Расчёт эффективности гидроразрыва пласта с применением метода эквивалентных сопротивлений и определением скин-фактора

1.

ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Кафедра «Разработка нефтяных и газовых месторождений»
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
ГИДРАВЛИКА И НЕФТЕГАЗОВАЯ ГИДРОМЕХАНИКА
РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА С
ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ
СОПРОТИВЛЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕМ СКИН-ФАКТОРА
Выполнил: Шишкин М.В.,
студент 2-ИНГТ-23ИНГТ-214/ИС
Проверил: Губанов С.И.

2.

ГРП
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – это процесс
использования гидравлического давления для создания
искусственных трещин в пласте либо расширения уже
имеющихся.
Трещина увеличивается в длину, высоту и ширину путем
закачки смеси флюида и проппанта под высоким
давлением.
ГРП обеспечивает наличие связи призабойной зоны
скважины и основной части пласта, обход загрязнений в
ПЗС, улучшенную проводимость этой зоны и, в конечном
итоге, увеличивает приток к скважине при той же
депрессии, что обеспечивает увеличение добычи нефти.
2

3.

ПРОВЕДЕНИЕ ГРП
Первоначально жидкость без проппанта, называемая «пачка»
(«подушка», «буфер»), закачивается для инициирования
трещин и установления их распространения. Затем
закачивается смесь жидкости с закупоривающим
«расклинивающим» агентом (проппантом). Эта смесь
нагнетается для расширения трещин и одновременно
переносит расклинивающий агент глубже в трещину. После
того, как материалы закачаны в пласт, жидкость химическим
путем разрушается с целью понижения вязкости и оттока в
скважину, оставляя высокопроницаемую заклиненную трещину
для легкого прохождения нефти и/или газа из удаленных зон
пласта в скважину. Трещина имеет два крыла,
распространяющихся в противоположных направлениях от
скважины и ориентированных более или менее в вертикальном
плане. Известно существование других конфигураций трещин,
но они составляют относительно малую долю в данных
промыслового опыта, поэтому обычно рассматривают
вертикальную трещину. Завершающим этапом является
закачка жидкости продавки, которая предназначена для того,
чтобы продавить проппант в трещину.
3

4.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Будем рассматривать эффективность вертикальных трещин,
образующихся при гидравлическом разрыве нефтяного пласта.
Под воздействием высокого внутреннего давления труба обычно
разрывается вдоль, а не поперек. Когда трещины оказываются
горизонтальными, то в многослойном нефтяном пласте,
разделенном многими непроницаемыми прослоями, возникает
серьезная проблема потери значительной части подвижных
запасов нефти в других соседних нефтяных слоях, не затронутых
гидроразрывом.
Рассмотрим систему совместно работающих добывающих и
нагнетательных скважин (элемент этой системы). Эффективность
выражается в уменьшении общего фильтрационного
сопротивления или, при соблюдении постоянной разности
забойных давлений нагнетательных и добывающих скважин, в
увеличении общего дебита жидкости и общего дебита нефти.
Эффективность, создаваемую вертикальными трещинами, будем
определять по вертикальным скважинам, поэтому начнем с
определения дебита вертикальных скважин. Рассмотрим
вертикальную скважину, расположенную в центре кругового
участка нефтяного пласта
4

5.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Рассмотрим схему линейной системы заводнения для
однорядной полосы, которая содержит половину
нагнетательной и половину добывающей скважин
Разделим зону дренирования скважины на десять кольцевых
участков, одинаковых по фильтрационному сопротивлению:
5

6.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Доли участия прискважинных зон в общем
фильтрационном сопротивлении, в общей площади,
объёме и в общих геологических запасах нефти
6

7.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Рассмотрим увеличение продуктивности скважины
(уменьшения фильтрационного сопротивления ν1) при
проведении ГРП на добывающих скважинах в
зависимости от длины вертикальной трещины lтр и μ* –
соотношения подвижностей вытесняющего агента и
нефти в пластовых условиях
7

8.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Рассчитаем увеличение продуктивности скважины
(уменьшения фильтрационного сопротивления ν2) при
проведении ГРП на добывающих и нагнетательных
скважинах в зависимости от длины вертикальной
трещины lтр и μ* – соотношения подвижностей
вытесняющего агента и нефти в пластовых условиях
8

9.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Увеличение продуктивности скважины (уменьшение
фильтрационного сопротивления νз.1) за счет ГРП в
добывающих и нагнетательных скважинах при различных
значениях lтр и μ* при наличии зоны с ухудшенной
проницаемостью (в 10 раз) с радиусом R5
9

10.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Увеличение продуктивности скважины (уменьшение
фильтрационного сопротивления νз.2) за счет ГРП в
добывающих и нагнетательных скважинах при различных
значениях lтр и μ* при наличии зоны с ухудшенной
проницаемостью (в 10 раз) с радиусом R2
10

11.

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРП С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Построим график зависимости уменьшения
фильтрационного сопротивления (ν) от длины трещины
(lтр) при вязкости μ*, рассчитанного для варианта для
различных условий: максимальное увеличение дебита
наблюдается в случае засорения ПЗП на расстоянии R5 от
скважины
11

12.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГРП
ПО МЕТОДУ М.ЭКОНОМИДЕСА
Определим число проппанта
Определим безразмерную проводимость разрыва:
Для скважины, расположенной в центре области
дренирования в форме круга, безразмерный
индекс продуктивности для псевдостационарного
режима притока сводится к выражению:
12

13.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГРП
ПО МЕТОДУ М.ЭКОНОМИДЕСА
Определим кратность прироста дебита после обработки скважины,
предположив, что по результатам расчета скин-фактора до ГРП по
методу Хорнера, S=0.
Для интерпретации КВД по методу Хорнера перед остановкой
скважины необходимо замерить время T эксплуатации скважины с
постоянным дебитом Q, то есть на установившемся режиме. При
этом время Т должно быть соизмеримо с временем
восстановления давления t. Давление на забое скважины в любой
момент после ее остановки согласно методу Хорнера описывается
уравнением
13

14.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГРП
ПО МЕТОДУ М.ЭКОНОМИДЕСА
1) Гидропроводность
определяется как
2) Проницаемость находится из
соотношения
3) Пьезопроводность находится
как:
14

15.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГРП
ПО МЕТОДУ М.ЭКОНОМИДЕСА
4) Скин-фактор:
5) Определение начального пластового давления
производится следующим образом. Находится точка
пересечения касательной к графику Хорнера и оси
осью Δр*, к которому прибавляется значение
забойного давления на момент остановки скважины
Руст
6) Определим кратность прироста дебита после
обработки скважины
Увеличение дебита после проведения гидроразрыва
составит 4,45 раза.
15

16.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ГРП ПО
КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ РОССИИ
Рассчитаем проводимость трещины:
Рассчитываем площадь
дренирования:
Рассчитываем безразмерное время:
Находим безразмерное давление PD
по корреляциям для
месторождений России
16

17.

РАСЧЕТ СКИН-ФАКТОРА ПОСЛЕ ГРП ПО
КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ РОССИИ
Определяем скин-фактор:
Если проницаемость в зоне изменения kпр намного выше, чем
проницаемость пласта k, то скважина будет вести себя как
скважина с вероятным радиусом Rэф (эффективный радиус
скважины). Rэф может быть вычислен на основе реального
радиуса и скин-фактора: