RU2668602C1 - Определение параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта с использованием электромагнитного каротажа призабойной части трещины, заполненной электропроводящим расклинивающим агентом - Google Patents
Определение параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта с использованием электромагнитного каротажа призабойной части трещины, заполненной электропроводящим расклинивающим агентом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668602C1 RU2668602C1 RU2017133551A RU2017133551A RU2668602C1 RU 2668602 C1 RU2668602 C1 RU 2668602C1 RU 2017133551 A RU2017133551 A RU 2017133551A RU 2017133551 A RU2017133551 A RU 2017133551A RU 2668602 C1 RU2668602 C1 RU 2668602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fracture
- proppant
- fracturing
- well
- bottomhole
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 241001397104 Dima Species 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 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
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/26—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
- G01V3/28—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils
-
- 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
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/087—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the earth magnetic field being modified by the objects or geological structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к скважинным системам для добычи различных текучих сред, в частности для добычи текучей среды из углеводородосодержащего пласта с использованием гидроразрыва. Способ определения параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта включает этапы, на которых обеспечивают обсаженную скважину с зацементированной колонной и с перфорационными кластерами в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта или скважину с открытым стволом; затем осуществляют электромагнитный каротаж до гидроразрыва пласта; осуществляют закачивание в скважину текучей среды гидроразрыва, не содержащей расклинивающий агент, и закачивание в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей неэлектропроводящий расклинивающий агент. После этого осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент. После чего обеспечивают обратный ток текучей среды гидроразрыва пласта и очистку трещины и осуществляют электромагнитный каротаж в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта для записи измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, и определяют параметры призабойной части трещины гидроразрыва пласта. Технический результат заключается в повышении эффективности определения параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области интенсификации добычи углеводородов с использованием гидравлического разрыва пласта.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В известном из уровня техники решении WO 2014004815 A1 описана закачка жидкости гидроразрыва пласта (ГРП), расклинивающего агента (проппанта) и добавки для зондирования в скважину для формирования трещины гидроразрыва пласта. Известное решение может также включать использование электропроводящей обсадной колонны таким образом, чтобы зондирующая добавка излучала электромагнитное поле, измерение этого электромагнитного поля и определение положения трещины на основе измеренного электромагнитного поля.
В известном из уровня техники решении US 5151658 А представлена трехмерная система детектирования трещин и их распределения в земной коре с использованием искусственного магнитного поля, которая включает: трассировщик, состоящий из магнитных частиц внедренный в трещины в земной коре, имеющий высокую магнитную проницаемость и удельный вес приблизительно равный удельному весу жидкости, находящейся в трещине, а также устройств для детектирования магнитного поля, подвешенных внутри скважин, пробуренных в земной коре и включающих в себя передатчики и приемники, работающие на определенной частоте.
В решении US 20140184228, A1 предложен способ обработки земных недр через скважину, включающий в себя закачку электропроводящих или электромагнитных волокон в земные недра в течение гидроразрыва пласта. Описаны подходящие металлические материалы, органические полимеры, а также органические полимеры, покрытые или содержащие электропроводящие или электромагнитные материалы. За обработкой следует измерение удельного сопротивления и/или электромагнитных свойств, в частности с помощью межскважинного электромагнитного просвечивания.
В решении US 20100147512, A1 предложен способ просвечивания трещины включающий: помещение электрически активного (ЭА) расклинивающего агента в трещину, зарядки этого расклинивающего агента с помощью электрического сигнала, детектирования электрического сигнала с помощью одной или нескольких антенн и получения изображения трещины с использованием зарегистрированного сигнала, причем расклинивающий агент включает в себя ЭА частички, ЭА жидкость гидроразрыва пласта или их комбинации.
В решениях, известных из уровня техники, не рассматривалось определение параметров трещины в ее призабойной части с закачиванием электропроводящего расклинивающего агента и применением электромагнитного каротажа из одной скважины.
Соответственно в уровне техники имеется необходимость в создании методики определения параметров трещины в ее призабойной части с закачиванием электропроводящего расклинивающего агента и применением электромагнитного каротажа из одной скважины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем описании раскрыт новый подход к определению параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта, таких как ширина, высота, угол падения и азимут трещины, а также длину призабойной части трещины.
В соответствии с заявленным изобретением раскрыт способ определения параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта, в котором обеспечивают обсаженную скважину с зацементированной колонной и с перфорационными кластерами в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта или скважину с открытым стволом. Затем осуществляют электромагнитный каротаж до проведения гидроразрыва пласта в пределах заданной зоны продуктивного пласта для записи отклика от среды без трещины и определяют как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки. Осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, не содержащей расклинивающий агент, используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки, с образованием трещины в пласте и осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей неэлектропроводящий расклинивающий агент, используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки. После этого осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, причем объем текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, зависит от заданной глубинности измерения электромагнитного каротажа и спрогнозированных высоты и ширины трещины гидроразрыва пласта в ее призабойной части, таким образом, чтобы длина призабойной части трещины гидроразрыва пласта, заполненной электропроводящим проппантом оказалась меньше чем глубинность измерения электромагнитного каротажа. После чего обеспечивают обратный ток текучей среды гидроразрыва пласта и очистку трещины. Затем осуществляют электромагнитный каротаж в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта для записи измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащей электропроводящий расклинивающий агент и определяют параметры призабойной части трещины гидроразрыва пласта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее варианты осуществления заявленного изобретения описываются более подробно, посредством чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 - схематическая иллюстрация осуществления изобретения.
Фиг. 2 - каротаж в вертикальной обсаженной скважине.
Фиг. 3 а), б), в) - отклики от электропроводящих трещин в вертикальной обсаженной скважине для различных удалений источник-приемник HTR: а) 0.5 м, б) 1 м, в) 2 м.
Фиг. 4 - каротаж в горизонтальной обсаженной скважине.
Фиг. 5 а), б), в) - отклики от электропроводящих трещин в горизонтальной обсаженной скважине для различных удалений источник-приемник HTR: а) 0.5 м, б) 1 м, в) 2 м.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Гидравлическим разрывом пласта (ГРП) называется интенсификация добычи углеводородов из скважины путем создания зоны с высокой проницаемостью, заполненной расклинивающим агентом (проппантом). Эффективность ГРП, в конечном счете, определяемая приростом добычи зависит от размеров трещины, заполненной расклинивающим агентом (так называемой, площади контакта с пластом).
В настоящее время не существует коммерчески доступного способа по определению положения трещины, заполненной расклинивающим агентом. Даже наиболее широко используемый микросейсмический мониторинг, используемый для определения геометрии и размеров трещины ГРП, не дает представления о расположении расклинивающего агента внутри трещины. Таким образом, метод определения положения расклинивающего агента будет в высшей степени востребованным для оценки эффективности ГРП и, таким образом, для оптимизации как расписания закачки так и стратегии заканчивания скважины.
Идея придания расклинивающему агенту магнитных или электропроводящих свойств для определения его положения во всей трещине с помощью электромагнитных методов с высокой глубинностью исследования, широко представлена в анализе предшествующего уровня техники, приведенном выше. Основными трудностями, связанными с определением геометрии всей трещины являются: необходимость применения затратного электромагнитного метода с высокой глубинностью исследования, который может потребовать наличия дополнительной (мониторинговой) скважины и высокая стоимость производства больших объемов электропроводящего расклинивающего агента, необходимого для заполнения всей трещины целиком.
В настоящем изобретении также используется электропроводящий расклинивающий агент и электромагнитные измерения. При этом, в отличие от предшествующего уровня техники целью настоящего изобретения является оценка эффективности интенсификации в призабойной зоне путем определения ширины трещины, заполненной проппантом для диагностики нежелательной перепродавки, которая может оказывать негативное влияние на дебет. Кроме того, использование индукционного каротажа с использованием трехосных катушек может дать очень ценную информацию об азимуте и наклоне трещины вблизи скважины.
Обычно, эффективность стимуляции в призабойной зоне качественно оценивается с помощью закачки радиоактивных изотопов (трейсеров), с последующим проведением радиоактивного каротажа. При этом измеряемая интенсивность радиоактивного излучения пропорциональна ширине трещины в призабойной зоне. В данном изобретении используется схожий подход, но дающий не качественный, а количественный результат. Кроме того, он не требует использования опасных радиоактивных материалов.
Настоящее изобретение не затрагивает производство электропроводящих расклинивающих агентов. Смесь расклинивающего агента с электропроводящими полосками, защищенная патентом US6,725,930, или частички расклинивающего агента, покрытые металлом, могут послужить хорошими примерами таких материалов и быть использованы в данном изобретении.
На Фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация заявленного способа. Данное изобретение относится к методу определения параметров призабойной части (104) трещины (105) ГРП (на расстояниях до 10 метров от ствола (100) скважины), таких как ее ширина, протяженность, угол падения и азимут. Призабойная часть трещины заполняется небольшим объемом (~ 5% от полного объема закачанного расклинивающего агента) электропроводящего расклинивающего агента с электропроводностью > 10 См/м, который закачивается на самой последней стадии ГРП. Параметры призабойной части трещины определяются с помощью электромагнитных измерений, выполненных индукционным каротажным прибором (101) в скважине до и после ГРП в пределах заданной зоны (103) гидроразрыва пласта. Индукционный каротажный прибор включает в себя генераторную и несколько приемных катушек, состоящих из совмещенных трехосных антенн, представляющих собой магнитные диполи и работающих на частотах от 0 до 1 кГц. Удаление между генераторной и группой из приемных катушек может составлять от 3 до 100 метров. Вариант осуществления индукционного каротажного прибора представлен в патенте US 6,690,170 B2.
В соответствии с заявленным изобретением в скважину (100), планируемую для выполнения работ по гидроразрыву пласта, например обсаженную скважину с зацементированной колонной и с перфорационными кластерами в пределах заданной зоны (103) гидроразрыва пласта или скважину с открытым стволом, опускают каротажный прибор (102), например, указанный выше, и осуществляют электромагнитный каротаж до гидроразрыва пласта в пределах заданной зоны продуктивного пласта для записи отклика от среды без трещины. Затем для расчета необходимых объемов расклинивающего агента и текучей среды гидроразрыва определяют как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки используя следующие методики. Для традиционных месторождений используются модели плоской трещины гидроразрыва, такие как: PKN, KGD и P3D (J. Adachi, Е. Siebrits, A. Peirce, and J. Desroches, "Computer simulation of hydraulic fractures," Int. J. of Rock Mech. & Mining Sci., no. 44, pp. 739-357, 2007). Для моделирования сложной сети трещин гидроразрыва, образующихся при проведении гидроразрыва пласта в газовых песчанниках и сланцевых залежах можно воспользоваться моделью UFM (X. Weng, О. Kresse, С.Cohen, R. Wu, and Н. Gu, "Modeling of Hydraulic Fracture Network Propagation in a Naturally Fractured Formation," SPE 140253, 2011).
После этого осуществляют операции по проведению гидроразрыва пласта, такие как закачивание в скважину текучей среды гидроразрыва, не содержащей расклинивающий агент (буфера), используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки, с образованием трещины (105) в пласте. И затем закачивают в скважину текучую среду гидроразрыва, содержащую неэлектропроводящий расклинивающий агент, используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки.
Затем осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, причем объем текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, зависит от заданной глубинности (102) измерения электромагнитного каротажа и спрогнозированных высоты и ширины трещины гидроразрыва пласта в ее призабойной части, таким образом, чтобы длина призабойной части трещины гидроразрыва пласта, заполненной электропроводящим проппантом оказалась меньше, чем глубинность измерения электромагнитного каротажа. При этом электропроводность электропроводящего расклинивающего агента является выше, чем электропроводность как непроводящего расклинивающего агента, так и чем электропроводность вмещающей среды.
После закачки в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент трещины обеспечивают обратный ток текучей среды гидроразрыва пласта и очистку трещины, например посредством открытия заслонки на устье скважины.
После очистки скважины осуществляют электромагнитный каротаж в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта для записи измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащей электропроводящий расклинивающий агент.
В одном из вариантов осуществления в отклик вносится поправка за обсадную колонну путем использования меньшей антенны, расположенной рядом с основными антеннами.
Так как прибор будет использоваться как в вертикальных, так и в наклонных скважинах, для того, чтобы определить структурные параметры, понадобится тензорный передаточный импеданс (Vij/Iij), полученный как отношение комплекснозначного напряжения в приемнике к комплекснозначному току в источнике для всех комбинаций трехосных антенн.
Для малых удалений «генератор-приемник» измеренный тензорный отклик будет инвертирован для получения значений Rh, Ry, угла падения и азимута слоев во вмещающей среде. Большие удаления «генератор-приемник» используются для определения ширины трещины, угла падения, азимута и ее длины. А также любые другие процессы, в зависимости от свойств вмещающей среды, обсадной колонны и трещины.
Для определения параметров трещины, заполненной расклинивающим агентом в призабойной части, сопоставляют результаты инверсии измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащей электропроводящий расклинивающий агент с результатами инверсии откликов, измеренных от среды без трещины до проведения гидроразрыва пласта.
При этом инверсию измеренных откликов проводят посредством сравнения измеренных откликов с результатами решения прямой задачи, а результатом инверсии принимают такую модель среды в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта, для которой различия между результатами решения прямой задачи и измеренными откликами не превышают заданного порогового значения.
Решение прямой задачи определяют как численное моделирование отклика электромагнитного каротажа для модели среды в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта, с помощью метода конечных элементов. В качестве варианта осуществления, решение прямой задачи определяют с помощью численного моделирования электромагнитного поля в среде с тонкими проводящими объектами векторным методом конечных элементов на тетраэдральном разбиении на полном иерархическом базисе полного второго порядка с использованием модифицированной вариационной постановки.
Вышеуказанное численное моделирование выполняют с помощью одной из методик, раскрытых, например, в Garry Rodrigue, Daniel White. «A vector finite element time-domain method for solving Maxwell's equations on unstructured hexahedral grids» SIAM J. Sci. Comput. 2001. v. 35, p. 315-341; Нечаев O.B., Шурина Э.П. «Многосеточный алгоритм решения векторным методом конечных элементов трехмерного уравнения Гельмгольца» // Математическое моделирование. 2005. Т. ~ 17, № ~ 6. стр. 92-102; Webb J.P. «Edge elements and what they can do for you» / IEEE Transaction on magnetic, 1993, №2, p. 1460-1465; Nedelec J.C. Mixed Finite Elements in R3. - In: Numer. Math., №3, 1980, p. 315-341; Hiptmair R. «Multigrid methods for Maxwell's equations» // SIAM J. Nymer. Anal., 1998, №1, p. 204-225; Lars S. Andersen, John L. ((Hierarchical Tangential Vector Finite Elements for Tetrahedra». - IEEE Microwave and guide wave Letters, 1998, №3. p. 8.; Nechaev O., Shurina E., Botchev M. ((Multilevel iterative solvers for the edge finite element solution of the 3D Maxwell equation», Computers and Mathematics with Applications. №10 - 2008, p. 2346-2362; Эпов М.И., Шурина Э.П., Архипов Д.А. «Параллельные конечноэлементные вычислительные схемы в задачах геоэлектрики», Вычислительные технологии. - 2013. Т. 18. - №2. - стр. 94-112.
Примеры численного моделирования, приведенные ниже, иллюстрируют принципиальную возможность определить размеры трещины, заполненной расклинивающим агентом с помощью данной методики. Отклик прибора был смоделирован для каротажа, как в вертикальной, так и в горизонтальной обсаженной скважинах со следующими входными параметрами:
Удельная проводимость трещины σf: 1000 См/м
Проводимость вмещающей породы σb: 0.2 См/м
Полудлина трещины L: 2, 5, 95 м
Высота трещины Hfrac: 50 м
Ширина трещины Wfrac: 2.5, 5 мм
Удаление между генератором и приемником: HTR: 0.5, 1,2 м
Ток в генераторной катушке: 20 А
Частота сигнала: 100 Гц
Вертикальная обсаженная скважина, каротажный прибор и вертикальная трещина, прилегающая к стволу скважины, показаны на Фиг. 2, где представлен анализ чувствительности отклика в электромагнитном приборе к длине и ширине электропроводящей трещины, при проведении каротажа в вертикальной обсаженной скважине.
Графики на Фиг. 3 а) - Фиг. 3 в) показывают относительные отклики Efrac/Ebg от вертикальной трещины, измеренные в приемной катушке вдоль интервала каротажа в вертикальной обсаженной скважине, где Efrac и Ebg - значения электродвижущей силы (ЭДС) рассчитанных для моделей с трещиной и без трещины, соответственно. Графики построены в виде каротажных кривых, где вертикальная ось соответствует глубине, а горизонтальная ось - значению относительного отклика. Две горизонтальные линии А и В на графиках обозначают верхнюю и нижнюю границы трещины. Кривые относительных откликов от трещин с полудлинами в 2 и 5 метров иллюстрируют разрешающую способность метода в призабойной части трещины, тогда как трещина с полудлиной в 95 метров дает представление об отклике в дальней зоне.
На графиках видно, что как полудлина, так и ширина трещины могут быть легко различимы для малых удалений источник-приемник HTR, равных 0.5 и 1 метру показанных на Фиг. 3 а) и б) даже в ближней зоне. Для удаления источник-приемник HTR=2 м относительный отклик становится менее чувствительный к полудлине для тонкой трещины, однако более чувствительный к ширине трещины, как это показано на Фиг. 3 в).
На Фиг. 4 показаны горизонтальная обсаженная скважина, каротажный прибор и вертикальная трещина перпендикулярная стволу скважины.
Подобно результатам из предыдущего примера, на Фиг. 5 а) - 5 в) построены относительные отклики Efrac/Ebg для горизонтальной скважины, а линия А иллюстрирует положение трещины.
Из приведенных результатов видно, что отклик от трещины, перпендикулярной стволу скважины на два порядка выше, чем для случая, когда трещина прилегает к стволу скважины, благодаря эффекту электромагнитного взаимодействия с генераторной катушкой. Также можно заметить, что отклик более чувствителен к полудлине трещины, чем к ее ширине.
Заявленное изобретение имеет следующие преимущества:
- Закачка небольшого объема электропроводящего проппанта позволяет сделать обработку скважины дешевле
- Исследование призабойной части трещины позволяет обойтись недорогими методами с малой глубинностью, которые, к тому же, не требуют наличия дополнительной скважины
- Исследование призабойной зоны не требует большого контраста в электропроводности между проппантной пачкой и вмещающей породой, что также уменьшает затраты на производство электропроводящего проппанта
- И, наконец, сведения о ширине трещины, ее азимуте и наклоне в призабойной зоне могут оказаться решающими при исследовании ее продуктивности, а потому, очень востребованными.
Очевидно, что описанные выше варианты осуществления не должны рассматриваться в качестве ограничения объема патентных притязаний изобретения. Для любого специалиста в данной области техники понятно, что есть возможность внести множество изменений в описанные выше методику и, без отхода от принципов изобретения, заявленного в формуле изобретения.
Claims (18)
1. Способ определения параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают обсаженную скважину с зацементированной колонной и с перфорационными кластерами в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта или скважину с открытым стволом;
осуществляют электромагнитный каротаж до проведения гидроразрыва пласта в пределах заданной зоны продуктивного пласта для записи отклика от среды без трещины;
определяют как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки;
осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, не содержащей расклинивающий агент, используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки, с образованием трещины в пласте;
осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей неэлектропроводящий расклинивающий агент, используя как спрогнозированные размеры трещины гидроразрыва пласта, так и объемы текучей среды и расклинивающего агента, необходимые для закачки;
осуществляют этап закачивания в скважину текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, причем объем текучей среды гидроразрыва, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, зависит от заданной глубинности измерения электромагнитного каротажа и спрогнозированных высоты и ширины трещины гидроразрыва пласта в ее призабойной части, таким образом, чтобы длина призабойной части трещины гидроразрыва пласта, заполненной электропроводящим проппантом, оказалась меньше, чем глубинность измерения электромагнитного каротажа;
обеспечивают обратный ток текучей среды гидроразрыва пласта и очистку трещины;
осуществляют электромагнитный каротаж в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта для записи измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащей электропроводящий расклинивающий агент;
определяют параметры призабойной части трещины гидроразрыва пласта.
2. Способ по п.1, в котором параметры призабойной части трещины гидроразрыва пласта представляют собой ширину, высоту, угол падения и азимут трещины, а также длину призабойной части трещины.
3. Способ по п.1, в котором параметры призабойной части трещины гидроразрыва пласта определяют посредством сопоставления результатов инверсии измеренных откликов от призабойной части трещины гидроразрыва пласта, содержащей электропроводящий расклинивающий агент, с результатами инверсии откликов, измеренных от среды без трещины до проведения гидроразрыва пласта.
4. Способ по п.3, в котором инверсия измеренных откликов проводится путем сравнения измеренных откликов с результатами решения прямой задачи, при этом результатом инверсии считается такая модель среды в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта, для которой различия между результатами решения прямой задачи и измеренными откликами не превышают заданного порогового значения.
5. Способ по п.4, в котором решение прямой задачи определяют как численное моделирование отклика электромагнитного каротажа для модели среды в пределах заданной зоны гидроразрыва пласта, с помощью метода конечных элементов.
6. Способ по п.1, в котором электропроводность электропроводящего расклинивающего агента является выше, чем электропроводность как непроводящего расклинивающего агента, так и чем электропроводность вмещающей среды.
7. Способ по п.1, в котором электромагнитный каротаж осуществляют с помощью индукционного каротажного прибора.
8. Способ по п.7, в котором индукционный каротажный прибор включает в себя генераторную и группу приемных катушек, состоящих из одноосных, наклонных или совмещенных трехосных антенн, представляющих собой магнитные диполи и работающих на частотах от 0 до 1 кГц.
9. Способ по п.8, в котором удаление между генераторной и группой приемных катушек составляет от 3 до 100 метров.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000197 WO2016159811A1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Определение параметров трещины гидроразрыва с использованием магнитного каротажа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668602C1 true RU2668602C1 (ru) | 2018-10-02 |
Family
ID=57006179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017133551A RU2668602C1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Определение параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта с использованием электромагнитного каротажа призабойной части трещины, заполненной электропроводящим расклинивающим агентом |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180112525A1 (ru) |
| RU (1) | RU2668602C1 (ru) |
| WO (1) | WO2016159811A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2757386C1 (ru) * | 2020-11-16 | 2021-10-14 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Способ проведения электромагнитного мониторинга ГРП |
| US11661813B2 (en) | 2020-05-19 | 2023-05-30 | Schlumberger Technology Corporation | Isolation plugs for enhanced geothermal systems |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10870793B2 (en) * | 2013-01-04 | 2020-12-22 | Carbo Ceramics, Inc. | Electrically conductive proppant and methods for energizing and detecting same in a single wellbore |
| WO2018132180A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | Board Of Regents, University Of Texas System | Modular electrode tool for improved hydraulic fracture diagnostics |
| CN111058841A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-04-24 | 中国石油大学(华东) | 基于磁性支撑剂的水力压裂裂缝参数反演系统及方法 |
| CN112343572A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 长江大学 | 一种碳酸盐岩储层酸化压裂改造的生产模拟采集装置 |
| CN114718540A (zh) * | 2021-01-04 | 2022-07-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种强化页岩气高效开发的系统及方法 |
| CN114236624B (zh) * | 2021-12-17 | 2022-07-22 | 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 | 基于电磁法估算压裂改造空间体积的方法和系统 |
| CN115436263B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-04-07 | 中国石油大学(华东) | 一种基于低频电磁感应的裂缝监测实验室验证方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324813C2 (ru) * | 2003-07-25 | 2008-05-20 | Институт проблем механики Российской Академии наук | Способ и устройство для определения формы трещин в горных породах |
| RU2324810C2 (ru) * | 2006-05-31 | 2008-05-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения размеров трещины гидроразрыва пласта |
| RU2383733C2 (ru) * | 2004-10-04 | 2010-03-10 | Хексион Спешелти Кемикалс, Инк. | Способ оценки геометрии трещин, композиции и изделия, используемые для этой цели |
| US20110309834A1 (en) * | 2010-06-16 | 2011-12-22 | Dean Homan | Determination of conductive formation orientation by making wellbore sonde error correction |
| RU2502094C2 (ru) * | 2007-12-07 | 2013-12-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Установка и система для геологического сопровождения бурения скважины и определения характеристик коллектора |
| RU2013102039A (ru) * | 2010-06-17 | 2014-07-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ определения пространственного распределения текучей среды, закачанной в подъемные горные формации |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6394184B2 (en) * | 2000-02-15 | 2002-05-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method and apparatus for stimulation of multiple formation intervals |
| US8729903B2 (en) * | 2009-11-09 | 2014-05-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for remote identification and characterization of hydrocarbon source rocks using seismic and electromagnetic geophysical data |
| CN105229258A (zh) * | 2013-01-04 | 2016-01-06 | 卡博陶粒有限公司 | 电气地导电的支撑剂以及用于检测、定位和特征化该电气地导电的支撑剂的方法 |
| US9856726B2 (en) * | 2014-12-23 | 2018-01-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Higher order simulation of hydrocarbon flows of hydraulic fracture treatments |
-
2015
- 2015-03-30 WO PCT/RU2015/000197 patent/WO2016159811A1/ru active Application Filing
- 2015-03-30 US US15/562,949 patent/US20180112525A1/en not_active Abandoned
- 2015-03-30 RU RU2017133551A patent/RU2668602C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324813C2 (ru) * | 2003-07-25 | 2008-05-20 | Институт проблем механики Российской Академии наук | Способ и устройство для определения формы трещин в горных породах |
| RU2383733C2 (ru) * | 2004-10-04 | 2010-03-10 | Хексион Спешелти Кемикалс, Инк. | Способ оценки геометрии трещин, композиции и изделия, используемые для этой цели |
| RU2324810C2 (ru) * | 2006-05-31 | 2008-05-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения размеров трещины гидроразрыва пласта |
| RU2502094C2 (ru) * | 2007-12-07 | 2013-12-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Установка и система для геологического сопровождения бурения скважины и определения характеристик коллектора |
| US20110309834A1 (en) * | 2010-06-16 | 2011-12-22 | Dean Homan | Determination of conductive formation orientation by making wellbore sonde error correction |
| RU2013102039A (ru) * | 2010-06-17 | 2014-07-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ определения пространственного распределения текучей среды, закачанной в подъемные горные формации |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11661813B2 (en) | 2020-05-19 | 2023-05-30 | Schlumberger Technology Corporation | Isolation plugs for enhanced geothermal systems |
| RU2757386C1 (ru) * | 2020-11-16 | 2021-10-14 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Способ проведения электромагнитного мониторинга ГРП |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016159811A1 (ru) | 2016-10-06 |
| US20180112525A1 (en) | 2018-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2668602C1 (ru) | Определение параметров призабойной части трещины гидроразрыва пласта с использованием электромагнитного каротажа призабойной части трещины, заполненной электропроводящим расклинивающим агентом | |
| US20200141215A1 (en) | Evaluating far field fracture complexity and optimizing fracture design in multi-well pad development | |
| US11035972B2 (en) | Systems and methods for electromagnetic waterfront surveillance in a vicinity of an oil well | |
| US20200355841A1 (en) | Systems and methods for locating and imaging proppant in an induced fracture | |
| US20140239957A1 (en) | Using Low Frequency For Detecting Formation Structures Filled With Magnetic Fluid | |
| Palisch et al. | Recent advancements in far-field proppant detection | |
| US8773132B2 (en) | Fracture detection via self-potential methods with an electrically reactive proppant | |
| US8841914B2 (en) | Electrolocation apparatus and methods for providing information about one or more subterranean feature | |
| US20160282502A1 (en) | Fracture diagnosis using electromagnetic methods | |
| US11789170B2 (en) | Induced seismicity | |
| WO2018208579A1 (en) | Evaluating far field fracture complexity and optimizing fracture design in multi-well pad development | |
| CN107861162B (zh) | 基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及系统 | |
| RU2757386C1 (ru) | Способ проведения электромагнитного мониторинга ГРП | |
| Zhang et al. | Numerical study of an electrode-based resistivity tool for fracture diagnostics in steel-cased wellbores | |
| Epov et al. | Electromagnetic tool for high-resolution logging: theoretical and experimental studies | |
| Zhang et al. | Fracture diagnostics using a low-frequency electromagnetic induction method | |
| CA2940113A1 (en) | Method for calculating electromagnetic fields from a source that utilizes a conducting casing of a borehole | |
| US20150252668A1 (en) | Method and Apparatus for Hydraulic Fracture Geometry Evaluation | |
| Hoversten et al. | Monitoring hydraulic-fracture volume using surface-to-borehole EM and conductive proppant | |
| US10767465B1 (en) | Simulating current flow through a well casing and an induced fracture | |
| RU2736446C2 (ru) | Способ электрического мониторинга характеристик пласт-коллектора при разработке залежей нефти с использованием закачки пара | |
| Zhu et al. | Hydraulic fracture propagation in Denver-Julesburg basin constrained by cross-well distributed strain measurements | |
| Zhang et al. | Modeling of low-frequency downhole electrical measurements for mapping proppant distribution in hydraulic fractures in casedhole wells | |
| Hoversten et al. | Hydro-frac monitoring using ground time-domain EM | |
| Zhang et al. | Mapping Proppant Distribution in Hydraulic Fractures in Cased Wellbores Using Low Frequency Downhole Electrical Measurements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210331 |