Нетрадиционные источники УВ: генезис, закономерности, методы прогноза, поисков и освоения > Сланцевая революция: мифы и реальность
Геологический аспект "сланцевой революции"
Шестопалов Анатолий Васильевич:
Почему в соседних скважинах, пробуренных в одинаковых геолого-технических условиях, получают совершенно разные результаты?
Потому что мы работаем в области неустойчивого равновесия
При достижении забоя скважины "больших глубин" при обычной технологии мы не можем трещинам запретить образовываться
Вокруг скважины образуются 3-х мерные трещины "дальнего порядка", по пласту образуются 2-х мерные трещины "ближнего порядка"
Эти трещины саморазрушения есть реакция массива на запредельное горное давление. После их образования устанавливается механическое равновесие между силами горного давления и подпором на ненарушенный массив со стороны разупрочненной (растресканой) краевой части массива, прилегающего к стенкам скважины.
Похоже на то, что генерирующими УВ трещинами являются трещины ближнего порядка, т.е. трещины прорастающие по пластам и пропласткам. Эти трещины могут генерировать газ или нефть только начиная с некоторой фундаментальной их длины (расстоянии от скважины). Последнее обусловлено плотностью механической энергии втекающей в острие трещины, т.е. некоторыми критическими напряжениями. Если скважину оставить открытой на некоторое продолжительное время, то разупрочненная стенка скважины, перемещаясь во внутрь скважины,уменьшит подпор на ненарушенный массив. Нарушенное равновесие вызывает дальнейший рост трещин и, следовательно, генерацию новых порций УВ.
А дальше возможны варианты (почему разные результаты):
Вариант А. Две скважины добурили до разных соседних пропластков разной мощности. В первой скважине трещины проросли до фундаментальной длины и сгенерировали метан или нефть, которые мы наблюдаем истекающими из скважины. А во второй скважине, из-за того что пропласток меньшей мощности (тоньше), трещины не достигли необходимой длины.
Вариант Б. Разное время после окончания бурения скважин, добуренных до одного и того же пропластка, но имеющего в зоне первой скважины немного другие реологические свойства. Остановившиеся трещины через некоторое время снова возобновляют рост и достигают фундаментальной длины и генерируют УВ.
Вариант В. Разные диаметры скважин из-за перебуривания, разбуривания, выброса в скважину с последующей промывкой и удалением продуктов выброса (излишней буровой мелочи). Увеличение диаметра скважины приводит к нарушению установившегося механического равновесия и новому прорастанию (удлинению проросших) трещин.
Американцы локально увеличивают диаметр скважины путем вымывания полости, что, по их мнению, неизбежно приводит к продолжению роста трещин. Но здесь тоже возможны варианты.
Если первоначально сформировавшаяся зона трещин была значительных размеров, то вымывание полости может не привести к продолжению роста трещин и генерации новых порций УВ. Такой разброс в результатах был хорошо виден когда они пытались для добычи угольного метана реанимировать геологоразведочные и прочие ранее пробуренные для других целей скважины.
При специальной технологии бурения можно избежать или уменьшить различные результаты в соседних скважинах, пробуренных в одинаковых геолого-технических условиях. Для этого нужно при первичном бурении сделать что либо для того чтобы трещины вокруг скважины не проросли самопроизвольно. А потом создать условия для их роста и генерации УВ. Например осуществлять бурение под давлением на забой и стенки скважины буровым раствором. А чтобы не было потери УВ бурение можно осуществлять под герметичным колпаком, заранее оборудованным дверями-шлюзами для перемещения оборудования.
В 1988-89гг. мною была разработана технология "Вулкан" для промысловой добычи метана и ВУС (водо-угольной суспензии) из неразгруженных от горного давления угольных пластов на больших глубинах http://www.shestopalov.org/m_w/153_sh/153klon.htm
Карпов Валерий Александрович:
--- Цитата: Шестопалов Анатолий Васильевич от Августа 12, 2017, 02:25:02 am ---Почему в соседних скважинах, пробуренных в одинаковых геолого-технических условиях, получают совершенно разные результаты?
Потому что мы работаем в области неустойчивого равновесия
Имеется в виду соотношение забойного и пластового давления?
При достижении забоя скважины "больших глубин" при обычной технологии мы не можем трещинам запретить образовываться
Они образовываются во всех частях разреза?
Вокруг скважины образуются 3-х мерные трещины "дальнего порядка", по пласту образуются 2-х мерные трещины "ближнего порядка"
Как это "Вокруг скважины образуются 3-х мерные трещины "дальнего порядка"" вне пласта, в котором "...образуются 2-х мерные трещины "ближнего порядка""?
Эти трещины саморазрушения есть реакция массива на запредельное горное давление.
С чего это "...запредельное горное давление...", если забойное давление не должно превышать 10% от пластового?
После их образования устанавливается механическое равновесие между силами горного давления и подпором на ненарушенный массив со стороны разупрочненной (растресканой) краевой части массива, прилегающего к стенкам скважины.
Как это замерено?
Похоже на то, что генерирующими УВ трещинами являются трещины ближнего порядка, т.е. трещины прорастающие по пластам и пропласткам.
Чем принципиально они отличаются от тещин "дального порядка"?
Эти трещины могут генерировать газ или нефть только начиная с некоторой (какой?) фундаментальной их длины (расстоянии от скважины). Последнее обусловлено плотностью механической энергии (что является носителем этой энергии?) втекающей в острие трещины, т.е. некоторыми критическими напряжениями. Если скважину оставить открытой (во время бурения скважина всегда открыта) на некоторое продолжительное время, то разупрочненная стенка скважины, перемещаясь во внутрь скважины,уменьшит подпор на ненарушенный массив. Нарушенное равновесие вызывает дальнейший рост трещин и, следовательно, генерацию новых порций УВ.
А дальше возможны варианты (почему разные результаты):
Вариант А. Две скважины добурили до разных соседних пропластков разной мощности.
Речь идет о случаях, когда вскрываются одни и те же пласты (бажен) с одинаковой мощностью, а имеем разные результаты.
В первой скважине трещины проросли до фундаментальной длины и сгенерировали метан или нефть, которые мы наблюдаем истекающими из скважины. А во второй скважине, из-за того что пропласток меньшей мощности (тоньше), трещины не достигли необходимой длины.
Вариант Б. Разное время после окончания бурения скважин, добуренных до одного и того же пропластка, но имеющего в зоне первой скважины немного другие реологические свойства. Остановившиеся трещины через некоторое время снова возобновляют рост и достигают фундаментальной длины и генерируют УВ.
Есть и такие случаи: разное время после окончания бурения скважин, а результаты одинаковые (близкие).
Вариант В. Разные диаметры скважин из-за перебуривания, разбуривания, выброса в скважину с последующей промывкой и удалением продуктов выброса (излишней буровой мелочи). Увеличение диаметра скважины приводит к нарушению установившегося механического равновесия и новому прорастанию (удлинению проросших) трещин.
Когда подчеркивается "одинаковость" геолого-технических условий, то имеется в виду "одинаковость" диаметров.
Американцы локально увеличивают диаметр скважины путем вымывания полости, что, по их мнению, неизбежно приводит к продолжению роста трещин. Но здесь тоже возможны варианты.
Если первоначально сформировавшаяся зона трещин была значительных размеров, то вымывание полости может не привести к продолжению роста трещин и генерации новых порций УВ. Такой разброс в результатах был хорошо виден когда они пытались для добычи угольного метана реанимировать геологоразведочные и прочие ранее пробуренные для других целей скважины.
При специальной технологии бурения можно избежать или уменьшить различные результаты в соседних скважинах, пробуренных в одинаковых геолого-технических условиях. Для этого нужно при первичном бурении сделать что либо для того чтобы трещины вокруг скважины не проросли самопроизвольно. А потом создать условия для их роста и генерации УВ. Например осуществлять бурение под давлением на забой и стенки скважины буровым раствором.
Правилами предусмотрено не более 7-10% от пластового. Как это преодолевается?
А чтобы не было потери УВ бурение можно осуществлять под герметичным колпаком, заранее оборудованным дверями-шлюзами для перемещения оборудования.
Это где-то апробировано?
В 1988-89гг. мною была разработана технология "Вулкан" для промысловой добычи метана и ВУС (водо-угольной суспензии) из неразгруженных от горного давления угольных пластов на больших глубинах http://www.shestopalov.org/m_w/153_sh/153klon.htm
А в нефтянке как?
--- Конец цитаты ---
Шестопалов Анатолий Васильевич:
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---А в нефтянке как?
--- Конец цитаты ---
Я писал все применительно к нефтянке.
Кроме
--- Цитата: Шестопалов Анатолий Васильевич ---Например осуществлять бурение под давлением на забой и стенки скважины буровым раствором. А чтобы не было потери УВ бурение можно осуществлять под герметичным колпаком, заранее оборудованным дверями-шлюзами для перемещения оборудования.
В 1988-89гг. мною была разработана технология "Вулкан" для промысловой добычи метана и ВУС (водо-угольной суспензии) из неразгруженных от горного давления угольных пластов на больших глубинах http://www.shestopalov.org/m_w/153_sh/153klon.htm
--- Конец цитаты ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Имеется в виду соотношение забойного и пластового давления?
--- Конец цитаты ---
Нет! В геомеханике есть только горное давление и реакция (сопротивление) массива горных пород горному давлению.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Они образовываются во всех частях разреза?
--- Конец цитаты ---
Нет! Они (разрывы сплошности поверхности обнажения) образуются в местах максимальных абсолютных смещений (см. геомеханику)
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Как это "Вокруг скважины образуются 3-х мерные трещины "дальнего порядка"" вне пласта, в котором "...образуются 2-х мерные трещины "ближнего порядка""?
--- Конец цитаты ---
Скорость роста трещины в геоматериале соизмерима со скоростью звука. Поэтому, для трещин дальнего порядка пластов не существует - для них массив горных пород гомогенная среда. Трещины ближнего порядка распространяются только в пластах, при этом исключительно по нормали от кровли к почве. Например, как в оконном стекле. Трещины в оконном стекле всегда двумерные. Там нет трещин параллельно поверхности листа из стекла. А в пакете из листов оконного стекла трещины могут быть какие угодно в зависимости от поля напряжений (трещины в пакете трехмерные).
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---С чего это "...запредельное горное давление...", если забойное давление не должно превышать 10% от пластового?
--- Конец цитаты ---
Горное давление не знает ваших правил :) Это "гамма" (объемный вес) умноженное на "Н" (расстояние в метрах от дневной поверхности до забоя скважины). На малых глубинах оно не превышает предел прочности горной породы и стенки скважины не разрушаются. Начиная с некоторой глубины бурения, горное давление начинает превышать предел прочности и становится "запредельным".
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Как это замерено?
--- Конец цитаты ---
Никак не замерено! Так же как и в оконном стекле ... Если трещина остановилась и больше не растет, значит наступило механическое равновесие.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Чем принципиально они отличаются от тещин "дального порядка"?
--- Конец цитаты ---
Ничем не отличаются кроме размерности. Названия "ближнего" и "дальнего" порядка можно заменить на "двумерные" и "трехмерные" трещины.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Речь идет о случаях, когда вскрываются одни и те же пласты (бажен) с одинаковой мощностью, а имеем разные результаты.
--- Конец цитаты ---
Это по вашему мнению "пласты (бажен) с одинаковой мощностью". Любой пласт при тщательном рассмотрении это слоеный пирог, который при желании можно разделить на пачки и пропластки. Трещины саморазрушения в каждой пачке могут прорастать на различную глубину (иметь различную длину) в зависимости от мощности пачки и ее прочностных свойств. При этом, если по одной пачке проросла трещина, то она разгружает от горного давления соседние пачки и в них рост трещин становится не возможным.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Есть и такие случаи: разное время после окончания бурения скважин, а результаты одинаковые (близкие).
--- Конец цитаты ---
Фактор времени можно не обсуждать, так как для разных результатов с лихвой достаточно различий в прочностных свойствах вмещающих забой скважины микро участков горноного массива.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Когда подчеркивается "одинаковость" геолого-технических условий, то имеется в виду "одинаковость" диаметров.
--- Конец цитаты ---
Одинаковых диаметров у двух скважин на больших глубинах, там где происходит саморазрушение стенок скважины, не бывает (не может быть)!
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Правилами предусмотрено не более 7-10% от пластового. Как это преодолевается?
--- Конец цитаты ---
Трещины наведенные обнаженной поверхностью (стенкой скважины) правил не придерживаются.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Это где-то апробировано?
--- Конец цитаты ---
Нигде не опробировано.
PS: Чтобы понять технологию добычи УВ из сланцев, нужно забыть про забойное и пластовое давление. Их нет (не существуют) потому что в сланцах нет флюида так же как и нет природной проницаемости. Пласт становится продуктивным только после вскрытия его скважиной. Проницаемость и флюид появляются одновременно в некоторой области вокруг скважины. Чем больше глубина от поверхности и чем больше поверхность обнажения массива, тем больше образуется коллектор УВ. Каждая скважина это реактор по производству нефти или газа (в зависимости от глубины бурения). Реакторы между собой не сообщаются (проницаемость массива для газа равна нулю).
Карпов Валерий Александрович:
В очередном номере журнала (№4) будут опубликованы:
1. ВРЕМЕННОЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПОДСЧЕТУ ЗАПАСОВ НЕФТИ В ТРЕЩИННЫХ И ТРЕЩИННО - ПОРОВЫХ КОЛЛЕКТОРАХ В ОТЛОЖЕНИЯХ БАЖЕНОВСКОЙ ТОЛЩИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ
"Временное методическое руководство разработано в целях реализации «Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов», утвержденной приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 01.11.2013 г. № 477 (далее – Классификация), при выполнении подсчета запасов нефти, содержащейся в трещинных и трещинно-поровых коллекторах в отложениях баженовской толщи Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.
...Временное методическое руководство является дополнением к действующим методическим рекомендациям по применению Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов, утвержденной приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 01.11.2013 № 477, и описывает только особенности подсчета запасов подвижной нефти в отложениях баженовской толщи.
Использование ... Временного методического руководства организациями (независимо от ведомственной принадлежности и формы собственности), а также органами исполнительной власти при подсчете, учете запасов, оценке ресурсов подвижной нефти в трещинных и трещинно-поровых коллекторах сланцевого типа обеспечит единообразие в определении и выделении категорий запасов, применении единых подходов к методам подсчета запасов."
2. Временные методические рекомендации по подсчету запасов нефти в доманиковых продуктивных отложениях
«Временные методические рекомендации по подсчету запасов нефти в доманиковых продуктивных отложениях» были рассмотрен на заседания «Методического Совета по геологоразведочным работам на нефть и газ при Федеральном агентстве по недропользованию» (Протокол от 28 февраля 2017 г.) и рекомендованы для оперативного подсчета запасов нефти в доманиковых продуктивных отложениях."
http://naen.ru/journal_nedropolzovanie_xxi/arkhiv-zhurnala/
Карпов Валерий Александрович:
--- Цитата: Шестопалов Анатолий Васильевич от Августа 13, 2017, 12:19:35 am ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---А в нефтянке как?
--- Конец цитаты ---
Я писал все применительно к нефтянке.
Кроме
--- Цитата: Шестопалов Анатолий Васильевич ---Например осуществлять бурение под давлением на забой и стенки скважины буровым раствором. А чтобы не было потери УВ бурение можно осуществлять под герметичным колпаком, заранее оборудованным дверями-шлюзами для перемещения оборудования.
В 1988-89гг. мною была разработана технология "Вулкан" для промысловой добычи метана и ВУС (водо-угольной суспензии) из неразгруженных от горного давления угольных пластов на больших глубинах http://www.shestopalov.org/m_w/153_sh/153klon.htm
--- Конец цитаты ---
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Имеется в виду соотношение забойного и пластового давления?
--- Конец цитаты ---
Нет! В геомеханике есть только горное давление и реакция (сопротивление) массива горных пород горному давлению.
Есть доказательства, процессы (в т.ч.-геомеханические), происходящие в околоскважинном пространстве, не зависят от забойного и пластового давления?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Они образовываются во всех частях разреза?
--- Конец цитаты ---
Нет! Они (разрывы сплошности поверхности обнажения) образуются в местах максимальных абсолютных смещений (см. геомеханику)
Уточняю: они образовываются во всех частях разреза, вскрываемого скважиной?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Как это "Вокруг скважины образуются 3-х мерные трещины "дальнего порядка"" вне пласта, в котором "...образуются 2-х мерные трещины "ближнего порядка""?
--- Конец цитаты ---
Скорость роста трещины в геоматериале соизмерима со скоростью звука. Поэтому, для трещин дальнего порядка пластов не существует - для них массив горных пород гомогенная среда. Трещины ближнего порядка распространяются только в пластах, при этом исключительно по нормали от кровли к почве. Например, как в оконном стекле. Трещины в оконном стекле всегда двумерные. Там нет трещин параллельно поверхности листа из стекла. А в пакете из листов оконного стекла трещины могут быть какие угодно в зависимости от поля напряжений (трещины в пакете трехмерные).
Лично наблюдал в баженовском керне ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ТРЕЩИНЫ в слое. Как это объясняется?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---С чего это "...запредельное горное давление...", если забойное давление не должно превышать 10% от пластового?
--- Конец цитаты ---
Горное давление не знает ваших правил :) Это "гамма" (объемный вес) умноженное на "Н" (расстояние в метрах от дневной поверхности до забоя скважины). На малых глубинах оно не превышает предел прочности горной породы и стенки скважины не разрушаются. Начиная с некоторой глубины бурения, горное давление начинает превышать предел прочности и становится "запредельным".
Сколько угодно случаев стабильного состояния стенок скважин на больших глубинах, подтвержденного инструментально (каверномером). Это как?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Как это замерено?
--- Конец цитаты ---
Никак не замерено! Так же как и в оконном стекле ... Если трещина остановилась и больше не растет, значит наступило механическое равновесие.
Стекло видно (пощупать можно), а в скважине (и около)?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Чем принципиально они отличаются от тещин "дального порядка"?
--- Конец цитаты ---
Ничем не отличаются кроме размерности. Названия "ближнего" и "дальнего" порядка можно заменить на "двумерные" и "трехмерные" трещины.
Опять же в керне наблюдал интерференцию вертикальных и горизонтальных трещин. Куда их отнести?
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Речь идет о случаях, когда вскрываются одни и те же пласты (бажен) с одинаковой мощностью, а имеем разные результаты.
--- Конец цитаты ---
Это по вашему мнению "пласты (бажен) с одинаковой мощностью". Любой пласт при тщательном рассмотрении это слоеный пирог, который при желании можно разделить на пачки и пропластки. Трещины саморазрушения в каждой пачке могут прорастать на различную глубину (иметь различную длину) в зависимости от мощности пачки и ее прочностных свойств. При этом, если по одной пачке проросла трещина, то она разгружает от горного давления соседние пачки и в них рост трещин становится не возможным.
Это не по нашему мнению, а по результатам ГИС. С точностью до 0,4м.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Есть и такие случаи: разное время после окончания бурения скважин, а результаты одинаковые (близкие).
--- Конец цитаты ---
Фактор времени можно не обсуждать, так как для разных результатов с лихвой достаточно различий в прочностных свойствах вмещающих забой скважины микро участков горноного массива.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Когда подчеркивается "одинаковость" геолого-технических условий, то имеется в виду "одинаковость" диаметров.
--- Конец цитаты ---
Одинаковых диаметров у двух скважин на больших глубинах, там где происходит саморазрушение стенок скважины, не бывает (не может быть)!
Бывает. И в этом можно убедиться, посмотрев замеры каверномера.
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Правилами предусмотрено не более 7-10% от пластового. Как это преодолевается?
--- Конец цитаты ---
Трещины наведенные обнаженной поверхностью (стенкой скважины) правил не придерживаются.
Правила регламентируют условия вскрытия пласта, что в первую очередь определяет характер и интенсивность техногенных процессов в породах, вскрываемых скважиной..
--- Цитата: Карпов Валерий Александрович от Августа 12, 2017, 10:23:44 pm ---Это где-то апробировано?
--- Конец цитаты ---
Нигде не опробировано.
PS: Чтобы понять технологию добычи УВ из сланцев, нужно забыть про забойное и пластовое давление. Их нет (не существуют) потому что в сланцах нет флюида так же как и нет природной проницаемости. Пласт становится продуктивным только после вскрытия его скважиной. Проницаемость и флюид появляются одновременно в некоторой области вокруг скважины. Чем больше глубина от поверхности и чем больше поверхность обнажения массива, тем больше образуется коллектор УВ. Каждая скважина это реактор по производству нефти или газа (в зависимости от глубины бурения). Реакторы между собой не сообщаются (проницаемость массива для газа равна нулю).
Забыть про забойное и пластовое давление не получится. Это конкретные параметры, влияющие на техногенные изменения в пласте, особенно - в сланцевом.
--- Конец цитаты ---
Навигация
Перейти к полной версии