Анализ распространения трещин гидравлического разрыва пласта (ГРП) после проведения повторного многостадийного ГРП на горизонтальных скважинах на примере нефтяного месторождения Нюрольской впадины
Объектом исследования является пласт Ю11 верхневасюганской подсвиты месторождения N, в который пробурены вертикальные и горизонтальные скважины, в которых был произведен гидравлический разрыв пласта. Целью работы является определение направления распространения трещин повторного гидравлического разрыва пласта (ГРП) в зависимости от времени работы скважины и дальнейший дизайн оптимальной операции. В процессе работы произведен анализ существующей литературы по исследуемой теме, выявлены не разрешенные вопросы на настоящий момент. Методика расчета изменения поля напряжений в результате отбора флюда была предложена и обоснована. Произведено моделирование поля напряжений для различных типов скважин, а также гидродинамическое моделирование.
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 13
1 Литературный обзор и постановка проблемы …………………………………………….. 15
2 Характеристика исследуемого объекта ……………………………………………………… 32
2.1 Общая характеристика………………………………………………………………………… 32
2.2 Геолого-геофизическая характеристика ………………………………………………. 33
2.3 Литологическая и стратиграфическая характеристика …………………………. 35
2.4 Тектоническая характеристика ……………………………………………………………. 42
2.4.1 Строение фундамента Западно-Сибирской плиты. ………………………… 43
2.4.2 Строение осадочного чехла. …………………………………………………………. 44
2.5. Нефтегазоносность…………………………………………………………………………….. 46
2.6 Физико-химические свойства нефти ……………………………………………………. 53
3 Анализ распределения главных напряжений и направления распространения
трещин повторного ГРП ………………………………………………………………………………. 54
3.1 Входные данные …………………………………………………………………………………. 54
3.2 Анализ поля напряжений вблизи вертикальной скважины …………………… 56
3.2.1 Изменение поля напряжений в результате распространения трещины
ГРП……………………………………………………………………………………………………………… 56
3.2.2 Изменения поля напряжений в результате отбора флюида ……………. 58
3.2.3 Сопоставление фактических данных и результатов моделирования . 60
3.3 Анализ поля напряжений вблизи горизонтальной скважины ……………….. 65
3.3.1 Изменение поля напряжений в результате проведения первичного
МГРП ………………………………………………………………………………………………………….. 66
3.4 Оценка неопределенностей геомеханических и геологических
параметров ………………………………………………………………………………………………….. 74
3.5 Технико-технологический аспект проведения повторного
многостадийного ГРП в горизонтальных скважинах …………………………………….. 77
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 81
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 84
5.1 Общая характеристика рассматриваемых работ…………………………………… 84
5.2 Система пожарной безопасности при проведении операции ………………… 84
5.2.1 Мероприятия по обеспечению безопасности добровольной пожарной
дружины ……………………………………………………………………………………………………… 85
5.3 Санитарные зоны и санитарно-бытовые помещения ……………………………. 88
5.3.1 Водоснабжение и канализация ……………………………………………………… 88
5.3.2 Отопление и вентиляция ………………………………………………………………. 89
5.3.3 Электроснабжение и электроосвещение ……………………………………….. 89
5.3.4 Заземление и молниезащита …………………………………………………………. 90
5.3.5 Связь ……………………………………………………………………………………………. 91
5.4 Аварийные утечки и разливы горючих жидкостей ………………………………. 91
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 93
Список использованных источников ……………………………………………………………. 94
Приложение A …………………………………………………………………………………………….. 97
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 117
В настоящее время в результате научного прогресса увеличивается
бурение горизонтальных скважин с целью увеличения дебита флюида, а также
извлечения запасов нефти и газа. С данным процессом неразрывно связано
проведение многостадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП), которое
позволяет кратно увеличить продуктивность скважин. Однако, одним из
наиболее значимых недостатков технологии является снижение дебита в
результате около скважинных процессов, соответственно, для поддержания
добычи углеводородов необходимо производить повторные МГРП, которые в
80% случаев являются не успешными.
Следовательно, необходимо решить проблему не успешности повторных
операций, связанную со «слепым» проведением. Для этого необходимо
рассмотреть, как геомеханические аспекты, включающие изменение поля
напряжений вблизи скважины, так и технико-технологические аспекты,
связанные с выбором заканчивания скважин.
Объектом исследования выбран пласт Ю11 месторождения N, на котором
были проведены повторные операции ГРП и МГРП, оказавшиеся не
эффективными в результате не учета изменения поля напряжений.
Таким образом, с целью решения вопроса требуется проанализировать
литературные источники, касающиеся данной темы, определить методику
решения, оценить изменение поля напряжений в результате механического
воздействия и в результате отбора флюида, а также установить время проведения
оптимальной операции. Кроме того, новизной работы является моделирование
течения жидкости в коллекторе посредством течения тепла в сплошной среде.
Основными защищаемыми положениями работы являются:
x направление трещины повторного ГРП полностью контролируется
полем напряжений вблизи скважины, которое изменяется в результате
проведения первичной операции и отбора флюида из пласта;
x изменение поля напряжений в результате отбора флюида возможно
оценить посредством течения тепла в сплошной среде.
В результате проведённая работа и предлагаемая методика позволит
компании, разрабатывающей месторождение N увеличить эффективность
повторных операций, следовательно, поддерживать добычу углеводородов и
вовлечь запасы, не охваченные разработкой на данный момент.
Автор выражает благодарность кураторам работы, Екатерине Фофановой
и Дмитрию Коношонкину за значимые комментарии, консультации во время
работы и получение необходимой информации. Так же Автор хотел бы отметить
вклад Татьяны Деевой, директора курса «Разработка и эксплуатация нефтяных и
газовых месторождений», в получение необходимого программного
обеспечения и данных для работы.
В результате проделанной комплексной работы, включающей
геомеханические и технико-технологические аспекты проведения повторного
МГРП на горизонтальных скважинах, было установлено, что проведение
повторной операции необходимо проводить повторное МГРП в течение первых
12-15 месяцев работы скважины для обеспечения оптимального
распространения трещин.
Кроме того, в результате обзора литературы выявлено, что в Российской
нефтегазодобывающей отрасли данному вопросу не отводится должного
внимания, в результате чего, эффективность повторных операций достаточно
низкая.
Для расчета переориентации поля напряжений вблизи скважины было
предложена методика использования течения тепла в сплошной среде,
применение которой было доказано в ходе исследования.
В добавок, с экономической точки зрения в текущих условиях
месторождения N было определено, что проведение повторной операции менее
экономически эффективны по сравнению с отсутствием проведения данной
операции.
Для дальнейшей работы рекомендуется проработать более детально
дизайн компоновки заканчивания горизонтальной скважины, который позволит
проводить МГРП и повторные операции с большей эффективностью.
Проработка данного аспекта позволит значительно повысить экономику
разработки месторождения и извлечение запасов нефти и газа.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.1 (20 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
4.4 (93 отзыва)
4.7 (96 отзывов)
4.5 (330 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
5 (18 отзывов)
4.9 (20 отзывов)
