СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСКЛИНИВАЮЩЕГО АГЕНТА В ЖИДКОСТИ ГИДРОРАЗРЫВА И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА Российский патент 2023 года по МПК E21B43/26 G06N3/02 G06N20/20 

Предпосылки создания изобретения

[0001] Положения настоящего раздела содержат только справочную информацию относительно изобретения и могут не представлять известный уровень техники.

[0002] В процессе обработки пласта методом гидроразрыва в скважину с помощью специального оборудования закачивают жидкость с объемным расходом, превышающим объемный расход утечек в пласт.Давление на пласт возрастает вплоть до его разрыва с образванием трещины гидроразрыва. Непрерывное закачивание жидкости приводит к распространению трещины гидроразрыва в направлении от ствола скважины, что увеличивает площадь поверхности пласта, через которую углеводороды могут притекать в ствол скважины. Таким образом можно достичь более высокого дебета. В результате компании-разработчики быстрее окупают свои вложения в разработку скважины.

[0003] В ходе проведения гидроразрыва пласта в скважину закачивают два важнейших вещества - расклинивающий агент и жидкость гидроразрыва. Расклинивающие агенты - это частицы, которые поддерживают трещины гидроразрыва в открытом состоянии, сохраняя созданные пути для притока углеводородов. Эти частицы тщательно отсортированы по размеру и сферичности, чтобы размещаясь в трещине гидроразрыва они создавали эффективный канал, или упаковку расклинивающего агента, для притока из пласта в ствол скважины. Некоторые типы расклинивающих агентов также обладают покрытием из смолы, которое соединяет частицы друг с другом после размещения расклинивающего агента в трещине гидроразрыва, в результате чего улучшается долговременная устойчивость упаковки. Как правило, с помощью более крупных и более сферичных расклинивающих агентов можно создать более проницаемые или более проводящие упаковки расклинивающего агента.

[0004] Операция гидроразрыв пласта состоит из двух основных стадий. Первая стадия, или подушка, проходит без расклинивающего агента. Жидкость закачивают через перфорационные отверстия обсадной колонны со скоростью и давлением, достаточными для разрыва пласта и создания трещины гидроразрыва. На второй стадии, или стадии жидкости с расклинивающим агентом, пульпа с расклинивающим агентом через перфорационные отверстия заполняет раскрытую трещину гидроразрыва. После прекращения закачки трещина закрывается на расклинивающий агент, и давление ее стенок обеспечивает неподвижность расклинивающего агента внутри трещины в том числе и в процессе добычи углеводородов.

[0005] Жидкость гидроразрыва должны быть достаточно вязкой для возникновения и распространения трещины, а также для переноса расклинивающего агента вниз по стволу скважины и вдоль трещины. После завершения обработки вязкость должна уменьшаться для быстрой и эффективной очистки скважины и трещины от жидкости гидроразрыва. В идеале упаковка расклинивающего агента в трещине гидроразрыва не должна содержать остатков жидкости, в том числе фильтрата, которые могут ухудшать проводимость и снижать добычу углеводородов.

[0006] В течение многих десятилетий химики и инженеры работают над созданием расклинивающих агентов и жидкостей гидроразрыва для получения идеально расклиненной трещины. В результате химические и физические характеристики этих материалов со временем претерпели изменения. Расклинивающие агенты прошли путь от необработанных материалов, таких как ореховая скорлупа, до природных песков и высокопрочных сферических гранул, изготовленных из керамики, в том числе на основе бокситов. Жидкости гидроразрыва эволюционировали от простой гелированной нефти до линейных и сшитых полимерных жидкостей. Были предложены химические деструкторы для разложения сшитых полимерных жидкостей, уменьшения количества остатков полимера в трещине и увеличения проводимости упаковки расклинивающего агента. После этого были предложены фактически не оставляющие остатков жидкостные системы, в которых в качестве загустителей используют вязкоэластичные сурфактанты. Проводимости упаковок расклинивающего агента в скважинах, обработанных такими жидкостями, почти равны максимальним теоретическим значениям.

[0007] После достижения максимальной проводимости упаковки расклинивающего агента в отрасли началось изучение способов дополнительного улучшения результатов гидроразрыва пласта. С момента изобретения гидроразрыва пласта инженеры стремятся полностью заполнить трещину расклинивающим агентом - иными словами, создать непрерывную или гомогенную упаковку расклинивающего агента. Некоторое время назад была разработана технология создания гетерогенных упаковок расклинивающего агента, содержащих отдельные заполненные области, окруженные пустыми открытыми каналами. При таком подходе задача прочности упаковки расклинивающего агента отделена от задачи течения жидкости по каналу. Полученная в результате упаковка имеет эффективную проводимость на порядки выше, чем теоретические максимальные значения проводимости гомогенных упаковок. Примером технологии размещения расклинивающего агента порциями с созданием гетерогенной упаковки является технология гидроразрыва пласта с созданием каналов HiWAY^® компании «Шлюмберже».

[0008] Этот метод включает изменение способа доставки расклинивающего агента в скважину. При традиционном же методе расклинивающий агент присутствует во всем объеме пульпы. В методе гидроразрыва пласта с созданием каналов при закачке порция жидкости без расклинивающенго агента чередуется с порцией жидкости содержащей расклинивающий агент, - и в трещине образуются серии отделенных друг от друга областей заполненных расклинивающим агентом. (Фиг. 1).

[0009] Точные измерения и мониторинг концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва являются полезными для операций гидроразрыва пласта. Особенно это актуально в случае метода гидроразрыва пласта с созданием каналов.

[0010] В течение многих лет для измерения плотности жидкости (пульпы), из которой можно рассчитать концентрацию расклинивающего агента, применяют радиоактивные плотномеры. С помощью этой методики можно проводить бесконтактные непрерывные измерения плотности жидкости, текущей по трубопроводу. Эта методика основана на поглощении гамма- или рентгеновского излучения измеряемой жидкостью. Плотномер содержит источник радиоактивного излучения, находящийся на одной стороне трубы, детектор излучения на другой стороне трубы и электронную панель для регистрации сигнала (Фиг. 2).

[0011] По мере того как жидкость (пульпа) течет по трубе 210, интенсивность гамма-излучение от радиоактивного источника 245 ослабляется пропорционально плотности жидкости (пульпы). Детектор 240 регистрирует интенсивность гамма-излучения, прошедшего через жидкость 220, и трансформирует его в электрический сигнал. Электронная панель 280 преобразует этот электрический сигнал в показания плотности. Более плотные материалы лучше ослабляют гамма-излучение, в результате чего регистрируется его меньшая интенсивность. Таким образом, выходной сигнал детектора имеет обратную зависимость от плотности жидкости (пульпы). В большинстве плотномеров в качестве источника радиоактивного излучения используют изотопы с длительными временами полураспада. Плотномер, в котором используют ¹³⁷Cs, может функционировать в течении 30 лет, если поддерживается работоспособность электронных компонентов.

[0012] Недостатком применения радиоактивных плотномеров являются наложенные правительствами в различных юрисдикциях строгие правила в отношении надлежащего обращения, транспортировки и хранения радиоактивных материалов, используемых в радиоактивных плотномерах. Соответственно, ведутся работы, направленные на применение нерадиоактивных систем для измерения плотности жидкостей и пульп на нефтяных месторождениях.

[0013] Для измерения плотности цементных растворов применяются кориолисовы массовые расходомеры, описанные в следующей публикации. Benabdelkarim М and Galiana С: Nonradioactive Densitometer for Continuous Monitoring of Cement Mixing Process, paper SPE 23262 (November 1991). Однако измерительная трубка в кориолисовом массовом расходомере может быстро подвергаться эрозионному износу при прокачке через расходомер пульпы абразивных расклинивающих агентов с высокой скоростью.

[0014] Таким образом, сохраняется потребность в нерадиоактивных плотномерах, подходящих для применения в гидроразрыве пласта.

Краткое описание сущности

[0015] В изобретении предлагаются способы измерения и мониторинга концентрации расклинивающего агента в ходе обработки пласта методом гидроразрыва.

[0016] В одном аспекте варианты реализации относятся к способам определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва. В трубчатом корпусе установлены гидрофоны или высокочастотные датчики давления. Жидкость гидроразрыва течет через трубчатый корпус, и измеряют акустический спектр гидродинамического шума. Для анализа акустических спектров гидродинамического шума и оценки концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва применяют модели машинного обучения или модели глубокого обучения.

[0017] В другом аспекте варианты реализации относятся к способам выполнения гидроразрыва пласта. В трубчатом корпусе установлены гидрофоны или высокочастотные датчики давления. Жидкость гидроразрыва течет через трубчатый корпус, и измеряют акустический спектр гидродинамического шума. Для анализа спектров гидродинамического шума и оценки концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва применяют модели машинного обучения или модели глубокого обучения. В ходе гидроразрыва пласта корректируют концентрацию расклинивающего агента.

Краткое описание графических материалов

[0018] На Фиг. 1 представлена диаграмма сравнения традиционного гидроразрыва пласта с методом гидроразрыва пласта с созданием каналов.

[0019] На Фиг. 2 представлено схематическое изображение радиоактивного плотномера.

[0020] На Фиг. 3 представлен вариант реализации изобретения, выполненный на поверхности.

[0021] На Фиг. 4 представлен вариант реализации изобретения, выполненный в стволе подземной скважины.

[0022] На Фиг. 5 представлен график спектров акустического шума, зарегистрированного гидрофоном в процессе закачки жидкостей гидроразрыва с различными концентрациями расклинивающего агента через трубчатый корпус.

Подробное описание изобретения

[0023] Ниже в описании представлена подробная информация для понимания изобретения. Однако специалистам в данной области следует понимать, что способы изобретения могут быть реализованы на практике без этой подробной информации и что возможны многочисленные вариации или модификации описанных вариантов реализации.

[0024] Прежде всего, следует отметить, что при разработке любых таких фактических вариантов реализации необходимо проверять многочисленные конкретные варианты реализации, чтобы достичь конкретных целей разработчика, таких как соответствие накладываемым системным и коммерческим ограничениям, которые будут различаться в разных вариантах реализации. Более того, следует понимать, что несмотря на возможную сложность и продолжительность такой разработки, ее результат станет рутинным процессом для специалистов в данной области, которые могут воспользоваться преимуществами настоящего изобретения. Кроме того, использованная/описанная в настоящем документе композиция может также содержать некоторые компоненты, отличные от указанных. В кратком изложении сущности и в настоящем подробном описании каждое числовое значение следует сначала читать в сопряжении с термином «приблизительно» (если в явной форме отсутствует в тексте), а в дальнейшем - без такого термина, если контекстом не определено иное. Термин «приблизительно» следует понимать как любое количество или диапазон в пределах 10% от указанного количества или диапазона (например, диапазон от приблизительно 1 до приблизительно 10 охватывает диапазон от 0,9 до 11). Следует также понимать, что в кратком описании сущности и в настоящем подробном описании при указании или описании диапазонов полезных, подходящих или т.п.концентраций подразумевают любые концентрации в пределах этого диапазона, включая конечные точки. Например, «диапазон от 1 до 10» означает указание на все возможные числа в непрерывном множестве от приблизительно 1 до приблизительно 10. Более того, одну или более точек данных в настоящих примерах можно объединить сами по себе или можно объединить с одной из точек данных в описании изобретения для создания диапазона, и, таким образом, они включают в себя все возможные значения или числа, находящиеся в пределах этого диапазона. Таким образом, даже если в пределах этого диапазона в явном виде указаны или подразумеваются конкретные точки данных, либо никакие точки данных не указаны и не подразумеваются, следует понимать, что авторы изобретения учитывают и понимают, что любые точки данных в пределах этого диапазона необходимо рассматривать как заданные, и что авторы изобретения обладают знаниями обо всем диапазоне и точках, находящихся в пределах этого диапазона.

[0025] Используемый в настоящем документе термин «варианты реализации» относится к описанным в настоящем документе примерам, не имеющим ограничительного характера, включенным в формулу изобретения или нет, которые могут быть использованы или представлены отдельно, или в любой комбинации, или в любом сочетании с одним или более другими вариантами реализации. Каждый описанный в настоящем документе вариант реализации следует рассматривать как дополнительный признак, который можно использовать с одним или более другими вариантами реализации, и как альтернативный вариант, который можно использовать отдельно или вместо одного или более других вариантов реализации. Следует понимать, что при этом не предполагается каким-либо образом ограничивать объем включенного в формулу изобретения заявленного объекта изобретения, каких-либо изменений и дополнительных модификаций в проиллюстрированных вариантах реализации, а также любых дополнительных применений идей заявки, проиллюстрированных в настоящем документе, с которыми обычно сталкивается специалист в данной области, к которой относится изобретение, представленное в настоящем документе.

[0026] Более того, схематические иллюстрации и описания, представленные в настоящем документе, следует рассматривать как примеры, а компоненты и операции можно объединять или разделять, добавлять или удалять, а также полностью или частично изменять их последовательность, если в настоящем документе прямо не указано иное. Некоторые проиллюстрированные операции могут быть реализованы посредством компьютера, исполняющего компьютерный программный продукт на машиночитаемом носителе, где компьютерный программный продукт содержит инструкции, посредством которых компьютер выполняет одну или более операций или выдает команды на другие устройства для исполнения одной или более операций.

[0027] В настоящем изобретении предлагаются способы определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва в ходе выполнения гидроразрыва пласта.

[0028] В отрасли представлены различные способы мониторинга концентрации частиц в текущих жидкостях. Помимо вышеописанных способов можно отметить следующие.

[0029] В патенте США 2,903,884, Densitometer, представлена система, в которой для определения плотности жидкости используют акустический импеданс. Этот способ не учитывает наличия частиц в жидкости.

[0030] В патенте США 7,069,776, Method For Measuring Particle Concentration During Injection Pumping Operations, описано использование акустического датчика для обнаружения шума, испускаемого содержащей частицы и текущей по трубе жидкостью. Частотный диапазон ограничивается областью слышимого звука, и в источнике не описано использование машинного обучения или нейронных сетей для анализа зарегистрированного звука.

[0031] В патенте США 7,228,740 В2, Noninvasive Characterization of a Flowing Multiphase Fluid Using Ultrasonic Interferometry, представлен аппарат для неинвазивного мониторинга расхода и(или) состава текущей жидкости с помощью ультразвука. Было обнаружено, что в случае жидкости положение резонансных пиков, возбужденных ультразвуковым сигналом с качающейся частотой, меняет частоту как в ответ на изменение состава, так и в ответ на изменение скорости потока.

[0032] Патент Китая CN101517382 В, Investigating Density or Specific Gravity of Materials; Analyzing Materials By Determining Density or Specific Gravity Using Variation of the Resonant Frequency of an Element Vibrating in Contact With the Material Submitted to Analysis, относится к системе определения или мониторинга технологического параметра, в частности плотности среды, с модулем возбуждения/приема, которая возбуждает модуль, восприимчивый к механическием колебаниям.

[0033] В патенте США 7,552,619 В2, Measurement of Density and Viscoelasticity with a Single Acoustic Wave Sensor, показано, что частотный сдвиг синфазного сигнала двух резонансных частот связан с массовой нагрузкой, обусловленной захваченной жидкостью, при этом энергия, поглощенная жидкостью, или фазовый сдвиг одной из резонансных частот связан с произведением вязкости и плотности жидкости. Получение из него вязкости является просто механической манипуляцией.

[0034] В российском патенте RU 2362128 С1, Measurement Method of Homogeneous Media Acoustic Resistance and Device for Its Implementation, представлена система, которая измеряет акустическое сопротивление гомогенной среды.

[0035] В патенте США 10,301,934 В2, Downhole X-ray Densitometer, представлена система для определения одной или более характеристик текущей жидкости. Этот плотномер содержит один или более расположенных в скважине источников рентгеновского излучения и один или более расположенных в скважине детекторов рентгеновского излучения. Жидкость может протекать мимо источников рентгеновского излучения. Рентгеновские излучение от источников рентгеновского излучения, прошедшее через текущую жидкость, регистрируются детекторами рентгеновского излучения.

[0036] В патенте США 6,543,281 В2, Downhole Densitometer, описано измерительное устройство, которое определяет характеристики жидкости по частотам вибраций полости с образцом и эталонной полости. В одном варианте реализации измерительное устройство содержит трубку для протока образца, эталонную трубку, источники колебаний, датчики, установленные на трубках, а также измерительный модуль.

[0037] В российском патенте RU2483284 C1, Hydrostatic Downhole Densitometer, описан гидростатический скважинный плотномер, который содержит корпус с двумя дифференциальными датчиками давления с разделением внутренней полости корпуса на три камеры, две из которых расположены на концах корпуса для приема давления окружающей среды, а камера, находящаяся между датчиками диффренциального давления, заполнена жидкостью с известными физическими характеристиками.

[0038] В заявке на патент Австралии 2002301428 В2, S ingle Tube Downhole Densitometer, описано измерительное устройство для определения характеристик жидкости по амплитудам колебаний полости с образцом.

[0039] В указанном описании предложены способы оценки концентрации расклинивающего агента в жидкостях гидроразрыва на поверхности и в подземной скважине. Выполняют измерения гидродинамического шума и в сочетании с методами машинного обучения или методами глубокого обучения получают концентрацию расклинивающего агента.

[0040] Существует по меньшей мере два механизма влияния изменения концентрации расклинивающего агента на гидродинамический шум текущей жидкости гидроразрыва. Во-первых, при варьировании концентрации расклинивающего агента изменяется число Рейнольдса для жидкости из-за изменений эффективной вязкости и плотности пульпы. Акустические спектры гидродинамического шума зависят от числа Рейнольдса, которое в свою очередь зависит как от вязкости, так и от плотности жидкости. Во-вторых, столкновения частиц расклинивающего агента друг с другом и стенками трубы также являются источниками шума, причем его спектр зависит от концентрации расклинивающего агента.

[0041] Датчики и оборудование, которые можно использовать для практического применения изложенных способов, включают гидрофоны, высокочастотные датчики давления и измерительные системы, способные регистрировать гидродинамический шум с частотой до 100 кГц. Датчики и оборудование можно установить на поверхности или в стволе подземной скважины.

[0042] На Фиг. 3 показана поверхностная реализация описанного способа. Аппарат содержит трубчатый корпус 301, имеющий входное отверстие 302 и выходное отверстие 303. Трубчатый корпус может быть размещен в смесителе жидкости гидроразрыва, насосах, трубопроводах и т.п. На данной фигуре гидрофон 304 присоединяют посредством резьбового порта 305. Для увеличения генерации гидродинамического шума трубчатый корпус может иметь искусственную полостью на внутренней стенке, или искусственные канавки на внутренней стенке, или любые выступы на внутренней поверхности стенки. Или внутри трубчатого корпуса может иметь место изменение внутреннего диаметра. Или в потоке жидкости можно поместить неподвижный объект или вращающийся лопастной или лопаточный винт или вращающуюся крыльчатку.

[0043] На Фиг. 4 показана внутрискважинная реализация описанного способа. Данная фигура является схематическим представлением обсадной колонны с перфорированными на забое стенками. Устье 401 скважины находится на поверхности 402. Скважина 403 содержит обсадную колонну 404, проперфорированную 405 при подготовке к выполнению гидроразрыва пласта. Внутри обсадной колонны 404 устанавливается насосно-компрессорная труба 406. Ее затрубное пространство изолируется пакером 407 с прикрепленным к нему гидрофоном 408. Информация с гидрофона передается на поверхность по кабелю 409.

[0044] В одном аспекте варианты реализации относятся к способам определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва. В трубчатом корпусе установлены гидрофоны или высокочастотные датчики давления. Жидкость гидроразрыва течет через трубчатый корпус, и измеряют акустические спектры гидродинамического шума. Для анализа акустических спектров гидродинамического шума и оценки концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва применяют модели машинного обучения или модели глубокого обучения.

[0045] В другом аспекте варианты реализации относятся к способам выполнения гидроразрыва пласта. В трубчатом корпусе установлены гидрофоны или высокочастотные датчики давления. Жидкость гидроразрыва течет через трубчатый корпус, и измеряют акустические спектры гидродинамического шума. Для анализа акустических спектров гидродинамического шума и оценки концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва применяют модели машинного обучения или модели глубокого обучения. При фиксированных скоростях закачки (например, 10, 20, 30, 40, 50… баррелей/мин) через конкретный трубчатый корпус можно измерить акустические спектры гидродинамического шума или рассчитать их с помощью программного обеспечения для конкретной жидкости с различными концентрациями расклинивающего агента (например, 1, 2, 3, 4, 5… рра). Единица измерения рра представляет собой отраслевой стандарт и означает «фунты добавленного расклинивающего агента на один галлон жидкости». Один рра означает, что добавлен один фунт расклинивающего агента на один галлон жидкости гидроразрыва. Эту единицу не следует путать с более распространенными фунтами на галлон или фунт-массами/галлон. При проведении гидроразрыва пласта рра лучше отражает полевую практику. На полученных данных проводят обучение модели машинного обучения или модели глубокого обучения. Таким образом, если в качестве входных данных доступны акустические спектры измеренного гидродинамического шума и значения скорости потока, методом регрессии можно оценить любую текущую концентрацию расклинивающего агента с применением модели машинного обучения или модели глубокого обучения.

[0046] В ходе гидроразрыва пласта концентрацию расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва изменяют согласно расписанию. Таким образом при гидроразрыве пласта можно сформировать в трещине гомогенную или гетерогенную упаковку расклинивающего агента. Более того, предлагаемый метод позволяет вносить корректировки в концентрацию расклинивающего агента в режиме реального времени в ходе выполнения гидроразрыва пласта.

[0047] Во всех аспектах в качестве трубчатого корпуса могут использоваться поверхностные трубопроводы, поверхностные манифольды, хвостовики или пакеры.

[0048] Во всех аспектах способы могут реализовываться с использованием лабораторных измерений.

[0049] Во всех аспектах гидрофоны или высокочастотные датчики можно устанавливать до проведения гидроразрыва пласта, а изложенные способы можно реализовать в процессе выполнения гидроразрыва пласта.

[0050] Во всех аспектах изложенные способы можно реализовать с использованием подхода с моделированием. Подход с моделированием может содержать использование программного обеспечения, содержащего ANSYS или STAR-CCM+.

[0051] Во всех аспектах методы машинного обучения могут содержать модели линейной регрессии, ансамблевые модели, нейронные сети или их комбинации.

ПРИМЕР

[0052] Следующий пример является исключительно иллюстративным и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение.

[0053] С помощью аппарата, в котором жидкость циркулировала внутри трубчатого корпуса, регистрировали гидродинамический шум текущей жидкости гидроразрыва при концентрациях расклинивающего агента от 0 рра до 3 рра.

[0054] Использовали следующую экспериментальную последовательность операций.

1. Регистрировали 269 акустических спектров гидродинамического шума от жидкости, текущей с одинаковой скоростью, но содержащей разные концентрации расклинивающего агента в диапазоне от 0 до 3 рра.

2. Эти 269 спектров смешивали в случайном порядке с получением набора данных. Эта процедура названа «перетасовкой».

3. Эти 269 спектров случайным образом разделяли на две группы. 209 спектров вошли в первую группу, и 60 спектров - во вторую группу. Эта процедура названа «разбиением».

4. 209 спектров первой группы использовали для обучения нейронной сети.

5. 60 спектров второй группы использовали в качестве входных данных для обученной на шаге 4 нейронной сети для предсказания концентраций расклинивающего агента в жидкостях согласно спектрам.

6. Предсказанные концентрации расклинивающего агента сравнивали с реальными концентрациями расклинивающего агента, чтобы определить точность метода.

[0055] Измеренные в лаборатории спектры гидродинамического шума показаны на Фиг. 5. Для предсказания концентраций расклинивающего агента использовали машинное обучение и методы глубокого обучения. Кривые на Фиг. 5 входят в число 269 спектров, полученных описанным ранее способом.

[0056] Последовательность операций повторяли восемь раз для оценки точности описанного подхода. Результаты, показанные в таблице 1, подтверждают 100% точность метода во всех случаях.

[0057] Предшествующее описание было представлено со ссылкой на настоящие варианты реализации. Специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение, поймут, что модификации и изменения в описанных структурах и способах эксплуатации могут быть реализованы на практике без существенного отклонения от принципа и объема изобретения. Соответственно, приведенное выше описание не следует рассматривать как относящееся только к конкретным структурам, описанным и показанным на прилагаемых графических материалах, а следует рассматривать в соответствии с приведенными ниже пунктами формулы изобретения и в качестве подтверждения таких пунктов формулы изобретения, которые должны быть представлены в наиболее полном и справедливом объеме.

Группа изобретений относится к способу определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва и способу выполнения гидроразрыва пласта. Устанавливают гидрофоны или датчики давления в трубчатом корпусе. Обеспечивают протекание жидкости гидроразрыва через трубчатый корпус. Измеряют спектры гидродинамического шума. Используют машинное обучение и модели глубокого обучения для анализа акустических спектров гидродинамического шума и определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва. Технический результат заключается в возможности мониторинга и измерения концентрации расклинивающего агента при выполнении гидроразрыва пласта, что обеспечивает корректировку концентрации расклинивающего агента в режиме реального времени с целью создания в трещине гетерогенной упаковки расклинивающего агента. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Способ определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва, содержащий:

(a) установку гидрофонов или датчиков давления в трубчатом корпусе;

(b) обеспечение протекания жидкости гидроразрыва через трубчатый корпус и измерение акустических спектров гидродинамического шума; и

(c) использование машинного обучения или модели глубокого обучения для анализа акустических спектров гидродинамического шума и определения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва.

2. Способ по п. 1, в котором трубчатый корпус содержит поверхностные трубопроводы, поверхностные манифольды, хвостовики или пакеры.

3. Способ по п. 1, в котором этап (с) выполняют с использованием лабораторных измерений.

4. Способ по п. 1, в котором гидрофоны или датчики давления устанавливают до проведения гидроразрыва пласта, а этап (с) реализуют в ходе выполнения гидроразрыва пласта.

5. Способ по п. 1, в котором этап (с) выполняют с применением подхода с моделированием.

6. Способ по п. 5, в котором подход с моделированием содержит использование программного обеспечения, содержащего ANSYS или STAR-ССМ+.

7. Способ по п. 1, в котором методы машинного обучения содержат модели линейной регрессии, ансамблевые модели или нейронные сети или их комбинации.

8. Способ по п. 1, в котором акустические спектры гидродинамического шума охватывают частотный диапазон от 1 до 100 кГц.

9. Способ выполнения гидроразрыва пласта, содержащий:

(a) установку гидрофонов или датчиков давления в трубчатом корпусе;

(b) обеспечение протекания жидкости гидроразрыва через трубчатый корпус и измерение акустических спектров гидродинамического шума;

(c) использование машинного обучения или модели глубокого обучения для анализа акустических спектров гидродинамического шума и выведения концентрации расклинивающего агента в жидкости гидроразрыва; и

(d) в ходе выполнения гидроразрыва пласта - корректировку концентрации расклинивающего агента.

10. Способ по п. 9, в котором трубчатый корпус содержит поверхностные трубопроводы, поверхностные манифольды, хвостовики или пакеры.

11. Способ по п. 9, в котором этап (с) выполняют с использованием лабораторных измерений.

12. Способ по п. 9, в котором гидрофоны или датчики давления устанавливают до проведения гидроразрыва пласта, а этап (с) реализуют в ходе выполнения гидроразрыва пласта.

13. Способ по п. 9, в котором этап (с) выполняют с применением подхода с моделированием.

14. Способ по п. 13, в котором подход с моделированием содержит использование программного обеспечения, содержащего ANSYS или STAR-ССМ+.

15. Способ по п. 9, в котором методы машинного обучения содержат модели линейной регрессии, ансамблевые модели или нейронные сети или их комбинации.

16. Способ по п. 9, в котором акустические спектры гидродинамического шума охватывают частотный диапазон от 1 до 100 кГц.

17. Способ по п. 9, в котором акустические спектры гидродинамического шума измеряют на поверхности подземной скважины.

18. Способ по п. 9, в котором при выполнении гидроразрыва пласта в трещине создается гомогенная упаковка расклинивающего агента.

19. Способ по п. 9, в котором при выполнении гидроразрыва пласта в трещине создается гетерогенная упаковка расклинивающего агента.