Modelagem geomecânica e avaliação da integridade de reservatórios carbonáticos de campos gás-esgotados

CHEN YUYE ,  

TANG YUANSHUANG ,  

ZHOU HONG ,  

WANG HAN ,  

ZHENG XIN ,  

WANG YUHENG ,  

LU KAICHEN ,  

TANG HUIYING ,  

摘要

Os campos de armazenamento de gás são fundamentais para garantir a segurança energética nacional e o equilíbrio da oferta e demanda. Durante a operação, é comum a ativação de falhas e a ruptura local da camada de cobertura, o que representa risco de vazamento de gás, tornando necessária a análise da integridade mecânica. Para esclarecer as leis internas das variações de tensão no campo X, elevar o limite superior de pressão de operação e melhorar a eficiência geral de armazenamento, foram integrados dados geológicos, sísmicos, de registro, de produção e experimentais para estabelecer modelos geomecânicos unidimensionais e tridimensionais do campo X. Também foi desenvolvido um modelo geomecânico dinâmico 4D que integra o histórico de produção e as condições cíclicas de injeção e produção. Foram analisadas as variações de tensão na camada de cobertura, reservatório, base do reservatório e falhas durante o processo de injeção e produção, e otimizados os planos de injeção e produção considerando a capacidade e integridade mecânica. Os resultados indicam: ① O módulo de Young da camada de cobertura do grupo Longtan do campo X é baixo, com coeficiente de Poisson alto e resistência fraca; quanto maior a proporção de argila, menor o módulo e a tensão horizontal; ② A tensão original da camada de cobertura está em estado de falha de deslizamento, enquanto a do reservatório está em estado de falha inversa; ③ As variações de tensão na camada de cobertura e base do reservatório durante a injeção e produção são pequenas e apresentam baixo risco de danos; ④ A variação da pressão dos poros no reservatório é significativa e maior que a variação das tensões; ⑤ O risco de dano da matriz do reservatório é baixo, mas nas principais áreas de injeção após a injeção o risco de dano aumenta; há risco de deslizamento da falha quando a pressão no fundo do poço excede a pressão original do reservatório em cerca de 3 MPa; ⑥ Sob a premissa de garantir a integridade mecânica do campo X, o volume acumulado de gás injetado após a otimização do plano aumentou cerca de 34%. Este estudo fornece suporte teórico e metodológico para a análise da tensão geológica e avaliação da integridade mecânica do campo X.

关键词

reservatórios carbonáticos de armazenamento; modelagem geomecânica; integridade mecânica; tensão geológica 4D; deslizamento de falha; otimização de injeção e produção

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