СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДРЕНИРУЕМОЙ ШИРИНЫ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА И СТЕПЕНИ ОСЕДАНИЯ ПРОППАНТА В НЕЙ Российский патент 2016 года по МПК E21B47/00 E21B43/26 

Описание патента на изобретение RU2585296C1

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.

Похожие патенты RU2585296C1

название год авторы номер документа
Способ исследования горизонтальных скважин с многостадийным гидравлическим разрывом пласта в низкопроницаемых коллекторах 2019
  • Давлетбаев Альфред Ядгарович
  • Нуриев Артур Хамитович
  • Махота Николай Александрович
  • Иващенко Дмитрий Сергеевич
  • Асалхузина Гузяль Фаритовна
  • Синицкий Алексей Игоревич
  • Зарафутдинов Ильнур Анифович
  • Сарапулова Вероника Владимировна
  • Уразов Руслан Рубикович
  • Мухамедшин Рустем Камилевич
RU2734202C1
Способ сохранения безопасного диапазона проводимости трещины при выводе на режим скважины с ГРП 2020
  • Падерин Григорий Владимирович
  • Шурунов Андрей Владимирович
  • Шель Егор Владимирович
  • Файзуллин Ильдар Гаязович
  • Вайнштейн Альберт Львович
  • Осипцов Андрей Александрович
  • Боронин Сергей Андреевич
  • Гарагаш Игорь Александрович
  • Толмачева Кристина Игоревна
RU2745684C1
Способ формирования трещин или разрывов 2016
  • Валеев Азамат Салаватович
  • Салимов Фарид Сагитович
RU2637539C1
Способ гидроразрыва пласта в условиях высокорасчлененного высокопроводимого коллектора с низким контрастом напряжений перемычек 2019
  • Петров Семен Александрович
  • Павлов Валерий Анатольевич
  • Павлюков Николай Алексеевич
  • Лапин Константин Георгиевич
  • Меликов Руслан Фуадович
RU2737455C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМОГО ТУРОНСКОГО ГАЗА 2020
  • Воробьев Владислав Викторович
  • Дмитрук Владимир Владимирович
  • Дубницкий Иван Романович
  • Завьялов Сергей Александрович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Красовский Александр Викторович
  • Легай Алексей Александрович
  • Медведев Александр Иванович
  • Меньшиков Сергей Николаевич
  • Миронов Евгений Петрович
RU2743478C1
СПОСОБ ГИДРОРАЗРЫВА ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Дин Уилберг
  • Мэтью Миллер
  • Косарев Иван
  • Марк Тирселин
RU2404359C2
Способ гидроразрыва нефтяного, газового или газоконденсатного пласта 2019
  • Юмашева Татьяна Модестовна
  • Афанасьев Владимир Владимирович
  • Беспалова Наталья Борисовна
  • Ловков Сергей Сергеевич
  • Шутко Егор Владимирович
  • Киселев Игорь Алексеевич
  • Пестриков Алексей Владимирович
  • Торопов Константин Витальевич
  • Матвеев Сергей Николаевич
  • Кудря Семен Сергеевич
  • Евсеев Олег Владимирович
RU2723806C1
СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ДОБЫЧИ ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА ИЗ СКВАЖИНЫ ПОСЛЕ КИСЛОТНОГО ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2020
  • Юлдашева Алия Рафаиловна
  • Банников Денис Викторович
  • Чупраков Дмитрий Арефьевич
RU2759621C2
Способ интенсификации работы скважины 2019
  • Ганиев Булат Галиевич
  • Лутфуллин Азат Абузарович
  • Хусаинов Руслан Фаргатович
RU2720717C1
СПОСОБ ПОИНТЕРВАЛЬНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ С ПОДОШВЕННОЙ ВОДОЙ 2014
  • Махмутов Ильгизар Хасимович
  • Салимов Олег Вячеславович
  • Зиятдинов Радик Зяузятович
  • Гирфанов Ильдар Ильясович
  • Мансуров Айдар Ульфатович
RU2558058C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 585 296 C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДРЕНИРУЕМОЙ ШИРИНЫ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА И СТЕПЕНИ ОСЕДАНИЯ ПРОППАНТА В НЕЙ

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.

Формула изобретения RU 2 585 296 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2585296C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2006
  • Максименко Антон Александрович
  • Тьерселин Марк
RU2324810C2
Способ контроля размеров трещины гидроразрыва горных пород 1985
  • Кю Николай Георгиевич
  • Чернов Олег Игнатович
SU1298376A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА 2011
  • Чарара Марван
  • Чертов Максим Андреевич
RU2461026C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ ТРЕЩИНЫ ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНЫ ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА 2009
  • Макдэниел Роберт Р.
  • Пиплс Коуди Р.
  • Гарднер Робин П.
RU2483210C2
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИЕЙ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА В ПЛАСТАХ, СОДЕРЖАЩИХ ПРИРОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ 2009
  • Чупраков Дмитрий Арефьевич
  • Сибриц Эдуард
RU2505670C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТРЕЩИН ГИДРОРАЗРЫВА 2012
  • Касимов Алик Нариман Оглы
  • Шехтман Григорий Аронович
  • Максимов Герман Адольфович
  • Касимов Самир Аликович
  • Чертенков Михаил Васильевич
  • Стенин Владимир Петрович
RU2507396C9
US 6330914 B1, 18.12.2001..

RU 2 585 296 C1

Авторы

Байков Виталий Анварович

Муртазин Рамиль Равилевич

Латыпов Ильяс Дамирович

Давлетбаев Альфред Ядгарович

Даты

2016-05-27Публикация

2015-03-27Подача