости от их структуры и вещественного состава, причем наибольшее влияние оказывает наличие глины и характер пористости. Микротрещины гидроразрыва при нагружении образцов максимально развиваются в наиболее плотных породах, в которых об-разуются протяженные трещины с раскрытием около 100 мкм и более. В свою очередь, в проницаемой части литотипов также образуются протяженные, обычно узкие (толщиной менее 20 мкм) прямолинейные трещины, ориентированные в од-ном направлении и соединяющие соседние микрокаверны и поры. Их строгая ориентация в пространстве отражает направление нагрузки на образцы, но отчасти может быть обусловлена и скрытой микрослоистостью породы. В результате сделан вывод о формировании в процессе гидроразрыва дополнительных сквозных каналов фильтрации флюидов в пласте. Полученные результаты экспериментального исследования позволяют повысить эффективность применения технологии гидроразрыва пласта при эксплуатации каширо-верейских эксплуатационных объектов.
Ключевые слова: трещины гидроразрыва, карбонатный коллектор, керн, рентгеновская томография, электронная микроскопия, пропантный гидроразрыв пласта
ЛИТЕРАТУРА
Воеводкин В.Л., Антонов Д.В. Вовлечение в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти каширо-верейского горизонта как один из факторов роста добычи нефти в Пермском крае. Тез. докл. межд. научно-практ. конф. Изд-во «Нефтяное хозяйство». Москва, 2021, с. 6-8.
Галкин С.В., Савицкий Я.В., Колычев И.Ю.,. Вотинов А.С. Перспективы применения пропантного гидроразрыва пласта на Каширо-Верейских эксплуатационных объектах Волго-Уральской нефтегазоностной провинции. SOCAR Proceedings, Special Issue No. 2, 2021, pp. 257-265.
Здольник С.Е., Некипелов Ю.В., Гапонов М.А. Внедрение новых технологий гидроразрыва пласта на карбонатных объектах месторождений ПАО АНК «Башнефть». Нефтяное хозяйство, No. 7, 2016, с. 92-95.
Ибатуллин Р.Р., Салимов В.Г., Насыбуллин С.В., Салимов О.В. Экспериментальное изучение трещиноватости горных пород. Нефтяное хозяйство, No. 6, 2009, с. 54-57.
Каневская В.Д. Зарубежный и отечественный опыт применения гидроразрыва пласта. ВНИИОЭНГ. Москва, 1998, 37 с.
Насыбуллин О.В., Салимов В.Г, Салимов О.В. Влияние множественных трещин в дальней зоне на успешность операций гидроразрыва пластов. Нефтепромысловое дело, No. 10, 2010, с. 24-27.
Салимов В.Г., Ибрагимов А.В., Насыбуллин О.В., Салимов О.В. Гидравлический разрыв карбонатных пластов. Изд-во «Нефтяное хозяйство». Москва, 2013, 472 с.
Топал А.Ю., Усманов Т.С., Зорин А.М., Хайдар А.М., Горин А.Н. Применение кислотно-проппантного гидроразрыва пласта на месторождениях ОАО «Удмуртнефть». Нефтяное хозяйство, No. 3, 2018, с. 34-37.
Усачев П.М. Гидравлический разрыв пласта. Недра. Москва, 1986, 165 с.
Яркеева Н.Р., Хазиев А.М. Применение гидроразрыва пласта для идентификации притока нефти в скважинах. Разработка нефтяных и газовых месторождений, Т. 16, No. 5, 2018, с. 30-36.
Aliyeva E., Mustafayev K. Petrographic and filtration-volume features of Miocene deposits of the western flank of the South Caspian basin. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 1, 2021, pp. 3-15.
Cherepanov S.S. Comprehensive study of fractures in carbonate deposits using the Warren-Root method using seismic facies analysis data (on the example of the Tournais-Famennian deposit of the Ozernoye field. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, No. 14, 2015, pp. 6-12.
Chi H., Li G., Huang Z., Tian S., Song X. Maximum drillable length of the radial horizontal microhole drilled with multiple high-pressure water jets. Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 26, 2015, pp. 1042-1049.
Economides M.J., Nolte K.G. Reservoir stimulation. J. Wiley and Sons. New York, USA, 2006, 856 p.
Efimov A.A., Galkin S.V., Savitckiy Ia.V., Galkin V.I. Estimation of heterogeneity of oil & gas field carbonate reservoirs by means of computer simulation of core x-ray tomography data. Ecology, Environment and Conservation, Special Issue, Vol. 21, 2015, pp. 79-85.
Fjær E., Holt R., Horsrud P., Raaen A. Petroleum related rock mechanics. 2nd ed. Amsterdam, 2008, 491 p.
Galkin S.V., Kochnev A.A., Zotikov V.I. Estimate of radial drilling technology efficiency for the bashkir operational oil-fields objects of Perm Krai. Journal of Mining Institute, Vol. 238, 2019, pp. 410-414.
Gurbanov V.S., Hasanov A.B., Abbasova G.G. The stochastic character of distribution of granulometric content and fractality of porous structure in oil reservoirs. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 2, 2019, pp. 54-60.
Gurbanov V.Sh., Hasanov A.B., Abbasova G.G. Depth distribution of petrophysical properties of mesozoic sediments of Khizi tectonİc zone. Geomodel 2021 – Proceedings of the 23th Conference on Oil and Gas Geological Exploration and Development, Vol. 2021, pp. 1-6, 2021a, DOI: https:// doi.org/10.3997/2214-4609.202157038.
Gurbanov V.Sh., Narimanov N.R., Nasibova G.J., Mukhtarova Kh.Z., Narimanov R.N., Huseynova Sh.M. Qualitative assessment of compressional stresses within the South Caspian Megadepression and their impact upon structure formation and hydrocarbon generation. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 2, 2021b, pp. 39-49.
Karev V.I., Klimov D.M., Kovalenko Y.F., Ustinov K.B. Fracture of sedimentary rocks under a complex triaxial stress state. Mechanics of Solids, Vol. 51, No. 5, 2016, pp. 522-526.
Karev V.I., Kovalenko Yu.F., Ustinov K.B. Modeling deformation and failure of anisotropic rocks nearby a horizontal well. J. Min. Sci., Vol. 53, No. 3, 2017, pp. 425-433.
Laubach S.E., Reed R.M., Olson J.E., Lander R.H., Bonnel L.M. Coevolution of crack-seal texture and fracture porosity in sedimentary rocks: cathodoluminescence observations of regional fractures. Journal of Structural Geology, Vol. 26, No.5, 2004, pp. 967-982.
Martyushev D.A., Yurikov A. Evaluation of opening of fractures in the Logovskoye carbonate reservoir, Perm Krai, Russia. Petroleum Research, Vol. 6, No. 2, 2021, pp. 137-143.
Martyushev D.A., Galkin S.V., Shelepov V.V. The Influence of the rock stress state on matrix and fracture permeability under conditions of various lithofacial zones of the Tournaisian–Fammenian oil fields in the Upper Kama Region. Moscow University Geology Bulletin, Vol. 74, No. 6, 2019, pp. 573-581.
Muther T., Nizamani A.A. and Ismail A.R. Analysis on the effect of different fracture geometries on the productivity of tight gas reservoirs. Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences, Vol. 16, No. 2, 2020, pp. 201-211.
Novikov V.A. Method for forecasting the efficiency of matrix acid treatment of carbonate. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, Vol. 21, No. 3, 2021, pp.137-143.
Novikov V.A., Martyushev D.A. Experience in acid treatments in carbonate deposits of Perm region fields. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, Vol. 20, No. 1, 2020, pp. 72-87.
Pakzad A., Iacoviello F., Ramsey A., Speller R., Griffiths J. et al. Improved X-ray computed tomography reconstruction of the largest fragment of the Antikythera Mechanism, an ancient Greek astronomical calculator. PLoS ONE, Vol. 13, No. 11, 2018.
Penny G.S., Canway M.L., Wellington L. Control and modeling of fluid leakoff during hydraulic fracturing. Journal of Petroleum Technology, Vol. 37, No. 6, 1985, pp. 1071-1081.
Raspopov A.V., Kondratiev S.A., Sharafeev R.R., Novokreschennykh D.V., Drozdov S.A. Experience of hydraulic fracturing in oil fields of the Perm region, the Komi Republic and the Nenets autonomous district. Oil Industry, Vol. 8, 2019, pp. 48-51.
Smith M.B., Shlyapobersky J.W. Basics of hydraulic fracturing. In: Economides M.J., & Nolte K.G. (Eds.). Reservoir stimulation. 3rd Edition. 2000, pp. 5-1 to 5-28.
Votinov A.S., Seredin V.V., Kolychev I.Yu., Galkin S.V. Possibilities of accounting the fracturing of Kashiro-Vereyskian carbonate objects in planning of proppant hydraulic fracturing. Journal of Mining Institute, Vol. 252, 2021, pp. 861-871.
Wright R., Muma R.D. High volume hydraulic fracturing and human health outcomes. A Scoping Review. Journal of Occupational and Environmental Medicine, Vol. 60, No. 5, 2018, pp. 424-429.
DOI:
10.33677/ggianas20220100069
Ключевые слова: трещины гидроразрыва, карбонатный коллектор, керн, рентгеновская томография, электронная микроскопия, пропантный гидроразрыв пласта
ЛИТЕРАТУРА
Воеводкин В.Л., Антонов Д.В. Вовлечение в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти каширо-верейского горизонта как один из факторов роста добычи нефти в Пермском крае. Тез. докл. межд. научно-практ. конф. Изд-во «Нефтяное хозяйство». Москва, 2021, с. 6-8.
Галкин С.В., Савицкий Я.В., Колычев И.Ю.,. Вотинов А.С. Перспективы применения пропантного гидроразрыва пласта на Каширо-Верейских эксплуатационных объектах Волго-Уральской нефтегазоностной провинции. SOCAR Proceedings, Special Issue No. 2, 2021, pp. 257-265.
Здольник С.Е., Некипелов Ю.В., Гапонов М.А. Внедрение новых технологий гидроразрыва пласта на карбонатных объектах месторождений ПАО АНК «Башнефть». Нефтяное хозяйство, No. 7, 2016, с. 92-95.
Ибатуллин Р.Р., Салимов В.Г., Насыбуллин С.В., Салимов О.В. Экспериментальное изучение трещиноватости горных пород. Нефтяное хозяйство, No. 6, 2009, с. 54-57.
Каневская В.Д. Зарубежный и отечественный опыт применения гидроразрыва пласта. ВНИИОЭНГ. Москва, 1998, 37 с.
Насыбуллин О.В., Салимов В.Г, Салимов О.В. Влияние множественных трещин в дальней зоне на успешность операций гидроразрыва пластов. Нефтепромысловое дело, No. 10, 2010, с. 24-27.
Салимов В.Г., Ибрагимов А.В., Насыбуллин О.В., Салимов О.В. Гидравлический разрыв карбонатных пластов. Изд-во «Нефтяное хозяйство». Москва, 2013, 472 с.
Топал А.Ю., Усманов Т.С., Зорин А.М., Хайдар А.М., Горин А.Н. Применение кислотно-проппантного гидроразрыва пласта на месторождениях ОАО «Удмуртнефть». Нефтяное хозяйство, No. 3, 2018, с. 34-37.
Усачев П.М. Гидравлический разрыв пласта. Недра. Москва, 1986, 165 с.
Яркеева Н.Р., Хазиев А.М. Применение гидроразрыва пласта для идентификации притока нефти в скважинах. Разработка нефтяных и газовых месторождений, Т. 16, No. 5, 2018, с. 30-36.
Aliyeva E., Mustafayev K. Petrographic and filtration-volume features of Miocene deposits of the western flank of the South Caspian basin. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 1, 2021, pp. 3-15.
Cherepanov S.S. Comprehensive study of fractures in carbonate deposits using the Warren-Root method using seismic facies analysis data (on the example of the Tournais-Famennian deposit of the Ozernoye field. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, No. 14, 2015, pp. 6-12.
Chi H., Li G., Huang Z., Tian S., Song X. Maximum drillable length of the radial horizontal microhole drilled with multiple high-pressure water jets. Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 26, 2015, pp. 1042-1049.
Economides M.J., Nolte K.G. Reservoir stimulation. J. Wiley and Sons. New York, USA, 2006, 856 p.
Efimov A.A., Galkin S.V., Savitckiy Ia.V., Galkin V.I. Estimation of heterogeneity of oil & gas field carbonate reservoirs by means of computer simulation of core x-ray tomography data. Ecology, Environment and Conservation, Special Issue, Vol. 21, 2015, pp. 79-85.
Fjær E., Holt R., Horsrud P., Raaen A. Petroleum related rock mechanics. 2nd ed. Amsterdam, 2008, 491 p.
Galkin S.V., Kochnev A.A., Zotikov V.I. Estimate of radial drilling technology efficiency for the bashkir operational oil-fields objects of Perm Krai. Journal of Mining Institute, Vol. 238, 2019, pp. 410-414.
Gurbanov V.S., Hasanov A.B., Abbasova G.G. The stochastic character of distribution of granulometric content and fractality of porous structure in oil reservoirs. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 2, 2019, pp. 54-60.
Gurbanov V.Sh., Hasanov A.B., Abbasova G.G. Depth distribution of petrophysical properties of mesozoic sediments of Khizi tectonİc zone. Geomodel 2021 – Proceedings of the 23th Conference on Oil and Gas Geological Exploration and Development, Vol. 2021, pp. 1-6, 2021a, DOI: https:// doi.org/10.3997/2214-4609.202157038.
Gurbanov V.Sh., Narimanov N.R., Nasibova G.J., Mukhtarova Kh.Z., Narimanov R.N., Huseynova Sh.M. Qualitative assessment of compressional stresses within the South Caspian Megadepression and their impact upon structure formation and hydrocarbon generation. ANAS Transactions, Earth Sciences, No. 2, 2021b, pp. 39-49.
Karev V.I., Klimov D.M., Kovalenko Y.F., Ustinov K.B. Fracture of sedimentary rocks under a complex triaxial stress state. Mechanics of Solids, Vol. 51, No. 5, 2016, pp. 522-526.
Karev V.I., Kovalenko Yu.F., Ustinov K.B. Modeling deformation and failure of anisotropic rocks nearby a horizontal well. J. Min. Sci., Vol. 53, No. 3, 2017, pp. 425-433.
Laubach S.E., Reed R.M., Olson J.E., Lander R.H., Bonnel L.M. Coevolution of crack-seal texture and fracture porosity in sedimentary rocks: cathodoluminescence observations of regional fractures. Journal of Structural Geology, Vol. 26, No.5, 2004, pp. 967-982.
Martyushev D.A., Yurikov A. Evaluation of opening of fractures in the Logovskoye carbonate reservoir, Perm Krai, Russia. Petroleum Research, Vol. 6, No. 2, 2021, pp. 137-143.
Martyushev D.A., Galkin S.V., Shelepov V.V. The Influence of the rock stress state on matrix and fracture permeability under conditions of various lithofacial zones of the Tournaisian–Fammenian oil fields in the Upper Kama Region. Moscow University Geology Bulletin, Vol. 74, No. 6, 2019, pp. 573-581.
Muther T., Nizamani A.A. and Ismail A.R. Analysis on the effect of different fracture geometries on the productivity of tight gas reservoirs. Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences, Vol. 16, No. 2, 2020, pp. 201-211.
Novikov V.A. Method for forecasting the efficiency of matrix acid treatment of carbonate. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, Vol. 21, No. 3, 2021, pp.137-143.
Novikov V.A., Martyushev D.A. Experience in acid treatments in carbonate deposits of Perm region fields. Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering, Vol. 20, No. 1, 2020, pp. 72-87.
Pakzad A., Iacoviello F., Ramsey A., Speller R., Griffiths J. et al. Improved X-ray computed tomography reconstruction of the largest fragment of the Antikythera Mechanism, an ancient Greek astronomical calculator. PLoS ONE, Vol. 13, No. 11, 2018.
Penny G.S., Canway M.L., Wellington L. Control and modeling of fluid leakoff during hydraulic fracturing. Journal of Petroleum Technology, Vol. 37, No. 6, 1985, pp. 1071-1081.
Raspopov A.V., Kondratiev S.A., Sharafeev R.R., Novokreschennykh D.V., Drozdov S.A. Experience of hydraulic fracturing in oil fields of the Perm region, the Komi Republic and the Nenets autonomous district. Oil Industry, Vol. 8, 2019, pp. 48-51.
Smith M.B., Shlyapobersky J.W. Basics of hydraulic fracturing. In: Economides M.J., & Nolte K.G. (Eds.). Reservoir stimulation. 3rd Edition. 2000, pp. 5-1 to 5-28.
Votinov A.S., Seredin V.V., Kolychev I.Yu., Galkin S.V. Possibilities of accounting the fracturing of Kashiro-Vereyskian carbonate objects in planning of proppant hydraulic fracturing. Journal of Mining Institute, Vol. 252, 2021, pp. 861-871.
Wright R., Muma R.D. High volume hydraulic fracturing and human health outcomes. A Scoping Review. Journal of Occupational and Environmental Medicine, Vol. 60, No. 5, 2018, pp. 424-429.