Прогнозирование эффективности операций по гидравлическому разрыву пласта с учетом моделирования технологических параметров скважины на месторождении Х

В настоящее время месторождение X находится на последней стадии разработки, и поэтому запасы нефти на нем довольно истощены. Для увеличении нефтеотдачи, создают гидравлических разрывов в пласте для увеличения проницаемости и затем продуктивности.
Однако пока нет понимания влияния геометрии трещин на продуктивность пласта и на объемы потери нефти во время ее добычи. В связи с этим нет возможности минимизировать. Поэтому очень важно понять какие виды трещин дадут добыть больше нефти чем воды.
В данной работе подробно рассмотрено теорию гидроразрыва пласта и механику трещинообразования, Проанализировано влияние изменения ширины и полудлины трещин на продуктивность добычи нефти на месторождении Х, и оптимальную геометрию трещин.

В этой магистерской диссертации была рассмотрена теория гидроразрыва
пласта и механика трещинообразования и показано, что при технологии
гидроразрыва пласта геометрия гидравлических трещин играет значительную
роль в эффективности добычи нефти. Было доказано, что чем больше геометрия
трещины, тем больше доступ к пласту и тем выше добыча. Это позволяет сделать
вывод о том, что технология гидроразрыва пласта является надежным методом
интенсификации скважин.
В результате моделирования было установлено, что:
1. Увеличение ширины трещины при сохранении постоянной ее
высоты и полудлиной привело к постепенному увеличению среднего дебита
нефти на 19,26 м3/сут, а также их накопленных объемов добычи нефти на 15
тыс.м3.
2. Увеличение полудлины трещины при постоянной ширине и высоте
привело к более высоким средним дебиты добычи на 3,2%, чем в случае кейса 1.
Это связано с тем, что более большое значение полудлины имеет большую
площадь контакта в массиве породы пласта, тем самым увеличивая
проницаемость на более широкой площади, чем в случае увеличения ширины.
3. Было определено, что оптимальной геометрией трещины для
скважины на месторождении X будет считается трещина с полудлиной 300м и
шириной 0,06мм из-за совокупного объема добычи нефти в 215,2 тыс. м3 в конце
периода добычи, что примерно на 5,4% выше, чем в базовом кейсе.
Было очевидно, что при большей геометрии трещины (в случаях, когда Xf-
W= 400 м-0,08 мм и 500 м-0,1 мм) накопленная добыча нефти была на 3,84% и
4,19% соответственно ниже, чем в случае оптимальной геометрии трещины, но
накопленная добыча жидкости в конце разработки была зафиксирована на 2,83%
и 7,21% выше чем оптимальной.
Это означает, что увеличение полудлины трещины должно удерживаться
в продуктивных пластах коллектора, поскольку невыполнение этого требования
может вызвать преждевременное повышение обводненности на месторождении.
Финансовые расчеты работы по ГРП показали, что НДС составил 20%, в
то время как общая прибыль от продаж после гидроразрыва пласта была
зафиксирована на уровне 364,96 млн руб.
Рекомендации
1. Основываясь на результатах этого исследования, рекомендуется
сохранять высоту и ширину трещины как можно более постоянными, увеличивая
при этом полудлину трещины для более высоких дебитов нефти и совокупных
объемов.

2. Полудлину трещины не рекомендуется делать слишком большой,
поскольку используется больше проппантов, что делает ее дорогостоящей, а
также не гарантирует дополнительную добычу нефти.

1.Проект пробной эксплуатации месторождения «ТомскНИПИнефть»,
‒ 2011г.
2.Техническиепаспортаскважинместорождениях[Text]/ОАО
«ТОМСКНЕФТЬ» ВНК, 1999-2008гг.
3.Технологические режимы работы скважин месторождения Х .- ОАО
«ТОМСКНЕФТЬ ЦДНГ-10
4.Отчет опроизводственнойдеятельностиЦДНГ-10–ОАО
«Томскнефть» ВНК, ‒ 1998 – 2012гг.
5.Guo B. Petroleum Production Engineering, A Computer‒Assisted
Approach First Edition/ B. Guo, W.C. Lyons, A. Ghalambor//Gulf Professional
Publishing ‒ 2007. ‒ 312 p.
6.Guo B. Petroleum Production Engineering, Second Edition/ B. Guo, L.
Xinghui, T. Xuehao//Gulf Professional Publishing, 2017 ‒ P. 19-36.
7.Hubbert, M. K. Mechanics of hydraulic fracturing/ M. K. Hubbert, D.G.
Willis ‒ Petroleum Transactions ‒ 1957. ‒ AIME 210:153-168p.
8.Николаевич Б. А. Динамика трещины гидроразрыва пласта в
неоднородной пороупругой среде[Text]/ Б. А. Николаевич – Новосибирск, 2016
– 94c.
9.Бадмажапович О. Б Обоснование технологии гидравлического
разрыва пласта на примере Приобского нефтяного месторождения (ХМАО) /
О.Б. Бадмажапович. – Томск, 2019 – 131c.
10.Xu W. Characterization of Hydraulically-Induced Fracture Network
Using Treatment and Micro-seismic Data in a Tight-Gas Formation [Text] / W. Xu, J.
L. Calvez, M. Thiercelin, A Geo-mechanical Approach. Paper S{E 125237 was
presented at the 2009 SPE Tight Gas Completions Conference, San Antonio, –15-17
June 2009. SPE-125237.
11.Weng, X., Modeling of Hydraulic-Fracture-Network Propagation in a
Naturally Fractured Formation/ X Weng, O. Kresse, C. Cohen, R. Wu, H. Gu – 2011,
SPE Prod & Oper 26(04): 368-380. http://dx.doi.org/10.2118/140253-PA
12.Economides M. J., Reservoir Stimulation/ M. J. Economides, K. G Nolte,
third edition. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd – 2000.
13.Crosby, D.G. Single and Multiple Transverse Fracture Initiation from
Horizontal Wells/ D.G. Crosby, M.M. Rahman, M.K. Rahman, and S.S. Rahman,
Journal of Petroleum Science and Engineering 35.3-4 – 2002: 191-204.
14.Anderson T. L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications
[Text]/ T. L. Anderson, Boca Raton: CRC, – 1995.
15.Valkó P. Hydraulic Fracture Mechanics [Text]/ P. Valkó, M.J.
Economides, Chichester: Wiley, – 1995.
16.Zoback T., Reservoir Geomechanics [Text]/ T. Zoback, D. Mark.
Cambridge: Cambridge UP – 2007.
17.Hubbert M. K., Mechanics of Hydraulic Fracturing [Text]/ M. K. Hubbert,
& D. G. Willis, Society of Petroleum Engineers – 1957.
18.Hoek, E., Empirical strength criterion for rock masses [Text]/ E. Hoek, E.
T. Brown, Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE 106 (GT9), 1013–
1035 – 1980.
19.MichaelA.,HydraulicFracturingOptimization:Experimental
Investigation of Multiple Fracture Growth Homogeneity via Perforation Cluster
Distribution/ A. Michael –Texas, 2016 – 109p.
20.Kirsch G., Die theorie der elasticitaet und die beduerfnisse der
festigkeitskehre [Text]/ G. Kirsch, VDI-Z 42, 707 – 1898
21.Haimson B., Initiation and Extension of Hydraulic Fractures in Rocks/ B.
Haimson, C. Fairhurst, Society of Petroleum Engineers– 1967. doi:10.2118/1710 – PA
22.Serres C., Modeling fractures as interfaces for flow and transport in porous
media [Text]/ C. Serres, C. Alboin, J. Jaffre, and J. Roberts, Technical Report, Inst. de
Radioprotection et de Surete Nucleaire, Dept. d’Evaluation de Surete, 92-Fontenay aux
Roses ‒ France, 2002.
23.Martin V., Modeling fractures and barriers as interfaces for flow in porous
media [Text]/ V. Martin, J. Jaffre, and J.E. Roberts, SIAM Journal on Scientific
Computing ‒ 2005.
24.Adachi J., Computer simulation of hydraulic fractures [Text]/ J. Adachi,
E. Siebrits, and J. Desrochers, Int. J Rock Mech & Mining ‒ 2007.
25.Van de Hoek P.J., A simple and accurate description of non-linear fluid
leak-off in high-permeable fracturing [Text]/ P.J. Van de Hoek, SPE annual technical
conference ‒ 2000.
26.Aghighi M. A., fully coupled fluid flow and geomechanics in the study of
hydraulic fracturing and post-fracture production/ M.A. Aghighi, ” Ph.D. diss., The
University of New South Wales−2007.
27.Advani, S.H., Variational Principles for Hydraulic Fracturing [Text]/ S.H.
Advani, T.S. Lee, and R.H. Dean, Journal of Applied Mechanics – 1992, No. 4, 819–
826.
28.Batchelor G. K., An Introduction to Fluid Dynamics/G. K. Batchelor,
Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK – 1967
29.Carter E., Optimum fluid characteristics for fracture extension in drilling
and production practices/ E. Carter, G. Howard, C. Fast, Tulsa Oklahoma – 1957, 261p.
30.Perkins T. K., Widths of hydraulic fractures/ T. K Perkins and L.R. Kern.
/ JPT 222:937 – 1961.
31.Nordgren R. P., Propagation of a vertical hydraulic fracture/R. P.
Nordgren, SPEJ, no. 3009:306 314. – 1972.
32.’ГОСТ12.1.005-88ССБТ.Общиесанитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны.
33.ГОСТ Р ИСО 6385-2016 Эргономика. Применение эргономических
принципов при проектировании производственных систем.
34.ГОСТ12.1.005-88ССБТ.Общиесанитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны
35.ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности
36.ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения
37.ВСН 34-82 Отраслевые нормы проектирования искусственного
освещения предприятий нефтяной промышленности.
38.ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ Оборудование производственное. Общие
требования безопасности
39.ГОСТ Р 52630-2012 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие
технические условия
40.ГОСТ 12.1.003-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
41.ГОСТ12.2.062-81ССБТ.Оборудованиепроизводственное.
Ограждения защитные
42.ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
43.ГОСТР12.1.019-2009ССБТЭлектробезопасность.Общие
требования и номенклатура видов защиты
44.Гарантии права работников на труд в условиях, соответствующих
требованиямохранытруда,[Электронныйресурс],Режимдоступа:
http://tkodeksrf.ru/ch-3/rzd-10/gl-36/st-220-tk-rf. Дата обращения: 20.04.2021г.