RU2505670C1 - Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины - Google Patents
Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505670C1 RU2505670C1 RU2012130906/03A RU2012130906A RU2505670C1 RU 2505670 C1 RU2505670 C1 RU 2505670C1 RU 2012130906/03 A RU2012130906/03 A RU 2012130906/03A RU 2012130906 A RU2012130906 A RU 2012130906A RU 2505670 C1 RU2505670 C1 RU 2505670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fracture
- parameters
- hydraulic
- hydraulic fracturing
- crack
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims description 32
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 101100491335 Caenorhabditis elegans mat-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100040428 Chitobiosyldiphosphodolichol beta-mannosyltransferase Human genes 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- -1 proppants Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещины гидроразрыва пласта (ГРП) при проведении ГРП в нефте- и газоносных резервуарах с существующей сетью природных (геологических) трещин и может найти применение на соответствующих нефтяных и газовых месторождениях. Согласно способу предварительно создают матрицу взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте, закачке и трещине и прогнозируемым приращением траектории трещины гидроразрыва пласта. Инициируют процесс гидроразрыва пласта. Осуществляют измерение действительных исходных параметров образующейся трещины гидроразрыва. Осуществляют поиск и получение по матрице прогнозируемого приращения траектории трещины в зависимости от действительных исходных параметров образующейся трещины. Измеряют действительное приращение траектории образующейся в процессе гидроразрыва трещины. Осуществляют сравнение действительного приращения траектории образующейся трещины с прогнозируемым приращением траектории трещины. При этом в случае их расхождения осуществляют изменение действительных исходных параметров образующейся трещины. Техническим результатом является повышение эффективности и точности управления процессом ГРП. 19 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещины гидравлического разрыва (гидроразрыва) пласта (далее - ГРП) при проведении ГРП в нефте- и газоносных резервуарах с существующей сетью природных (геологических) трещин и может найти применение на соответствующих нефтяных и газовых месторождениях.
Предшествующий уровень техники
ГРП представляет собой широко используемый способ интенсификации притока углеводородов из пласта в нефтяных или газовых скважинах. Для достижения наилучшего экономического результата операции ГРП разрабатывается расчетная модель операции. Такая модель основывается на механических характеристиках пласта, таких как пластовые наряжения, упругие и пластические модули породы, трещиностойкость, проницаемость и проч., а также подборе оптимальных параметров закачки жидкости ГРП в пласт, в частности, выбор надлежащей жидкости ГРП, расклинивающих агентов, режима закачки и проч. Расчетная модель разрыва играет достаточно важную роль, состоящую в том, чтобы гарантировать, что реальные параметры геометрии трещины совпадут с прогнозируемыми значениями, а выбранная жидкость ГРП и расклинивающий агент, их количество, скорость закачки и программа изменения концентрации расклинивающего агента в различных порциях жидкости разрыва приемлемы для успешной реализации самого процесса ГРП.
Большинство расчетных моделей, предлагаемых в настоящее время для коммерческого использования (STIMPLAN, NSI Technologies; FracProPT, Pinnacle Technologies; MFRAC, Meyer and Associates; и т.п.), а также информация, содержащаяся в ссылках 1-9, основываются на предположении, что в обрабатываемой породе создается единственная плоскость гидравлического разрыва. Разрыв начинается от ствола скважины и увеличивается со временем по длине и высоте по мере закачивания жидкости гидроразрыва и расклинивающего агента. Напряженное состояние в пласте резервуара таково, что обычно имеется минимальное напряжение в одной из трех компонент напряжения, и созданный гидравлический разрыв стремится распространяться в плоскости, перпендикулярной к минимальному напряжению. Это предположение об единственном плоскостном разрыве обычно приемлемо для операций гидроразрыва в пласте, состоящем из горизонтально однородных слоев.
Однако, в последнее время стало увеличиваться количество операций ГРП, выполняемых на нестандартных нефтеносных пластах. В случае сложных пластовых резервуаров, например, содержащих сланцевый газ, в которых имеется сеть природных (геологических) трещин, предположение о том, что трещина ГРП имеет планарную геометрию, становится не обоснованным. В таких пластах наблюдается проникновение жидкости гидроразрыва в так называемые, соединительные ветви, в результате чего создается сложная сеть пересекающихся разрывов.
Стало очевидным, что традиционные средства разработки оптимальных стратегий выполнения операции гидроразрыва пласта, основанные на планарном распределении, не дают необходимого эффекта в применении в продуктивных слоях сложной объемной конфигурации.
В таких случаях требуются новые средства разработки для определения оптимальных стратегий выполнения операции ГРП.
Так, с учетом назначения, а именно, выполнения ГРП в пластах, содержащих природные (геологические) трещины, наиболее близким к заявленному изобретению является способ гидроразрыва породы, содержащей природные трещины (WO 2008093264, Е21В 43/26, опубл. 07.08.2008). Способ реализуется для проведения процесса ГРП в пластах, содержащих геологические трещины. Согласно указанному способу осуществляют: а) получение геомеханических свойств слоя подземного пласта, данных о заканчивании скважины и пластовом резервуаре для подземного пласта и описания сети геологических разрывов в подземном пласте; b) моделирование операции гидроразрыва пласта, заключающееся во вводе полученных данных в модель, которая моделирует продвижение сети ветвей разрыва с использованием деления ветвей разрыва на множество элементов, чтобы образовать сетку разрыва, с) определение и приготовление оптимального состава жидкости гидроразрыва для достижения цели операции гидроразрыва, d) закачивание жидкости гидроразрыва в ствол скважины под давлением, достаточным для разрыва подземного пласта.
Вместе с тем, известный способ имеет недостатки, выраженные в том, что предлагаемый способ имеет большую ресурсоемкость вычислений, что увеличивает капиталозатраты на осуществление. Вместе с тем, в способе отсутствует корректировка расчетной модели за счет сравнения расчетных и полученных измерений, что увеличивает ошибку эксперимента и ведет к низкой точности способа в целом.
Раскрытие изобретения
Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении эффективности и точности управления процессом ГРП, а именно, траекторией распространения трещины ГРП в пластах, содержащих природные (геологические) трещины, а также в снижении капиталозатрат на его реализацию.
Технический результат достигается за счет реализации следующих операций:
а) предварительно создают матрицу взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте, закачке и трещине и прогнозируемым приращением траектории трещины гидроразрыва пласта,
б) инициируют процесс гидроразрыва пласта,
в) осуществляют измерение действительных исходных параметров образующейся трещины гидроразрыва,
г) осуществляют поиск и получение по матрице прогнозируемого приращения траектории трещины в зависимости от действительных исходных параметров образующейся трещины,
д) измеряют действительное приращение траектории образующейся в процессе гидроразрыва трещины,
е) осуществляют сравнение действительного приращения траектории образующейся трещины с прогнозируемым приращением траектории трещины,
ж) и в случае их расхождения осуществляют изменение действительных исходных параметров образующейся трещины.
Матрицу взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте, закачке и трещине и прогнозируемым приращением траектории трещины гидроразрыва пласта создают путем численных расчетов и/или экспериментов.
Исходные параметры о пласте, закачке и трещине включают параметры пласта и природных трещин, параметры закачки жидкости гидроразрыва, параметры начальной траектории трещины.
В качестве параметров пласта и природных трещин используют механические напряжения в пласте, коэффициенты сцепления на поверхностях раздела, коэффициенты трения на поверхностях раздела, относительный угол между трещиной гидроразрыва и природным разломом в точке их контакта, параметр, характеризующий месторасположение природных трещин, параметр размера природных трещин.
В качестве параметра закачки жидкости гидроразрыва пласта используют вязкость закачиваемой жидкости гидроразрыва, скорость закачки жидкости гидроразрыва, усредненное давление жидкости в трещине гидроразрыва.
В качестве параметра начальной траектории трещины используют длину трещины, зазор между концом трещины гидроразрыва пласта и поверхностью раздела.
Исходные параметры о пласте, закачке и трещине и прогнозируемое приращение траектории трещины гидроразрыва пласта в матрице представлены в виде нормированных величин.
Операции в), г), д), е), ж) выполняют в режиме реального времени процесса гидроразрыва пласта.
Операции в), г), д), е), ж) выполняют с помощью устройства управления.
Устройство управления снабжено функцией конвертирования действительных измеряемых величин в нормированные величины и наоборот.
Действительные исходные параметры образующейся трещины гидроразрыва измеряют с помощью средств измерения.
Действительное приращение траектории образующейся трещины гидроразрыва измеряют с помощью средств измерения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - Схематичное изображение основных параметров при приближении гидравлического разрыва к поверхности раздела.
Фиг.2 - Схематичное изображение возможных вариантов распространения траектории трещины ГРП при ее взаимодействии с поверхностью раздела.
Фиг.3 - Схематичное изображение трех возможных базовых вариантов распространения трещины ГРП при взаимодействии с природной трещиной.
Фиг.4 - Фрагмент матрицы взаимосвязи нормированных параметров и характеристики смещения трещины ГРП на поверхности раздела.
Варианты осуществления изобретения
Существует много факторов, управляющих сложностью геометрии гидравлического разрыва. В случае гидроразрыва, вступающего во взаимодействие с коллекторным слоем, естественным разрывом или разрывным нарушением, образовавшимся при трении (все они далее называются «поверхность раздела»), гидравлический разрыв может продолжиться прямо сквозь поверхность раздела, или же закончиться на поверхности раздела, или же продолжить свое распространение на некотором смещении вдоль раздела (Фиг.3).
К основным параметрам, которые управляют выбором одного из перечисленных вариантов прохождения трещины, относятся, в частности: скорость закачки жидкости ГРП (Q), вязкость жидкости ГРП (µ), разность напряжений на бесконечности (σ1-σ3), свойства поверхности раздела, такие как трение (φ), сцепление (С), угол подхода (β) трещины ГРП к поверхности раздела и зазор (d) между ближайшим концом гидравлического разрыва и поверхностью раздела (Фиг.1).
На Фиг.2 показаны возможные варианты распространения трещины ГРП при пересечении поверхности раздела. На Фиг.1 и Фиг.2 поверхность раздела изображена в виде тонкой горизонтальной линии, разрезающей каждый рисунок пополам, "Mat 1" и "Mat 2" указывают потенциально отличающиеся материалы на каждой стороне поверхности раздела, а трещина подходит с нижней части рисунка. Для схематичного указания возможной траектории распространения трещины ГРП для данных рисунков предполагалось, что разрыв имеет плоскостную геометрию, хотя процесс можно расширить и на трехмерную модель.
При помощи независимого варьирования каждого из этих управляющих параметров посредством проведения серии физических экспериментов или численного моделирования имеется возможность определить условия, при которых наиболее вероятны различные сценарии (варианты) пересечения поверхности раздела, т.е. характер и направление трещины ГРП, показанные на Фиг.2. Для этого может потребоваться большое количество сценариев (серий экспериментов), в зависимости от требующейся разрешающей способности, но в случае численного моделирования с использованием современных вычислительных устройств (компьютеров) это вполне осуществимо и промышленно применимо.
Полученные результаты могут быть сведены в матрицу (база данных, справочная таблица или иные массивы информации), содержащую ключевые данные, определяющие, будет ли гидроразрыв при закачивании жидкости иметь тенденцию быть более плоскостным в одном крайнем случае, или он будет иметь тенденцию к ветвлению на много разрывов, покрывающих большой объем резервуара в другом крайнем случае, или распространяющийся гидравлический разрыв прекратит рост на поверхности раздела без дальнейшего распространения. Такая матрица может быть создана путем численных расчетов и/или физических экспериментов.
Вместе с тем, также требуется информация о геометрической сложности распространения гидравлического разрыва через сеть уже существующих естественных разрывов. Эта информация может основываться на результате взаимодействия между гидравлическим разрывом и уже существующим естественным разрывом или поверхностью раздела. Известный результат этого взаимодействия с естественным разрывом может налагаться, чтобы дать результирующую траекторию распространения разрыва через последовательность естественных разрывов в трещиноватом пласте. Здесь и далее, изменение траектории трещины ГРП, учитывающее ее характеристики, такие как характер трещины, геометрия и направление трещины, будет считаться «приращением» трещины.
Таким образом, первый шаг в предлагаемом способе состоит в том, чтобы получить решение задачи о взаимодействии трещины ГРП с уже существующим природным разломом и сохранить полученное решение для его дальнейшего использования.
Так как результат распространения разрыва через поверхность раздела зависит от таких параметров, как: 1) параметры пласта и природных трещин, 2) параметры закачки жидкости ГРП, 3) параметры начальной траектории трещины, то считаем, в рамках заявленного изобретения, что указанные параметры образуют «исходные» параметры о пласте, закачке и трещине.
Так, «исходные» параметры, в частности, включают:
- параметры (свойства) пласта и природных трещин:
механические напряжения в пласте в этом месте, коэффициенты сцепления и трения на поверхностях раздела, относительный угол их наклона относительно трещины ГРП, местоположение и размер природных трещин,
- параметры (свойства) закачки жидкости ГРП: вязкость закачиваемой жидкости гидроразрыва и скорость ее закачки, или усредненное давление жидкости в трещине ГРП,
- параметры (свойства) начальной траектории (геометрии) трещины: длина трещины, зазор между концом трещины ГРП и поверхностью раздела (если он существует), и проч.
Полученные результаты для каждого исследуемого параметра могут быть сохранены в соответствующем массиве информации (справочной таблице, базе данных или электронной таблице), т.е. матрице взаимосвязи, где для каждого конкретного набора (множества) исходных параметров, полученных в числовых расчетах или физическом эксперименте, получена и сохранена соответствующая прогнозируемая траектория, т.е. приращение распространения трещины ГРП.
Таким образом, матрица взаимосвязи должна быть создана для независимого набора параметров, чтобы избежать чрезмерных: объема данных, продолжительности создания базы данных и времени окончательного поиска. После того, как набор параметров определен, должна быть задана оптимальная разрешающая способность значений параметра для каждого из независимых параметров.
Далее, реализуют процесс гидроразрыва и осуществляют реальные измерения исходных параметров (пласта и природных трещин; закачки жидкости ГРП; начальной траектории трещины) образующейся трещины ГРП, т.е. действительные измерения исходных параметров образующегося разрыва.
Так, ряд параметров образующейся трещины ГРП и пласта, осуществляются с помощью измерительных приборов (например, датчиков, распределенных по соответствующим зонам пласта, сейсмических и акустических измерительных приборов, наклонометра и т.д.), т.е. с помощью средств измерения. Так, указанные параметры определяются в режиме реального времени, что позволяет осуществлять постоянный мониторинг операции гидроразрыва и повысить эффективность управления процессом ГРП.
Для осуществления возможности использования указанной матрицы взаимосвязи в процессе реализации заявленного способа необходимо применение программного устройства с возможностью выполнения операций по измерению параметров и логической обработки данных.
В качестве такого устройства возможно применение устройства проектирования, известного из WO 2008093264, Е21В 43/26, опубл. 07.08.2008). Такое комбинированное средство может быть применимо для разработки операций гидроразрыва, их мониторинга и управления операциями в режиме реального времени, а также для оценки результатов операции гидроразрыва пласта в соответствующем пласте, в котором имеются естественные разрывы или разрывные нарушения.
Устройство проектирования должно иметь способность обращаться к матрице взаимосвязи для определения местоположения возобновления разрыва или другой траектории (приращения) распространения разрыва.
Так, первоначально, в ходе осуществления гидроразрыва, устройству проектирования должны быть предоставлены реальные (действительные) исходные параметры, характеризующие пласт и природные трещины, закачку жидкости ГРП и начальную траекторию трещины, которые измеряются, как указано выше, датчиками или в ходе специальных измерений. Далее, в процессе реализации ГРП указанные измеряемые параметры также предоставляются устройству проектирования в режиме реального времени.
Далее, эти действительные измеряемые параметры необходимо преобразовать в независимые параметры (нормированные величины), поскольку значения параметров в матрице взаимосвязи представлены в виде нормированных (безразмерных) значений. Таким образом, указанное устройство проектирования снабжено функцией конвертирования реальных измеряемых в процессе гидроразрыва параметров в нормированные величины (и наоборот).
Вместе с тем, устройство проектирования реализует функции по обращению и поиску в матрице взаимосвязи прямого сценария (траектории) или сценария (траектории), получаемого интерполяцией между двумя или более сценариями, которые и являются прогнозируемым приращением траектории роста трещины ГРП в зависимости от измеренных действительных исходных параметров образующейся трещины ГРП.
После этого, по матрице взаимосвязи устройство проектирования определяет результирующую траекторию распространения трещины - прогнозируемое приращение трещины - с соответствующими ее характеристиками (параметрами), например, смещение возобновления разрыва вдоль поверхности раздела на ее противоположной стороне. И далее, осуществляет проконвертирование нормированных параметров в единицы измеряемых физических величин (например, к реальному расстоянию смещения).
В ходе реализации ГРП и роста трещины осуществляют измерение действительного приращения траектории этой образующейся трещины с помощью датчиков или измерительных методов, позволяющих определить ее необходимые характеристики. Указанные данные предоставляются устройству проектирования.
Выполняют операцию сравнения действительного приращения траектории образующейся трещины с прогнозируемым приращением траектории трещины, которая реализуется устройством управления.
В действительности, реальные измеренные данные распространения гидравлического разрыва могут отличаться от результатов вычислений устройством управления. Для сведения к минимуму ошибки при прогнозировании и улучшения окончательного результата операции гидроразрыва любые несоответствия между прогнозируемыми и измеренными данными могут использоваться для изменения почти в реальном времени действительных исходных параметров образующейся трещины (что, безусловно, позволяет оптимизировать весь способ в целом).
Такая операция включает в себя определенные исходные параметры корректируются (изменяются) во время осуществления гидроразрыва. Так, в режиме, близком к реальному времени, возможно, с учетом полученной погрешности при выполнении операции сравнения, изменять геометрию или давление, скорость закачивания и вязкость жидкости гидроразрыва.
Таким образом, добиваемся улучшения совпадения между прогнозируемыми и измеренными параметрами в процессе реализации способа, что, в свою очередь (в совокупности вышеперечисленными существенными признаками), приводит к повышению эффективности управления траекторией трещины ГРП.
Пример наилучшего воплощения изобретения
Сначала создается матрица взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте и природных трещинах, закачке жидкости ГРП и начальной траектории трещины до взаимодействия с разломом, с одной стороны, и и прогнозируемым приращением траектории трещины ГРП после взаимодействия с разломом, с другой стороны. Такая матрица может быть получена, например, с помощью численного решения задачи о механическом взаимодействии трещины ГРП под постоянным внутренним давлением и природным разломом в момент их соприкосновения, и представлена в виде таблицы, показанной на Фиг.4.
Для сокращения числа независимых параметров задачи все величины в численной задаче нормируются, и решение, таким образом, оказывается функцией коэффициента трения на разломе λ, угла наклона разлома β, безразмерного дифференциального напряжения в пласте Δ=(σ1-σ3)/(σ1+σ3) и безразмерного избыточного давления в трещине ГРП П=2(р-σ3)/(σ1+σ3). Далее принимая во внимание, что после столкновения с разломом трещина ГРП продолжит свое распространение, если новая трещина отрыва возникнет на обратной стороне разлома, в качестве характеристик приращения траектории трещины ГРП на разломе выбираются смещение максимума растягивающего напряжения вдоль линии разлома и его величина. В результате нормировки величина смещения будет нормирована на длину трещины ГРП LHF, а напряжение - на среднее напряжение в пласте σm=(σ1+σ3)/2.
Далее, инициируют процесс ГРП и осуществляют измерение действительных исходных параметров пласта, закачки и образующейся трещины ГРП. На определенном этапе необходимо узнать об изменении траектории трещины ГРП после взаимодействия с встретившимся на ее пути разломом. При этом измеренные напряжения в пласте σ1=6 МПа, σ3=4 МПа, давление в трещине ГРП оценивается как р=5.5 МПа, а ее текущая длина LHF=100 м. Природная трещина имеет коэффициент трения 0.5. Далее, предположим два варианта ориентации природной трещины: а) 10° и b) 40°.
Используя правила нормировки, использованные в таблице, получаем λ=0.5, Δ=0.2, П=0.3, углы же для первого случая а) β=10°, а для второго случая b) β=40°.
Далее, осуществляют поиск и получение по матрице взаимосвязи прогнозируемого приращения траектории трещины, в частности смещения и величины пика напряжения, в зависимости от данных параметров. Для вышеприведенных параметров ищем значение характеристики приращения трещины ГРП и находим в первом случае смещение трещины 0.049, величина напряжения - 0.0163. Во втором случае смещение трещины 0.025, величина напряжения - 0.7929 (соответствующие строки в таблице на Фиг.4 выделены).
Далее, осуществляется преобразование нормированных значений в размерные единицы соответствующих характеристик. Получаем для случая а) смещение 4.9 м. и напряжение 0.08 МПа, для случая b) смещение 2.5 м. и напряжение 3.96 МПа.
Затем, на основании сравнения величины пика растягивающего напряжения и предела прочности породы на разрыв решается будет ли вторичная трещина образовываться на разломе, или нет. Пусть предел прочности равен 4 МПа, тогда в случае а) произойдет пересечение трещины разлома на расстоянии 2.5 м, а в случае b) персечения не произойдет и трещина остановится на этом разломе.
Далее, предоположим что проводятся измерения характеристик приращения траектории образующейся в процессе ГРП, а именно персечения и смещения трещины в случае а), которые показали, что смещение равно в действительности 1.3 м.
Далее, осуществляют сравнение действительного приращения траектории образующейся трещины с прогнозируемым приращением траектории трещины. Так как значения оказались разные, осуществляют изменение действительных исходных параметров образующейся трещины. В этом случае значение давления жидкости корректируется. На основе поиска в матрице находится, что это значение для данной длины трещины ГРП соответствует безразмерному давлению 0.2. Пересчет в размерные величины дает новое значение давления в скважине 5 МПа, которое и будет использоваться при дальнейших применениях способа, как более точное.
Промышленная применимость
Промышленная применимость изобретения подтверждается также возможностью реализации способа при использовании широко известных в настоящее время технологического оборудования и материалов, применяемых в нефтегазовой отрасли и других областях промышленности.
Раскрытые выше конкретные варианты осуществления изобретения приведены только в качестве иллюстраций, так как изобретение может модифицироваться и применяться на практике различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, которые могут воспользоваться преимуществами изложенных в заявке идей. Кроме того, заявитель не имел намерений налагать какие-либо ограничения на детали показанных здесь конструкций или разработок, за исключением описанных в приведенной ниже формуле изобретения. Поэтому очевидно, что раскрытые выше конкретные варианты осуществления изобретения могут быть изменены или модифицированы, и все такие вариации считаются подлежащими охране в соответствии с объемом и характером изобретения. Таким образом, заявитель испрашивает данной заявкой правовую защиту в соответствии с приведенной ниже формулой изобретения.
В качестве информации, характеризующий предшествующий уровень техники, представлены следующие ссылки:
1) Thiercelin M. and Makkhyu E. (2007) Stress Field in the Vicinity of a Natural Fault Activated by the Propagation of an Induced Hydraulic Fracture, In Proceedings of the 1st Canada-US Rock Mechanics Symposium, Vancouver, Canada, 27-31 May 2007, eds. Erik Eberhardt, Doug Stead and Tom Morrison, 1617-1624 Leiden: Taylor and Francis/Balkema.
2) Thiercelin M.J. 2009. Hydraulic fracture propagation in discontinuous media. Proc.: International Conference on Rock Joints and Jointed Rock masses, Tucson, 4-10 Jan 2009. pp.12.
3) Daneshy A. (2003) Off-balance growth: A new concept in hydraulic fracturing. Journal of Petroleum Technology, 55, 4, April 2003: 78-85.
4) Zhang X. and Jeffrey R.G. (2006) The role of friction and secondary flaws on deflection and re-initiation of hydraulic fractures at orthogonal pre-existing fractures, Geophysical Journal International, 166: 1454-1465.
5) Zhang X., Jeffrey R.G. and Thiercelin M. (2007) Deflection of fluid-driven fractures at bedding interfaces: A numerical investigation, Journal of Structural Geology. 29 (3): 396-410.
6) Zhang X., Jeffrey R.G. and Thiercelin M. (2007) Effects of frictional geological discontinuities on hydraulic fracture propagation, paper SPE 106111, In Proceedings of the 2007 Hydraulic Fracturing Technology Conference, College Station, TX, USA, 29-31 January 2007: 268-278.
7) Zhang X., Jeffrey R.G. and Thiercelin M. (2008). Escape of fluid-driven fractures from frictional bedding interfaces: A numerical study, Journal of Structural Geology, 30 (4): 478-490.
8) Zhang X., Jeffrey R.G. (2008) Reinitiation or termination of fluid-driven fractures at frictional bedding interfaces, in press. Journal of Geophysical Research.
9) Jeffrey R.G., Vandamme L. and Roegiers J.-C. (1987) Mechanical interactions in branched or subparallel fractures, Paper SPE 16422, In Proceedings of the 1987 SPE/DOE Low Permeability Reservoirs Symposium, Denver, Colorado, 18-19 May 1987: 333-341.
Claims (20)
1. Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины, включающий шаги: а) предварительно создают матрицу взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте, закачке и трещине и прогнозируемым приращением траектории трещины гидроразрыва пласта, б) инициируют процесс гидроразрыва пласта, в) осуществляют измерение действительных исходных параметров образующейся трещины гидроразрыва, г) осуществляют поиск и получение по матрице прогнозируемого приращения траектории трещины в зависимости от действительных исходных параметров образующейся трещины, д) измеряют действительное приращение траектории образующейся в процессе гидроразрыва трещины, е) осуществляют сравнение действительного приращения траектории образующейся трещины с прогнозируемым приращением траектории трещины, ж) и в случае их расхождения осуществляют изменение действительных исходных параметров образующейся трещины.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что матрицу взаимосвязи между множеством исходных параметров о пласте, закачке и трещине и прогнозируемым приращением траектории трещины гидроразрыва пласта создают путем численных расчетов и/или экспериментов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные параметры о пласте, закачке и трещине включают параметры пласта и природных трещин, параметры закачки жидкости гидроразрыва, параметры начальной траектории трещины.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют механические напряжения в пласте.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют коэффициенты сцепления на поверхностях раздела.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют коэффициенты трения на поверхностях раздела.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют относительный угол между трещиной гидроразрыва и природным разломом в точке их контакта.
8. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют параметр, характеризующий месторасположение природных трещин.
9. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров пласта и природных трещин используют параметр размера природных трещин.
10. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметра закачки жидкости гидроразрыва пласта используют вязкость закачиваемой жидкости гидроразрыва.
11. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметра закачки жидкости гидроразрыва пласта используют скорость закачки жидкости гидроразрыва.
12. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметра закачки жидкости гидроразрыва пласта используют усредненное давление жидкости в трещине гидроразрыва.
13. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметра начальной траектории трещины используют длину трещины.
14. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметра начальной траектории трещины используют зазор между концом трещины гидроразрыва пласта и поверхностью раздела.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные параметры о пласте, закачке и трещине и прогнозируемое приращение траектории трещины гидроразрыва пласта в матрице представлены в виде нормированных величин.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что операции в), г), д), е), ж) выполняют в режиме реального времени процесса гидроразрыва пласта.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что операции в), г), д), е), ж) выполняют с помощью устройства управления.
18. Способ по п.4, отличающийся тем, что устройство управления снабжено функцией конвертирования действительных измеряемых величин в нормированные величины и наоборот.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что действительные исходные параметры образующейся трещины гидроразрыва измеряют с помощью средств измерения.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что действительное приращение траектории образующейся трещины гидроразрыва измеряют с помощью средств измерения.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000746 WO2011081544A1 (ru) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2505670C1 true RU2505670C1 (ru) | 2014-01-27 |
Family
ID=44226678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012130906/03A RU2505670C1 (ru) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130319657A1 (ru) |
| CA (1) | CA2785793A1 (ru) |
| MX (1) | MX2012007687A (ru) |
| RU (1) | RU2505670C1 (ru) |
| WO (1) | WO2011081544A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2585296C1 (ru) * | 2015-03-27 | 2016-05-27 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567067C1 (ru) | 2011-10-11 | 2015-10-27 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Система и способ выполнения операции интенсификации |
| WO2015188115A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Schlumberger Canada Limited | Method for improved design of hydraulic fracture height in a subterranean laminated rock formation |
| CN108386176B (zh) * | 2018-01-30 | 2020-07-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然裂缝与人工裂缝延伸规律物模试验方法 |
| CA3037543C (en) * | 2018-03-21 | 2023-09-26 | ResFrac Corporation | Systems and methods for hydraulic fracture and reservoir simulation |
| CN110424939A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-08 | 西南石油大学 | 一种增加片麻岩油气藏缝网体积压裂效果的方法 |
| CN111963149B (zh) * | 2020-08-26 | 2024-03-01 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种考虑滞地液量增压的压裂后地层压力求取方法 |
| CN113341465B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-05-09 | 中国石油大学(北京) | 方位各向异性介质的地应力预测方法、装置、介质及设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040016541A1 (en) * | 2002-02-01 | 2004-01-29 | Emmanuel Detournay | Interpretation and design of hydraulic fracturing treatments |
| RU2327154C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2008-06-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В | Способ и система для мониторинга заполненных жидкостью областей в среде на основе граничных волн, распространяющихся по их поверхностям |
| WO2008093264A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Schlumberger Canada Limited | Simulations for hydraulic fracturing treatments and methods of fracturing naturally fractured formation |
| RU2359115C2 (ru) * | 2003-12-30 | 2009-06-20 | ДЖЕОСИЕРРА, Эл-Эл-Си | Управление по нескольким азимутам вертикальными трещинами, возникающими при гидравлических разрывах в рыхлых или слабосцементированных осадочных породах |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7509245B2 (en) * | 1999-04-29 | 2009-03-24 | Schlumberger Technology Corporation | Method system and program storage device for simulating a multilayer reservoir and partially active elements in a hydraulic fracturing simulator |
| US7386431B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-06-10 | Schlumberger Technology Corporation | Method system and program storage device for simulating interfacial slip in a hydraulic fracturing simulator software |
-
2009
- 2009-12-30 CA CA2785793A patent/CA2785793A1/en not_active Abandoned
- 2009-12-30 WO PCT/RU2009/000746 patent/WO2011081544A1/ru active Application Filing
- 2009-12-30 US US13/519,572 patent/US20130319657A1/en not_active Abandoned
- 2009-12-30 RU RU2012130906/03A patent/RU2505670C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-12-30 MX MX2012007687A patent/MX2012007687A/es active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040016541A1 (en) * | 2002-02-01 | 2004-01-29 | Emmanuel Detournay | Interpretation and design of hydraulic fracturing treatments |
| RU2359115C2 (ru) * | 2003-12-30 | 2009-06-20 | ДЖЕОСИЕРРА, Эл-Эл-Си | Управление по нескольким азимутам вертикальными трещинами, возникающими при гидравлических разрывах в рыхлых или слабосцементированных осадочных породах |
| RU2327154C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2008-06-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В | Способ и система для мониторинга заполненных жидкостью областей в среде на основе граничных волн, распространяющихся по их поверхностям |
| WO2008093264A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Schlumberger Canada Limited | Simulations for hydraulic fracturing treatments and methods of fracturing naturally fractured formation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2585296C1 (ru) * | 2015-03-27 | 2016-05-27 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Способ определения дренируемой ширины трещины гидроразрыва и степени оседания проппанта в ней |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130319657A1 (en) | 2013-12-05 |
| WO2011081544A1 (ru) | 2011-07-07 |
| MX2012007687A (es) | 2012-07-20 |
| CA2785793A1 (en) | 2011-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2505670C1 (ru) | Способ управления траекторией трещины гидроразрыва в пластах, содержащих природные трещины | |
| Zhang et al. | Fully coupled simulation of a hydraulic fracture interacting with natural fractures with a hybrid discrete‐continuum method | |
| Taleghani et al. | How natural fractures could affect hydraulic-fracture geometry | |
| Warpinski | Measurement of width and pressure in a propagating hydraulic fracture | |
| CA2900663C (en) | Controlling net treating pressure in a subterranean region | |
| CA2900506C (en) | Determining a target net treating pressure for a subterranean region | |
| US10961834B2 (en) | Fracture network fluid flow simulation with junction area modeling | |
| CA2852044C (en) | System and method for performing stimulation operations | |
| Dershowitz et al. | A discrete fracture network approach for evaluation of hydraulic fracture stimulation of naturally fractured reservoirs | |
| Huang et al. | Hydraulic-fracture-height growth under the combined influence of stress barriers and natural fractures | |
| CA2919553C (en) | Injection treatment simulation using condensation | |
| EP3371783A1 (en) | Three-dimensional geomechanical modeling of casing deformation for hydraulic fracturing treatment design | |
| CA2691241C (en) | System and method for performing oilfield simulation operations | |
| Manchanda et al. | A new mechanism for the formation of hydraulic fracture swarms | |
| Ren et al. | Propagation simulation and structural characterization of multiple hydraulic fractures in naturally fractured unconventional hydrocarbon reservoirs | |
| CA2985577A1 (en) | Improved fracture matching for completion operations | |
| Khadijeh et al. | Propagation and geometry of multi-stage hydraulic fractures in anisotropic shales | |
| CN115324557A (zh) | 基于多因素分析预测压裂诱发套管变形风险程度的方法 | |
| Zhu et al. | Hydraulic fracture propagation in sand-mudstone interbedded reservoir integrated with different fluid flow of multi-perforated fractures | |
| CN115201898B (zh) | 三维的注采诱发地震断层破裂滑动的数值模拟方法及系统 | |
| Taheri-Shakib et al. | Analysis of interaction between hydraulic and natural fractures | |
| Yadav | Hydraulic fracturing in naturally fractured reservoirs and the impact of geomechanics on microseismicity | |
| Li* et al. | Three-dimensional numerical simulation of interaction of hydraulic fracture and natural fracture using the cohesive zone finite element method | |
| CN111894545B (zh) | 一种支撑剂泵注方案确定方法 | |
| Zhang et al. | Influence of Engineering Parameters on Fracture Vertical Propagation in Deep Shale Reservoir: A Numerical Study Based on FEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191231 |