Исследование влияния неоднородности деформации на проницаемость керна при циклическом нагружении

Сведения об авторах
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Пекинский университет гражданского строительства и архитектуры, Пекин, Китайская Народная Республика

Аннотация

Изучение чувствительности фильтрационно-емкостных свойств к давлению является актуальной задачей при планировании и эксплуатации природных резервуаров, в которых неизбежно происходит циклическое изменение порового давления. Среди существующих лабораторных методов исследования чувствительности горных пород к давлению имеется ряд недостатков, приводящих к снижению точности прогнозирования проницаемости, особенно при создании всестороннего давления обжима. В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния циклических нагрузок на фильтрационные параметры 3D-аналогов горных пород, изготовленных по SLA-методу печати с заданными параметрами проводимости. Выявлен механизм влияния составной конструкции модели на деформацию канала фильтрации. Возникающий эффект проскальзывания частей 3D-аналогов горных пород приводит к большей степени сужения канала фильтрации в центральной части образца при циклическом приложении нагрузки. Выявлено, что канал, находящийся в центральной части, сжимается в среднем на 60 % больше, чем находящиеся сбоку. Обнаружена зависимость степени деформирования образца от количества циклов нагружения. Выявлено, что при одном цикле нагружения канал, находящийся в центральной части образца, сужается в среднем на 30 % меньше, чем в боковой. При разгрузке каналы в центральной части меньше раскрываются, так как запасенной внутренней упругой энергии недостаточно для преодоления трения и сдвига половинок. Результаты исследования показывают, что составной тип конструкции 3D-аналогов горных пород приводит к превышению деформаций, параллельных площадке соприкосновения над перпендикулярными. Такой тип конструкции имитирует наличие релаксационных трещин, присущих образцам горных пород, извлеченных с больших глубин и подверженных значительным напряжениям в естественных условиях залегания.

Ключевые слова

деформациикернаддитивные технологиициклическое нагружениепроницаемостьпроводимостьфильтрациядавлениеSLA-печать.

Литература

  1. 1.Effect of fines migration on oil recovery from carbonate rocks / A. Almutairi [et al.] // Advances in Geo-Energy Research. – 2023. – Vol. 8, № 1. – P. 61–70. Scholar
  2. 2.Coal fines migration: A holistic review of influencing factors / F.U.R. Awan [et al.] // Adv Colloid Interface Sci. – 2022. – Vol. 301. – P. 102595. Scholar
  3. 3.Slow migration of mobilised fines during flow in reservoir rocks: Laboratory study / M.A. Oliveira [et al.] // J Pet Sci Eng. – 2014. – Vol. 122. – P. 534–541. Scholar
  4. 4.Effect of fines migration on oil–water relative permeability during two-phase flow in porous media / A. Zeinijahromi [et al.] // Fuel. – 2016. – Vol. 176. – P. 222–236. Scholar
  5. 5.Apparent Permeability Evolution Due to Colloid Migration Under Cyclic Confining Pressure: On the Example of Porous Limestone / E.V. Kozhevnikov [et al.] // Transp Porous Media. – 2023. Scholar
  6. 6.Cyclic confining pressure and rock permeability: Mechanical compaction of fines migration / E.V. Kozhevnikov [et al.] // Heliyon. – 2023. – Vol. 9, № 11. – P. e21600. Scholar
  7. 7.Gas Permeability and Porosity Evolution of a Porous Sandstone Under Repeated Loading and Unloading Conditions / H.L. Wang [et al.] // Rock Mech Rock Eng. – 2017. – Vol. 50, № 8. – P. 2071–2083. Scholar
  8. 8.Nair, V.V. A triple continuum transport model for colloid migration in fractured formations / V.V. Nair, S.G. Thampi // KSCE Journal of Civil Engineering. – 2012. – Vol. 16, № 3. – P. 293–297. Scholar
  9. 9.Rock permeability evolution during cyclic loading and colloid migration after saturation and drying / E. Kozhevnikov [et al.] // Advances in Geo-Energy Research. – 2024. – Vol. 11, № 3. – P. 208–219. Scholar
  10. 10.The mechanism of porous reservoir permeability deterioration due to pore pressure decrease / E. Kozhevnikov [et al.] // Advances in Geo-Energy Research. – 2024. – Vol. 13, № 2. – P. 96–105. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 25, № 3, 2025)

Показаны 12 из 17

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
24.10.2025
В выпуске
24.10.2025
Выпуск
Том 25, № 3 (2025)
Поделиться