Учет влияния геомеханических эффектов на процессы фильтрации флюидов в пласте

В гидродинамическом симуляторе геомеханические процессы аппроксимируются посредством изменения порового объема под действием сжимаемости — как постоянного параметра, либо зависящего от давления.

В процессе истощения месторождения, влияния работы нагнетательных скважин происходит изменение поля напряжений, что приводит к различным процессам в  горной породе: уплотнение, возникновение трещин, развитие естественной системы трещин, активации разломов, изменение проницаемости.

Движение породы имеет направление, оно может оказать влияние на проницаемость, проводимость разломов в дополнение к изменению пористости среды. Для таких случаев скалярной зависимости сжимаемости от давления может быть недостаточно.

Иногда является необходимым объединить гидродинамические и геомеханические расчеты.

В симуляторе тНавигатор есть опция геомеханики, которая позволяет решать данные задачи без использования стороннего ПО. Анализ результатов доступен внутри единого графического интерфейса. Геомеханическая модель считается полностью неявным методом совместно с гидродинамической моделью на каждом расчетном шаге.

В тНавигатор реализована совместная система уравнений, описывающая фильтрационные процессы в пласте и геомеханические эффекты, решается на единой сетке, при этом структура и поток заранее неизвестны (вытеснение, давление, молярные плотности). Идёт одновременное решение системы уравнений как функции времени (Уравнение фильтрации, Сохранение массы породы, уравнение Ламе, уравнение неразрывности).

Реализованы критерии прочности: Мора-Кулона, Бартона-Бандиса и Гриффитса, и критерий разрушения через расширение породы, которые позволяют моделировать не только глобальное разрушение пласта ПЗП, но и создание трещин, в том числе авто-ГРП при заводнении.

Таким образом, опция геомеханического моделирования позволяет решать следующие задачи:

• прогнозирование необратимых деформаций пласта;
• выбор оптимальных режимов эксплуатации с целью предотвращения разрушения призабойной зоны, повреждений обсадной колонны;
• прогнозирование ухудшения фильтрационно-емкостных свойств;
• моделирование трещин.