Моделирование гидравлического разрыва пласта в процессе разработки нефтяных месторождений

1.

Моделирование
гидравлического разрыва
пласта с применением
метода блочнофакторного анализа в
процессе
разработки
Проект представляет:
нефтяных месторождений
Корнев Александр Игоревич
Студент 2 курса магистратуры ИШПР ТПУ
Направление 24.04.01 «Нефтегазовое
дело»
Научный руководитель:
Максимова Юлия Анатольевна

2.

Цели
Актуальность
Повышение
2

3.

Оценка современных подходов к
формированию расчета проектного
коэффициента извлечения нефти
Гидродинамич
еское
моделировани
е
Расчет
основных
показателей
разработки
Мониторинг текущей
системы разработки
нефтяного
месторождения
Геологичес
кое
моделиров
ание
Оценка и
прогноз
основных
показателей
3

4.

Оценка современных подходов к
формированию расчета проектного
коэффициента извлечения нефти
Факторы влияния на проектный КИН
Оценка КИН в зависимости от
гидропроводности пласта
Способы расчета КИН:
1
Статистические модели
Эмпирические методы
Влияние параметров:
2
3
Гидропроводность пласта
Фильтрационно-емкостные свойства
(ФЕС)
Метод материального
баланса
КИН
Ненасыщенный пласт без притока
воды
Ненасыщенный пласт с притоком
воды
Насыщенный пласт
4

5.

Метод повышения фактического КИН
до проектного
Гидроразрыв пласта
Условия уместного применения в модели
ГРП+БФА:
Мощная продуктивная толща
Давление от среднего до высоких
значений
Наличие барьеров напряжений и зон
повреждений/низкой проницаемости
Важным этапом является проектирование
и моделирование ГРП, имеющая
следующие виды математических моделей
1 трещин ГРП:
3 Псевдотрехмерные
модели
2
4
Одномерные модели
Трехмерные модели
Схематичная картина процесса гидроразрыва пласта
Двумерные модели
5

6.

Блок-схема этапа проектирования
ГРП
Проектирование ГРП
Выбор скважин по
существующей/планиру
емой системе
разработки МР
Анализ физикомеханических
характеристик горных
пород
Выбор теоретической
модели формирования
трещины
Определение
наилучшей геометрии
трещины
Подготовка к проведению ГРП
Исходные данные
для
проектирования
ГРП
Литолого-
Проведение
ГРП
Построение
математической модели
трещин ГРП
1
2
3
4
минералогические
характеристики пласта
Механические свойства
породы пласта
Свойства пластовой
жидкости и энергия
пласта
Горизонтальн
ая трещина
Ориентац
ия
трещины?
Вертикальна
я трещина
6

7.

Проблемы эффективности
проведения ГРП
Эффективность ГРП на НМР Х1
Эффективность ГРП на НМР Х2
Год
Количество ГРП
на работающих
скважинах
Количество
ГРП всего
Дополнительная
добыча нефти, тыс.
т
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
16
2
3
1
1
2
0
1
37
7
13
2
16
2
7
12
195,6
157,5
117,1
91,6
73,6
62
46,8
48,3
7

8.

Блочно-факторный анализ
месторождения
Разделение
участка на
ячейки
заводнения
Для повышения
эффективности
проектирования и
моделирования трещин
ГРП предлагаем
применение метода
блочно-факторного
анализа
месторождения (БФА).
Данный инструмент
позволяет произвести
выбор кандидатаскважины на
проведение ГРП.
Загрузка
исходных данных
месторождения
Результаты
анализа
месторождения
Программный
расчет
Python+VBA
Excel
Градация
наиболее
проблемных
блоков
8

9.

Общий принцип выполнения расчетов
БФА
Выгрузка и проверка параметров
объектов разработки
1. Координаты
2. Верификация входных данных
3. Подгрузка контуров заводнения
4. Формирование входных данных
Формирование ячеек заводения (деление
объекта на блоки)
5. Подбор PVT-свойств
Формирования входных параметров (базы
6. Определение задержки на реакцию между скважинами
данных по блокам) для расчетов
7. Подбор параметров закачки
8. Оценка энергетики пласта
9. Построение характеристики вытеснения
10. Оценка эффекта от ГТМ сверх базовой добычи
Расчет материального баланса по блокам
Выполнение
блочного анализа
11. Прогноз эксплуатационных параметров разработки
12. Расчет материального баланса по блокам
Выполнение
факторного анализа
Выявление и ранжирование проблемных
14. Адаптация модели при низкой сходимости расчет-факт
зон
13. Проверка сходимости
15. Выполнение факторного анализа
16. Составление отчета по участку месторождения
Составление отчета по результатам
анализа блоков объекта разработки
9

10.

Комплексный подход к
проектированию ГРП с БФА
Исходные данные для
проектирования ГРП:
Проектирование ГРП
Анализ физико-механических
характеристик горных пород
участка месторождения
(объекта разработки)
Выбор скважин (по рейтингу
проблемных блоков в
системе разработки
месторождения)
Выбор теоретической
модели формирования
трещины
Определение
наилучшей геометрии
трещины
1
1
22
БФА
участка
месторожде
ния
Горизонтальн
ая трещина
Ориентац
ия
трещины?
Вертикальн
ая трещина
Пласт:
- глубина залегания H, м
- мощность продуктивной части h
- проницаемость К, Д, пористость m, %
- степень загрязнения S
- модуль упругости E, МПа
- пластовое давление Pпл, Мпа
- радиус дренирования Zк, м
- площадь дренирования А, м
- градиент разрыва L, МПа/м
Скважина: диаметр обсадной
колонны Д, мм
4
Подготовка к проведению ГРП
3
Построение математической модели
трещин ГРП для участка
месторождения
(объекта разработки)
10

11.

Комплексный подход к
проектированию ГРП с БФА
Пояснение пунктов схемы ГРП с
БФА
1
2
3
4
На основе истории разработки
месторождения в инструменте БФА
рассчитываем, выявляем и ранжируем
ячейки заводнения – выдаем исходные
параметры, необходимые для
моделирование ГРП
Из полученного отчета по БФА участку
месторождения отбираем скважины.
Составляем порядок проведения ГРП
из отобранных скважин
Адаптируем математические модели
ГРП к БФА для уменьшения
погрешности расчетных результатов с
фактическими данными
Если модели показывают
положительные результаты и прогнозы
при минимальных погрешностях
расчетов - переходим на следующий
Проектировани
е ГРП
Блочнофакторный
анализ
Объект разработки
(участок месторождения)
КИНфакт ≈
КИНпроект
11

12.

Апробация комплексной методики
Результаты расчетных и фактических значений
геометрии трещин ГРП и дебита нефти после
ГРП на месторождении Х3 пласт БВ17
Дизайн
Редизай
н
Факт
Безразмерная
проводимость трещины
5,4
7,9
7,6
Скин-фактор (идеальный
геометрический)
-5,17
-4,8
-4,8
м
90
56,3
57
м
15
24,7
24,7
мм
2,71
2,94
2,92
Проводимость трещины
мД*м
954
1428
1421
Проницаемость трещины
мД
277000
415500
415700
атм
42
23
23
%
67
53
55
м3/сут
23
36,1
35,6
Параметр
Закрепленная полудлина
трещины
Закрепленная высота
трещины
Закрепленная ширина
трещины
Эффективное давление
(осн. ГРП)
Эффективность жидкости
(осн. ГРП)
Дебит нефти
Профиль трещины по
дизайну
Профиль трещины
после ГРП
12

13.

14.

Апробация комплексной методики
Результаты расчетов по комплексной методике
на пласте АВ1
Скважина
Z1
Наклоннонаправленная
Z2
Горизонтальна
я
(Первая
стадия)
Параметр
Дизай
н
Редиза
йн
Факт
Полудлина
трещины, м
209,9
87,71
83,8
Высота трещины,
м
24,6
22,5
21,6
Ширина трещины,
мм
1,79
0,67
0,70
Дебит нефти,
м3/сут
25
16
16,7
Полудлина
трещины, м
135,9
66
66
Высота трещины,
м
22,3
25,1
25,1
Ширина трещины,
мм
2,20
3,01
2,97
Дебит нефти,
м3/сут
32,1
34,1
35,2
Полудлина
104
108
108
14

15.

Заголовок слайда
Подзаголовок
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
15

16.

Заголовок слайда
Подзаголовок
Подзаголовок
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
16

17.

Заголовок слайда
Подзаголовок
Подзаголовок
Подзаголовок
Используйте данный шаблон при
подготовке к защитам
Используйте данный шаблон при
подготовке к защитам
Используйте данный шаблон при
подготовке к защитам
17

18.

Заголовок слайда
Подзаголовок
18

19.

Заголовок слайда
Подзаголовок
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
19

20.

Подзаголовок
Подзаголовок
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
Используйте данный шаблон при подготовке к
защитам
20

21.

22.

Моделирование гидравлического разрыва
пласта с применением метода блочнофакторного анализа в процессе разработки
нефтяных месторождений
Корнев Александр Игоревич
Национальный исследовательский
Томский политехнический университет
БЛАГОДАРЮ
ЗА ВНИМАНИЕ!
Томск
Email: [email protected]
Всероссийский инженерный конкурс
2023 год

English Русский Rules