Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней



Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней
Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней
Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней

 


Владельцы патента RU 2585296:

Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (RU)

Изобретение относится к области гидроразрыва подземного пласта (ГРП) и, в частности, к определению геометрии дренируемой части трещины и степени оседания проппанта в трещине ГРП в продуктивной зоне пласта. Технический результат - повышение достоверности определения ширины дренируемой части пласта, а также степени оседания проппанта в дренируемой трещине ГРП. По способу определяют профиль притока пластового флюида трещины гидроразрыва, число интервалов притока и их интенсивность. Затем создают численную гидродинамическую модель течения пластового флюида и адаптируют ее по данным промыслово-геофизических исследований, затем рассчитывают градиент давления в трещине ГРП в прискважинной зоне на момент определения профиля притока. Проводят исследования на проппантной пачке с целью определения зависимости проницаемости трещины ГРП от ее ширины. Составляют уравнение фильтрации пластового флюида и решают для каждого интервала притока флюида, в результате чего определяют дренируемую ширину трещины гидроразрыва в прискважинной зоне во всем интервале притока. Рассчитывают степень оседания проппанта как отношение разности геометрического центра и центра распределения интервалов притока к разности координат верхнего и нижнего интервалов притока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области гидроразрыва подземного пласта и, в частности, к определению дренируемой ширины трещин гидроразрыва. Изобретение может найти применение на нефтяных и газовых месторождениях. На текущий момент гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из самых высокоэффективных способов стимуляции низкопроницаемых коллекторов. При проектировании дизайна ГРП в первую очередь требуется оценить геометрию трещины ГРП. Планируемая геометрия трещины ГРП является основным критерием для определения количества закачиваемого проппанта и выбора плана обработки пласта и оптимизации процесса гидроразрыва.

Известен способ определения геометрических характеристик трещины, описанный в патенте РФ №2461026 (МПК G01V 1/40, E21B 47/14, опубл. 10.09.2012), предусматривающий использование природных литологических отражателей, расположенных ниже искусственных трещин гидроразрыва, и оптимизацию расположения сейсмических источников и приемников для повышения точности определения геометрических характеристик трещины ГРП. Известен способ определения геометрии трещины подземного пласта, патент РФ №2483210 (МПК E21B 43/26, опубл. 27.05.2013), в котором: размещают в трещинах пласта расклинивающий агент и (или) жидкость гидроразрыва, содержащие радиационно-чувствительный материал; облучают этот радиационно-чувствительный материал нейтронами во время единственного спуско-подъема каротажного зонда; измеряют гамма-излучение, испускаемое из радиационно-чувствительного материала; и обрабатывают данные измеренного гамма-излучения в соответствии с математической моделью для получения оцененной геометрии трещин (к примеру, высоты трещины и (или) ширины расклиненной трещины возле ствола скважины).

Известные способы исследования геометрии трещин ГРП включают использование данных методов кросс-дипольного широкополосного акустического каротажа, термометрии, радиоактивных изотопов, наклономеров, скважинного телевизионного сканера после ГРП, анализа микросейсмических сигналов при ГРП, определяют либо только высоту трещины ГРП, либо дают только оценку геометрических параметров трещины, либо определяют общую ширину трещины ГРП. Ни один из них не определяет дренируемую ширину трещины ГРП.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ определения размеров трещины ГРП (патент РФ №2324810, МПК E21B 43/26, опубл. 20.05.2008), предусматривающий расчет средних размеров трещины (длины и ширины) на основе данных профиля притока жидкости гидроразрыва, численного моделирования процесса вытеснения жидкости гидроразрыва и проведения лабораторных исследований отобранных проб жидкости при освоении скважины.

Недостаток прототипа состоит в том, что определяется ширина трещины гидроразрыва при освоении скважины по профилю притока выкачиваемой жидкости гидроразрыва, состав и свойства которой в ходе освоения изменяются, что требует периодических отборов проб и их исследование.

Технический результат от реализации заявленного изобретения заключается в повышения достоверности определения ширины дренируемой части пласта, а также степени оседания проппанта в дренируемой трещине ГРП.

Поставленная задача решена тем, что в способе определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней, включающем определение профиля притока, создание численной гидродинамической модели течения флюида, проведение лабораторных исследований и расчет ширины трещины, согласно изобретению определяют профиль притока пластового флюида из трещины гидроразрыва, число интервалов притока и их интенсивность, создают численную гидродинамическую модель течения пластового флюида и адаптируют ее по данным промыслово-геофизических исследований, рассчитывают градиент давления в трещине ГРП в прискважинной зоне на момент определения профиля притока, проводят лабораторные исследования проводимости проппантной пачки с целью определения зависимости проницаемости трещины ГРП от ее ширины, составляют уравнение фильтрации и решают для каждого интервала притока флюида, определяют дренируемую ширину трещины гидроразрыва в прискважинной зоне во всем интервале притока и рассчитывают степень оседания проппанта. Кроме того, степень оседания проппанта рассчитывают как отношение разности геометрического центра и центра распределения интервалов притока к разности координат верхнего и нижнего интервалов притока.

Осуществление способа представлено на следующих фигурах:

Фиг. 1 - схематическое изображение дренируемой трещины гидроразрыва, где Qi - дебит флюида i-го интервала притока, hi, wi - высота и ширина i-го интервала притока гидроразрыва.

Фиг. 2 - зависимость проницаемости проппантной пачки от ширины.

Фиг. 3 - дренируемая ширина трещин гидроразрыва вдоль интервала притока.

После освоения скважины с гидроразрывом проводятся промыслово-геофизические исследования с целью определения профиля притока пластового флюида из трещины гидроразрыва по всему интервалу его поступления, определяют число интервалов притока и их интенсивность. Далее создают численную гидродинамическую модель течения пластового флюида в трещине гидроразрыва. Модель адаптируют, т.е. решают обратную задача итерационно до тех пор, пока численная модель не воспроизведет фактические результаты. Проводят расчеты для определения градиента давления в трещине ГРП в прискважинной зоне на момент определения профиля притока. Проводят лабораторные исследования проводимости проппантной пачки с целью определения зависимости проницаемости трещины от ее ширины. Эксперимент проводится в условиях, приближенных к условиям исследуемого пласта, для чего используется:

- керновый материал, отобранный в данной скважине;

- пробы смеси проппанта и химии для геля, отобранные при проведении операции ГРП;

- пробы флюида, отобранные при промыслово-геофизических исследованиях (ПГИ) или работе скважины.

По результатам исследования проводимости проппантной пачки определяют зависимость проницаемости проппантной пачки от ее ширины. Полученную зависимость в дальнейшем используют для расчета дренируемой ширины трещины ГРП:

где А, В, С - константы, kf - проницаемость проппантной пачки, w - ширина проппантной пачки.

Затем записывается линейный закон Дарси в элементе трещины в прискважинной зоне:

где Qi - дебит флюида в i-трещине, hi, wi - - высота и ширина i-трещины гидроразрыва, µ - вязкость флюида, - градиент давления в трещине гидроразрыва (фиг. 1).

Подставляя выражение (1) в (2), получаем n кубических уравнений:

где n - количество интервалов притока (дренируемых трещин) по результатам ПГИ.

Уравнение (5) решается для каждого интервала притока Qi и рассчитывается wi -дренируемая ширина трещин ГРП во всем интервале притока.

Рассчитывается координата центра распределения интервалов притока:

и геометрический центр интервалов притока:

где zi - координата середины i-го интервала притока вдоль ствола скважины, zmax, zmin - координата верхнего и нижнего интервалов притока соответственно.

Величину принимаем за степень оседания проппанта в интервалах притока. Чем больше значение ε, тем сильнее проявляется оседание проппанта, значения, близкие к 0, характеризуют отсутствие оседания проппанта в интервалах притока.

Пример конкретного осуществления способа

На одной вертикальной газовой скважине № NNN показано применение предлагаемого способа определения дренируемой ширины трещины ГРП продуктивного пласта.

По результатам промыслово-геофизических исследований определен профиль притока скважины, т.е. распределение интенсивности притока газа в стволе скважины вдоль вскрытого перфорацией продуктивного разреза (табл. 1).

Строим численную гидродинамическую модель вертикальной скважины с трещиной ГРП. После адаптации модели, определяем градиент давления в трещине ГРП в прискважинной зоне на момент определения профиля притока, при дебите газа Q=207 тыс.м3/сут .

На керновом материале, отобранном в данной скважине, проводим лабораторные исследования по определению зависимости проницаемости проппантной пачки от ширины трещины (фиг. 2). Эксперимент проводим с соблюдением термобарических условий исследуемого пласта. В качестве расклинивающего материала использовалась смесь пропанта с гелем ГРП, отобранных при проведении операции ГРП на данной скважине. В качестве фильтрующего флюида использовались пробы, отобранные из скважины при проведении ПГИ. Получаем следующую зависимость:

Далее составляем уравнение (3):

i=1…17,

и решаем для каждого интервала притока Qi:

Результат расчета дренируемой ширины трещины ГРП во всем интервале притока представлен на фиг. 3.

Координата центров верхнего и нижнего интервалов притока zmax=1073.5 м, zmin=1033.7 м. Координата центра распределения интервалов притока z ¯ = 1058.38 м, геометрический центр интервалов притока zcenter=l053.60 м, Δz=4.78 м. Таким образом, степень оседания проппанта ε=12% в интервалах притока говорит о том, что распределение проппанта в дренируемых трещинах ГРП не оптимально. При планировании дальнейших операций ГРП необходимо пересматривать состав жидкости ГРП для повышения эффективности жидкости разрыва.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество проектирования в дальнейшем планируемых операций ГРП на исследуемом объекте разработки. По полученным результатам можно определить, верно ли подобрана жидкость разрыва для оптимального распределения проппанта в трещине. При проведении гидроразрыва в пласте, состоящем из чередующихся глинистых и песчаных слоев, оседание проппанта приводит к уменьшению проницаемости трещины ГРП в зоне верхних продуктивных пропластков. Также затекание глинистых частиц породы в поровое пространство пропашной пачки и вдавливание проппанта в глины приводит к уменьшению вертикальной проницаемости в трещине ГРП, что в целом приводит к более низкой продуктивности верхних пропластков.

1. Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней, включающий определение профиля притока, создание численной гидродинамической модели течения флюида, проведение лабораторных исследований и расчет ширины трещины, отличающийся тем, что определяют профиль притока пластового флюида трещины гидроразрыва, число интервалов притока и их интенсивность, создают численную гидродинамическую модель течения пластового флюида и адаптируют ее по данным промыслово-геофизических исследований, рассчитывают градиент давления в трещине ГРП в прискважинной зоне на момент определения профиля притока, проводят исследования проводимости проппантной пачки с целью определения зависимости проницаемости трещины ГРП от ее ширины, составляют уравнение фильтрации и решают его для каждого интервала притока флюида, определяют дренируемую ширину трещины гидроразрыва в прискважинной зоне во всем интервале притока и рассчитывают степень оседания проппанта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень оседания проппанта рассчитывают как отношение разности геометрического центра и центра распределения интервалов притока к разности координат верхнего и нижнего интервалов притока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых нефтяных залежей с высоковязкой нефтью заводнением через многозабойные горизонтальные скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к средствам контроля заколонных перетоков жидкости в скважине. Устройство содержит спускаемый на геофизическом кабеле контейнер для "меченой" жидкости с узлами подачи и разгерметизации, а также измерительным датчиком.

Изобретение относится к средствам для гидродинамических исследований и испытаний в скважине. Техническим результатом является повышение надежности конструкции устройства и эффективности его работы за счет обеспечения разделения управления работой пакера и открытия уравнительного клапана.

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн (ОК) нефтяных и газовых скважин и промыслово-геофизических методов контроля качества. Техническим результатом является повышение качества цементирования горизонтальных скважинза счет своевременного обнаружения мест «защемления» смеси промывочной жидкости и тампонажного раствора за ОК с замедленной консолидацией.

Изобретение относится к области разработки залежей полезных ископаемых, а именно к их интенсификации волновым воздействием. Задача изобретения - интенсификация добычи полезного ископаемого.

Изобретение относится к средствам акустического каротажа в скважине. Техническим результатом является повышение качества получаемых в процессе каротажа акустических данных за счет компенсации вращения прибора акустического каротажа во время проведения измерений в скважине.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для заталкивания кабеля в скважину. Устройство содержит установленный в корпусе герметизатор кабеля, гидравлический привод и гидродвигатель.

Использование: для неразрушающего анализа образцов пористых материалов. Сущность изобретения заключается в том, что производят начальное насыщение образца пористой среды электропроводящей жидкостью, или совместно электропроводящей жидкостью и неэлектропроводящим флюидом, или только неэлектропроводящим флюидом, затем осуществляют первое измерение удельного электрического сопротивления в различных местах вдоль длины образца пористой среды и проводят фильтрационный эксперимент по прокачке раствора загрязнителя через образец пористой среды, в процессе или после проведения фильтрационного эксперимента осуществляют второе измерение удельного электрического сопротивления в тех же местах образца, в которых осуществляли первое измерение, на основе измерений рассчитывают профиль насыщенности породы фильтратом и профиль отношения измененной пористости к начальной пористости.

Изобретение относится к области добычи метана из угольных пластов и может найти применение при исследовании отдельных пластов, вскрывших угольное многопластовое месторождение.

Изобретение относится к контрольно-измерительным телесистемам режимов бурения скважин, имеющим определенный временной ресурс эксплуатации. Техническим результатом является продление срока службы автономного источника питания путем уменьшения энергозатрат.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи нефти в осложненных геолого-физических условиях разработки.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины. В способе гидроразрыва пласта, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, при закачке компонентов в жидкость разрыва вводят смесь 10-27%-ного расвора соляной кислоты, метилен-фосфорной кислоты и воды в концентрации 1-2 л на 1 м3 жидкости разрыва, при соотношении раствора соляной кислоты, метилен-фосфорной кислоты и воды (15-25):(55-65):(15-25) об.% соответственно.

Изобретение относится к технологиям добычи нефти и может быть применено для газодинамического воздействия на пласт. Способ включает кумулятивную перфорацию интервала скважины с образованием в обсадной колонне скважины и в горной породе сгруппированных перфорационных каналов для притока флюида, последующее срабатывание генераторов давления и их воздействие на пласт через сгруппированные перфорационные каналы для притока флюида с образованием в горной породе индивидуальных трещин разрыва горной породы в направлении каждого перфорационного канала.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины, вскрывшей пласт с низкопроницаемым коллектором. В способе интенсификации работы скважины, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, обеспечивающий ограниченное время удерживания проппанта во взвешенном состоянии, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом. Способ включает гидравлический разрыв продуктивного пласта путем установки пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачку в подпакерную зону жидкости гидроразрыва, создание в подпакерной зоне давления гидроразрыва и продавку в образовавшуюся трещину жидкости гидроразрыва.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке низкопроницаемой нефтяной залежи. Технический результат - увеличение эффективности гидроразрыва пласта и увеличение нефтеотдачи нефтяной залежи.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи. Способ повторного гидравлического разрыва пласта характеризуется тем, что при прокачке жидкости разрыва по технологии и режимам в соответствии с первым гидроразрывом пласта в нее на стадии добавления сшивателя добавляют в количестве 1-2 л на 1 м3 жидкости разрыва смесь, содержащую, об.%: 10-27%-ную соляную кислоту 15-25, метилен-фосфорную кислоту 55-65, воду 15-25.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности разработки низкопроницаемых продуктивных пластов.
Изобретение относится к операциям разрыва пласта. Способ инициирования новых разломов в законченном стволе скважины, содержащем разломы, включает введение жидкости для обработки, содержащей множество разрушаемых частиц для герметизации, в законченный ствол скважины, проникающий через подземную формацию, имеющую существующий разлом, герметизацию разлома по меньшей мере частью разрушаемых частиц для герметизации, формируя разрушаемую пробку из частиц, разрушение указанных, оставшихся в жидкости для обработки, так что жидкость становится по существу свободной от частиц, в то время как указанная разрушаемая пробка из частиц является целой, и после этого разрыв подземной формации, чтобы ввести в нее по меньшей мере один новый разлом.

Группа изобретений относится к ингибированию набухания глин. Технический результат - повышение эффективности ингибирования набухания глин с одновременным снижением опасности для человека и окружающей среды.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям многозабойных скважин с двумя горизонтальными стволами. Технический результат - повышение надежности конструкции для многостадийного разрыва пластов в горизонтальных стволах. Конструкция включает обсаженные вертикальную и наклонную части основного ствола и наклонную часть бокового ствола, хвостовики, спущенную в скважину лифтовую колонну, окно, расположенное в стыке основного ствола с наклонной частью бокового ствола, узел миниатюрного окна, пакер и гибкий рукав. Основной и боковой стволы заканчиваются горизонтальными стволами. В качестве узла миниатюрного окна использован закрепленный напротив окна обсадной колонны основного ствола при помощи гидравлического пакера и крепления ствол-узел с миниатюрным окном и внутренними направляющими сквозными и отклоняющими пазами. Внутри ствол-узла размещен гибкий изолирующий рукав-насадка с наружным выступами, соответствующими пазам ствола-узла, который соединяет лифтовую колонну с хвостовиком основного ствола и имеет возможность обеспечения герметичного соединения с хвостовиком другого ствола. В горизонтальной части основного и бокового стволов установлены компоновки для проведения многостадийного гидравлического разрыва пласта - ГРП. Эти компоновки состоят из открывающихся под действием сбрасываемых шаров муфт, набухающих пакеров для заколонной изоляции стадий ГРП и расширяемого крепления хвостовика. 7 ил.
Наверх