ПЕРЕДОВОЙ МЕТОД ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И МЕХАНИКИ ПОРОД – ТЕХНИЧЕСКИ ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД

AN ADVANCED HYDRAULIC FRACTURING TECHNIQUE USING GEOMECHANICAL MODELING AND ROCK MECHANICS IS A TECHNICALLY INTEGRATED APPROACH

Askhat Gareev

2nd year Master's student of TIU Department of REGM, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Zheko Kolev

scientific supervisor, candidate. Technical Sciences, Department of the Russian Academy of Natural Sciences, Tyumen Industrial University,

Tyumen, Russia

АННОТАЦИЯ

В данной статье описывается процесс гидравлического разрыва в скважине – создание более легкого (с меньшим трением) пути прохождения скважинной жидкости при поступлении в ствол скважины.

ABSTRACT

This article describes the process of hydraulic fracturing in a well – creating an easier (with less friction) path for the passage of borehole fluid when entering the wellbore.

Ключевые слова: грп; продуктивный пласт; ограничение водопритока; увеличение нефтеотдачи; коэффициент извлечения нефти.

Keywords: hydraulic fracturing; productive formation; limiting water inflow; increasing oil recovery; oil recovery coefficient.

Оптимизация процесса гидравлического разрыва пласта начинается с получения более четкого понимания залежи. Основное назначение гидравлического разрыва в скважине – создание более легкого пути прохождения скважинной жидкости при поступлении в ствол скважины. Поэтому знание модели и характеристик притока пласта, тектоники пласта и его геомеханической модели играет значительную роль.

Оптимизация процесса гидравлического разрыва пласта начинается с получения более четкого понимания залежи. Основное назначение гидравлического разрыва в скважине – создание более легкого (с меньшим трением) пути прохождения скважинной жидкости при поступлении в ствол скважины. Поэтому знание модели и характеристик притока пласта, тектоники пласта и его геомеханической модели играет значительную роль. Геологическая и геофизическая модель залежи строится с использованием программного обеспечения GeoFrame (GF). Ввод специфических данных идет с каротажных зондов (CMR, HRLA и т. д.) и с цифрового зонда, формирующего изображение (DSI) и модульного динамического тестера (MDT), используемого для получения тектонической информации о залежи. В отдельных случаях данные, полученные от исследования керна, каротажа и испытания скважины давлением, использовались для составления необходимого набора данных. Характеристики пласта и скважины из базы данных GF далее использовались для выполнения подробного дизайна гидравлического разрыва с использованием программного обеспечения FracCADE. Необработанные, интерпретированные GF данные вводились в FracCADE. Весь процесс в целом известен как PowerSTIM (Production Optimization With Enhanced Reservoir STIMulation – Оптимизация добычи с использованием передовых методов стимуляции пласта).

Закачивание скважин без противопесчаного фильтра – это технология закачивания скважины в слабосцементированных пластах, согласно которой противопесчаный фильтр с гравийной набивкой не применяется для избежания вынесения песка в скважину. Цель метода закачивания скважины без фильтра – снизить стоимость закачивания скважины, улучшить производительность скважины, поддерживая в то же время доступ к стволу скважины, что обеспечит Заказчикам повышение рентабельности разработки месторождения. Методы закачивания скважины без фильтра требуют оценки залежи с помощью геодезических скважинных зондов, опускаемых в скважину на электрическом кабеле, «разумного» перфорирования, использования консолидирующих песчаник смолистых веществ, контроля обратного тока расклинивающего песка для гидроразрыва и передовой техники гидравлического разрыва пласта (не все элементы могут быть обязательно задействованы).

Представленное исследование основывается на реальном случае на Сахалине, где две скважины были закончены методом гидроразрыва, совмещенного с гравийной набивкой фильтра (frac and pack), и одна – методом закачивания с гравийной набивкой фильтра. Испытание скважины наращиванием давления и анализ гидравлического режима скважины демонстрируют потенциал для увеличения добычи. Для выбора стратегии перфорирования, оценки нефтехимических свойств залежи, ее контроля и оценки механических свойств породы и, следовательно, для усовершенствования дизайна гидравлического разрыва пласта использовался широкий спектр современных каротажных диаграмм и данные исследования отобранного керна.

Азимутальная ориентация напряжения породы была определена с использованием данных каротажа, подкрепленных данными анизотропии волны сдвига, оценка которых проводилась с помощью акустических данных с перекрестным диполем. Измерение проницаемости пласта методом магнитного резонанса обеспечило высокую точность данных с помощью калибровки по данным исследования отобранного керна в целях обеспечения непрерывной и точной оценки проницаемости пласта. Это измерение также предоставило важные ориентиры в определении структуры породы, подкрепившие более ранние характеристики добычи. Гидравлические испытания пласта давлением использовались для калибровки геомеханических данных, полученных из каротажных диаграмм. Эти данные впоследствии были загружены в программное обеспечение для составления дизайна программы гидравлического разрыва пласта.

Разумно ориентированное перфорирование было расположено в зонах высокого сопротивления сжатию. Передовой метод гидравлического разрыва пласта, где индуцировалась вертикальная плоскость роста трещины гидроразрыва в плохо консолидированный (мягкий) горизонт песчаника с высокой проницаемостью.

Первая скважина, законченная с применением этой технологии, имела значительно более высокую интенсивность притока по сравнению со скважинами, законченными с применением методов обычного гидроразрыва с гравийной набивкой фильтра (fracpac) и гравийной набивкой фильтра с использованием высокоскоростной закачки гравийного песка, смешанного с соляным раствор (HRWP), и в настоящее время приток идет без выноса песка в скважину. На сегодняшний день подобная технология была использована для закачивания семи скважин со средним уровнем производительности без выноса песка в скважину, составляющим 9 800 баррелей нефти в сутки. Использование этой технологии позволяет сделать разработку месторождения более рентабельной.

Данный подход также применим для многопластовых месторождений, где можно осуществлять гидроразрыв пласта без буровой установки с использованием техники разрыва пласта с использованием гибкой насосно-компрессорной трубы.

Заключение: На поздней стадии разработки месторождения этот метод демонстрирует технологическую эффективность, что позволило остановить спад добычи нефти в 2014 году и достичь положительного экономического результата. Операции по гидроразрыву пласта осуществляются с использованием Schlumberger. До внедрения этого метода интенсификации добычи нефти на Приобском месторождении уровень добычи нефти в пласте АС-12 неуклонно снижался. С 2014 года, после первого ГРП, уровень добычи нефти не только стабилизировался, но и добыча нефти стала увеличиваться.

Список литературы:

1. «Правила безопасности в нефтегазодобывающей промышленности». Москва, «Недра», 1974 г.
2. Панов Г.Е. Охрана труда при разработке нефтяных и газовых месторождений – М.: Недра, 1982 г.
3. Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности М: «Недра» 1986.
4. Рочев А.Н. О применении механических и электронных манометров при исследовании скважин / А.Н. Рочев, А.Н. Ирбахтин // Тезисы докладов Межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех – 2002» (Ухта, 19-21 марта, 2002 г). – Ухта, 2002.