Калибровка одномерных геомеханических моделей с использованием геометрической аппроксимации вывалов

Abstract

Актуальность. Геомеханическое моделирование широко применяется в различных областях науки и техники. В нефтегазовой отрасли одномерные геомеханические модели используются для анализа устойчивости ствола скважины при бурении, для проектирования гидроразрыва пласта, для оценки вероятности пескопроявления при добыче углеводородов, а также в качестве исходных данных для трехмерных геомеханических моделей. Одномерные геомеханические модели очень требовательны к объему и качеству исходных данных, например, при калибровке модели для уточнения прочности на одноосное сжатие и для уточнения горизонтальных напряжений необходимы данные микросканеров, которые записываются не во всех скважинах и в ограниченном интервале. В то же время практически в каждой скважине имеются данные о кавернометрии и/или профилеметрии. Поэтому решение задачи калибровки одномерной геомеханической модели при использовании более доступных данных кавернометрии и профилеметрии, является актуальной проблемой, решение которой позволит построить откалиброванные геомеханические модели по большему числу скважин. Цель: разработка подхода калибровки одномерных геомеханических моделей по данным кавернометрии и профилеметрии скважин. Методы: методы геометрической аппроксимации, анализ лабораторных исследований, а также аналитические методы расчета напряженного-деформируемого состояния вблизи стенки скважины. Результаты. Представлены формулы и алгоритм для уточнения напряженного состояния горных пород и прочности горных пород на одноосное сжатие с использованием геометрической аппроксимации вывалов по данным кавернометрии и профилеметрии в скважинах

Calibration of one-dimensional mechanical earth models using geometric approximation of borehole breakouts. The relevance. Mechanical earth modeling is widely used in various fields of science and technology. In the oil and gas industry, onedimensional mechanical earth models are used to analyze wellbore stability, to design hydraulic fracturing, to assess the probability of sand production with oil and gas flow, and as input data for three-dimensional mechanical earth models. One-dimensional mechanical earth models are very demanding on the volume and quality of the initial data, for example, when calibrating the model to define the uniaxial compression strength and horizontal stresses, borehole imager data are required, which are usually not recorded in all wells and in whole interval. At the same time, almost every well has caliper data. Therefore, solving the problem of calibration of a one-dimensional mechanical earth model using more accessible caliper data is an urgent problem, the solution of which will allow building calibrated geomechanical models for a larger number of wells. The main aim: to develop an approach for calibration of one-dimensional mechanical earth models based on well caliper data. Methods: geometric approximation, analysis of laboratory studies, as well as analytical methods for calculating the stress-strain state near the well wall. Results. The paper introduces the equations and the algorithm to define the stresses and uniaxial compression strength of rocks using geometric approximation of borehole breakouts according to caliper data in wells