4.5 Аномально высокое давление
Считается, что состояние аномально высокого давления имеет место там, где давление жидкости на глубине выше чем "ожидаемое", нормальное гидростатическое давление (например. Рис. 35). Имеется множество механизмов, которые могут привести к созданию этой ситуации:
Неравновесное уплотнение горных пород — насыщающая поры вода неспособна выйти из низкопроницаемых (обычно глинистых) горных пород при их погружении при интенсивном осадконакоплении, которые происходит слишком быстро
Нефтематеринские горные породы, производящие углеводороды
Подъем на меньшие глубины запечатанных единиц горных пород, которые были захоронены (и которые приобретали на глубине высокое давление)
Нефтяные или газовые колонны
Высокое давление, созданное в другом месте, сообщающимся с данным участком
Для горных пород, которые испытывают уплотнение, аномально высокое давление останавливает уплотнение (деформация прекращает, или замедляется). В консолидированных горных породах аномально высокое давление может создавать трещины, или явиться причиной открытия существующих трещин, или, возможно, скольжения вдоль них. Таким образом, имеются существенные воздействия на механику горных пород всякий раз, когда аномально высокое давление имеет место. Аномально высокое давление - динамическое явление, которое может быть найдено почти в каждом осадочном бассейне.
Высокое поровое давление приводит к возникновению трудностей при бурении, и если с ними сталкиваются без надлежащих предосторожностей, может произойти открытый выброс.
4.6 Поведение чувствительного к напряжению резервуара
Существующее (на месте) состояние напряжения в резервуаре может очень сильно отличаться от состояния(ий) напряжения, которое существовало, когда резервуар был создан, и когда он приобрел набор трещин. Знание о состоянии напряжения на месте может быть получено несколькими способами. При бурении состояние напряжения приводит к тому, что часть стены буровой скважины становится нестабильной и, следовательно, может обрушиваться при буровых операциях. Образовавшаяся в результате овальная форма ствола буровой скважины может быть измерена с помощью четырех-шинного профилемера, и по направлению длинной оси может быть определено максимальное горизонтальное направление напряжения. Гидроразрыв и испытания пакера могут принести дополнительную информацию.
Имеется эмпирическое наблюдение, что состояние напряжения на месте воздействует на продуктивность резервуара. Трещины и, возможно, поры, являются объектами искажения из-за напряжении на месте. Трещины, которые параллельны плоскостям σ1 – σ2, наиболее всего могут быть открытыми (потому что их открытию сопротивляется самое маленькое напряжение, σ3). Этот направленный характер течения может быть использован, чтобы определить ориентацию напряжения. Точно так же возможно рассчитать план по управления разработкой залежи, который будет использовать это явление (рис. 40). Анизотропия сейсмических поперечных волн также может быть использована для обнаружения предпочтительного направления открытия трещин.
Рисунок 40
Пример трещинного резервуара, в котором направление «открытых» трещин, как доказано по тестовым закачкам, использовано для выявления ориентации σ1
Другой тип чувствительного к напряжению поведения касается горных пород, которые являются «неконсолидированными». Слабоконсолидированные песчаники иногда показывают очень высокую пористость. Когда из резервуара откачана нефть, поровое давление падает, и неконсолидированные горные породы начинают интенсивно уплотняться. В течение этого процесса, свободные зерна песка могут попадать в ствол скважины, откуда они будут вынесены на поверхность вместе с добываемой жидкостью. Резервуары, сложенные мелом, также могут показывать такое вызванное добычей нефти уплотнение. Уплотнение может выражаться на поверхности земли провалами, которые могут стать серьезной проблемой - для поверхностных средств обслуживания производства, включая платформы, и для любой другой деятельности человека.