Чисельне моделювання геомеханічних і фільтраційних процесів, що відбуваються в породному масиві при відпрацюванні газових родовищ

Abstract

Розроблено математичну модель процесів, що протікають при розробці газового родовища. Враховано вплив напруженого стану на проникність породного масиву та вплив зміни тиску газу в колекторі на напружений стан масиву. Для тестової моделі газового родовища отримано розподіли значень напружень, переміщень, тиску газу в колекторі на різних часових ітераціях. Наведено графіки зміщень земної поверхні та зміни різних геомеханічних параметрів. Показано, що значне зниження тиску газу при тривалій експлуатації родовища зумовлює деформування вищерозміщеної товщі гірських порід. Підвищена різнокомпонентність поля напружень спричиняє зростання проникності порід поблизу пласта колектора при виснаженні запасів вуглеводнів.

Разработана математическая модель процессов, происходящих при разработке газового месторождения. Учтено влияние напряженного состояния на проницаемость породного массива и влияние изменения давления газа в коллекторе на напряженное состояние массива. Для тестовой модели газового месторождения получены распределения значений напряжений, перемещений, давления газа в коллекторе на различных временных итерациях. Построены графики смещения земной поверхности и изменения различных геомеханических параметров. Показано, что значительное снижение давления газа при длительной эксплуатации месторождения обуславливает деформирование вышележащей толщи горных пород. Повышенная разнокомпонентность поля напряжений приводит к росту проницаемости пород вблизи пласта коллектора при истощении запасов углеводородов.

A mathematical model of the processes occurring during the gas field development is created. In it, the effect of a stressed state on the rock permeability and the effect of a gas pressure in the reservoir on the stress state of the massif are taken into account. Distributions of values of gas stresses, displacements, and the pressure in the reservoir at various time iterations are specified for a testing model of the gas field. Curves of Earth’s surface displacement and changes of various geomechanical parameters are built. It is shown that a significant reduction of the gas pressure during the longterm field development causes deformations of the overlying rock massif. High variability of the stress field leads to an increased rock permeability near the reservoir bed, when hydrocarbon reserves are depleted.