RU2723769C1 - Method of calculating volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones - Google Patents

Method of calculating volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones Download PDF

Info

Publication number
RU2723769C1
RU2723769C1 RU2019131934A RU2019131934A RU2723769C1 RU 2723769 C1 RU2723769 C1 RU 2723769C1 RU 2019131934 A RU2019131934 A RU 2019131934A RU 2019131934 A RU2019131934 A RU 2019131934A RU 2723769 C1 RU2723769 C1 RU 2723769C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cracks
hydraulic fracturing
gas
permeability
dimensionless quantity
Prior art date
Application number
RU2019131934A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юнмин ЛИ
Сяньюн Ю
Цзиньчжоу ЧЖАО
Original Assignee
Саусвест Петролиэм Юниверсити (СВПЮ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Саусвест Петролиэм Юниверсити (СВПЮ) filed Critical Саусвест Петролиэм Юниверсити (СВПЮ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2723769C1 publication Critical patent/RU2723769C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06Measuring temperature or pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements

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)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: present invention relates to development of oil and gas deposits, and, in particular, it relates to calculation of volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation at hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones. Method includes steps of fractal distribution of cracks in the area of target collector D, fractures length fractal dimension D, based on crack data on-site, coefficient of density of fractures location α and Fisher constant K. Then on the basis of obtained parameters of cracks model of fractal discrete network of cracks for collector is created. After that, equivalent permeability tensor of model of fractal discrete network of cracks is calculated. Further, equivalent permeability tensor is substituted into equation of continuity of two-phase, gas-liquid, filtration flow with creation of model of reverse fluid flow for formation hydraulic fracturing. Mathematical model of reverse flow of fluid for formation hydraulic fracturing is solved, and liquid phase saturation is found with further calculation of back flow volume for formation hydraulic fracturing.EFFECT: technical result consists in improvement of reliability and accuracy of calculation results, as well as reliability and ease of use.5 cl, 1 tbl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений, и, в частности, оно относится к способу расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников.The present invention relates to the development of oil and gas fields, and, in particular, it relates to a method for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas reservoirs of fractured sandstones.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Поскольку разработка большинства традиционных нефтяных и газовых месторождений в Китае уже подходит к концу, то нетрадиционные нефтяные и газовые залежи, являясь следующей альтернативной стратегической областью для разработки нефти и газа, постепенно станут новой силой для развития нефтегазовой промышленности. При этом важной областью для освоения нетрадиционных источников нефти и газа являются залежи газа плотных песчаников, что также является неизбежной тенденцией, ввиду которой государство предлагает стратегию устойчивого развития в области энергосбережения и охраны окружающей среды. Поскольку проницаемость залежей газа плотных песчаников очень низкая, то экономические выгоды могут быть получены только после операции по гидроразрыву пласта. С помощью многоступенчатого гидроразрыва пласта в горизонтальной скважине искусственные трещины не только становятся высокоэффективными каналами для просачивания, в которых собираются нефть и газ, но также связывают и активируют естественные трещины; нефть и газ по возникающей сети трещин могут более плавно перетекать из пласта в ствол скважины, а затем из ствола скважины выходить на поверхность. Из этого можно понять, что технология гидроразрыва пласта является основным способом работы с залежами газа в низкопроницаемых песчаниках, и степень развития естественных трещин в коллекторах, а также возможность образования сложной сети трещин в коллекторе после гидроразрыва являются естественными условиями для изменения коллектора. После завершения операции по гидроразрыву пласта жидкость для гидроразрыва пласта после остановки скважины на определенное время станет обратным потоком, и объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта тесно связан с продуктивностью газовой скважины, особенно в случае залежей газа в трещиноватых песчаниках. В настоящее время в Китае и за рубежом исследования обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта в основном сфокусированы на механизме просачивания жидкости для гидроразрыва пласта в коллекторе, и часто на естественные трещины не обращают внимания или рассматривают их упрощенно (Peng Cao, Jishan Liu, Yee-Kwong Leong. A multiscale-multiphase simulation model for the evaluation of shale gas recovery coupled the effect of water flowback [J]. Fuel, 2017, 199:191-205), а это увеличивает погрешность расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта, что влияет на прогнозирование последующей продуктивности газовой скважины. Следовательно, способы расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта в залежах газа трещиноватых песчаников имеют недостатки определенного уровня, что не способствует их широкому применению на практике.As the development of most of the traditional oil and gas fields in China is already drawing to a close, unconventional oil and gas deposits, being the next alternative strategic area for oil and gas development, will gradually become a new force for the development of the oil and gas industry. At the same time, an important area for the development of unconventional sources of oil and gas is gas deposits of dense sandstones, which is also an inevitable trend, due to which the state proposes a sustainable development strategy in the field of energy conservation and environmental protection. Since the permeability of dense sandstone gas deposits is very low, economic benefits can be obtained only after hydraulic fracturing. By using multi-stage hydraulic fracturing in a horizontal well, artificial fractures not only become highly efficient leak channels in which oil and gas are collected, but also bind and activate natural fractures; oil and gas through the resulting network of fractures can more smoothly flow from the formation into the wellbore, and then come out of the wellbore to the surface. From this it can be understood that hydraulic fracturing technology is the main way to work with gas deposits in low-permeability sandstones, and the degree of development of natural cracks in the reservoirs, as well as the possibility of the formation of a complex network of cracks in the reservoir after hydraulic fracturing, are natural conditions for changing the reservoir. After the completion of the hydraulic fracturing operation, the hydraulic fracturing fluid after the well stops for a certain time will become a reverse flow, and the volume of the reverse hydraulic fracturing fluid is closely related to the productivity of the gas well, especially in the case of gas deposits in fractured sandstones. At present, in China and abroad, fracture reverse flow studies are mainly focused on the fracture permeability mechanism in the reservoir, and are often ignored or simplified by natural fractures (Peng Cao, Jishan Liu, Yee-Kwong Leong. A multiscale-multiphase simulation model for the evaluation of shale gas recovery coupled the effect of water flowback [J]. Fuel, 2017, 199: 191-205), and this increases the error in calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing, which affects the prediction of subsequent gas well productivity. Therefore, methods for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing in gas deposits of fractured sandstones have disadvantages of a certain level, which does not contribute to their widespread use in practice.

Таким образом, способы расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников, требуемые в настоящее время, должны обладать следующими двумя характерными особенностями:Thus, the methods for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones, currently required, should have the following two characteristic features:

(1) модель расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта должна учитывать влияние естественных трещин в коллекторе; (2) простая и интуитивно понятная идея, удобство и простота при применении и возможность получения более точных результатов расчета.(1) a model for calculating the volume of the return fluid flow for hydraulic fracturing should take into account the effect of natural fractures in the reservoir; (2) simple and intuitive idea, convenience and simplicity in application and the possibility of obtaining more accurate calculation results.

Суть изобретенияThe essence of the invention

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников, при этом способ является надежным и простым в применении, и ввиду учета в нем влияния естественных трещин результаты вычисления являются еще более достоверными и точными; в нем может обеспечиваться теоретическое обоснование для оценки результата после гидроразрыва в горизонтальной скважине в залежах газа трещиноватых песчаников и для прогнозирования продуктивности, и посредством него преодолеваются недостатки аналогов, известных из предшествующего уровня техники. Для решения вышеуказанной технической задачи в настоящем изобретении используется следующее техническое решение.The objective of the present invention is to provide a method for calculating the volume of the return fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones, the method is reliable and easy to use, and due to the influence of natural cracks in it, the calculation results are even more reliable and accurate; it can provide a theoretical justification for evaluating the result after hydraulic fracturing in a horizontal well in gas deposits of fractured sandstones and for predicting productivity, and by means of it, the disadvantages of analogues known from the prior art are overcome. To solve the above technical problem in the present invention uses the following technical solution.

Сначала на основании данных с места осуществляют идентификацию трещин и, используя метод грубой размерности, рассчитывают фрактальную размерность распределения трещин в участке целевого коллектора Dc, фрактальную размерность длины трещин Dl, коэффициент плотности расположения трещин α, постоянную Фишера K; затем на основании полученных параметров трещин создают модель фрактальной дискретной сети трещин коллектора; затем рассчитывают эквивалентный тензор проницаемости модели фрактальной дискретной сети трещин с преобразованием созданной модели фрактальной дискретной сети трещин в модель сплошной среды; затем эквивалентный тензор проницаемости подставляют в уравнение неразрывности двухфазного, газожидкостного, фильтрационного потока и создают модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта; наконец, решают модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта, получают насыщенность жидкой фазы и таким образом рассчитывают объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта.First, based on the data from the field, the cracks are identified and, using the rough dimension method, the fractal dimension of the distribution of cracks in the area of the target reservoir D c is calculated, the fractal dimension of the length of the cracks D l , the crack density coefficient α, the Fischer constant K; then, based on the obtained crack parameters, a model of a fractal discrete network of reservoir cracks is created; then calculate the equivalent permeability tensor of the model of a fractal discrete network of cracks with the transformation of the created model of a fractal discrete network of cracks into a model of a continuous medium; then the equivalent permeability tensor is substituted into the continuity equation of the two-phase, gas-liquid, filtration flow and a model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing is created; finally, they decide the model of the backflow of fluid for hydraulic fracturing, get the saturation of the liquid phase and thus calculate the volume of the return flow of fluid for hydraulic fracturing.

Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников включает следующие этапы, на которых:The method for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones includes the following steps, in which:

(1) На основании данных о трещинах на месте осуществляют идентификацию трещин; используя метод грубой размерности, рассчитывают фрактальную размерность распределения трещин в участке целевого коллектора Dc, фрактальную размерность длины трещин Dl, коэффициент плотности расположения трещин α и постоянную Фишера K

Figure 00000001
.(1) Based on the data on the cracks in place, cracks are identified; using the coarse dimension method, the fractal dimension of the crack distribution in the area of the target reservoir D c , the fractal dimension of the length of the cracks D l , the crack density coefficient α, and the Fisher constant K are calculated
Figure 00000001
.

(2) На основании параметров трещин, полученных на этапе (1), путем вычисления положения трещин, длины трещин, направления трещин и раскрытия трещин создают модель фрактальной дискретной сети трещин для участка целевого коллектора (Kim, T.H. Fracture Characterization and Estimation of Fracture Porosity of Naturally Fractured Reservoirs With No Matrix Porosity Using Stochastic Fractal Models [D]. Texas A&M University, College Station, Texas, 2007).(2) Based on the parameters of the cracks obtained in step (1), by calculating the position of the cracks, the length of the cracks, the direction of the cracks and the crack opening, a model of a fractal discrete network of cracks is created for the section of the target reservoir (Kim, TH Fracture Characterization and Estimation of Fracture Porosity of Naturally Fractured Reservoirs With No Matrix Porosity Using Stochastic Fractal Models [D]. Texas A&M University, College Station, Texas, 2007).

Процесс вычисления положения трещин, длины трещин, направления трещин и раскрытия трещин состоит в следующем:The process of calculating the position of the cracks, the length of the cracks, the direction of the cracks and the crack opening consists of the following:

1) положение трещин вычисляют по следующей формуле:1) the position of the cracks is calculated by the following formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где: Pi – вероятность возникновения i-й трещины, безразмерная величина;where: P i - probability of occurrence of the i-th crack, dimensionless quantity;

q – постоянная величина, которую обычно выбирают равной 1 или 2 и которая при q=1 выражает распределение Пуассона; в этой модели выбирают как 2, безразмерная величина;q is a constant value, which is usually chosen equal to 1 or 2 and which at q = 1 expresses the Poisson distribution; in this model, choose as 2, a dimensionless quantity;

sr – коэффициент разделения по масштабу, при этом в этой модели sr=2, безразмерная величина;sr is the scale separation coefficient; in this model, sr = 2, a dimensionless quantity;

n – общее число трещин, шт.;n is the total number of cracks, pcs .;

Dc – фрактальная размерность распределения трещин, безразмерная величина.D c - fractal dimension of the distribution of cracks, dimensionless quantity.

2) длину трещин вычисляют по следующей формуле:2) the length of the cracks is calculated by the following formula:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где: lmin – минимальная длина естественных трещин в коллекторе, м;where: l min - the minimum length of natural cracks in the reservoir, m;

N(L) – число возникших естественных трещин, шт.;N (L) - the number of natural cracks, pcs .;

α – коэффициент плотности расположения трещин, который характеризует интенсивность развития трещин и не связан с размером области выбранного коллектора, постоянная величина;α is the coefficient of density of the location of the cracks, which characterizes the intensity of the development of cracks and is not related to the size of the region of the selected reservoir, a constant value;

L – длина целевого коллектора, м;L is the length of the target collector, m;

Dc – фрактальная размерность распределения трещин, безразмерная величина;D c - fractal dimension of the distribution of cracks, dimensionless quantity;

Dl – фрактальная размерность длины трещин, безразмерная величина;D l - fractal dimension of the length of the cracks, dimensionless quantity;

3) направление трещин вычисляют по следующей формуле:3) the direction of the cracks is calculated by the following formula:

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где: Ri FK – величина отклонения направления трещин, °;where: R i FK is the deviation of the direction of the cracks, °;

Ri G – случайное гауссово число, диапазон от 0 до 1;R i G - random Gaussian number, a range from 0 to 1;

K – постоянная Фишера, безразмерная величина.K is the Fisher constant, a dimensionless quantity.

4) раскрытие трещин вычисляют по следующей формуле:4) crack opening is calculated by the following formula:

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

где: Н – коэффициент Херста, постоянная величина;where: N - Hurst coefficient, constant;

σ0 – начальное нормальное отклонение нормального распределения, которое необходимо для обеспечения раскрытия трещин, безразмерная величина;σ 0 - the initial normal deviation of the normal distribution, which is necessary to ensure the opening of cracks, dimensionless quantity;

σj – j-е нормальное отклонение нормального распределения, которое необходимо для обеспечения раскрытия трещин, безразмерная величина.σ j is the j-th normal deviation of the normal distribution, which is necessary to ensure crack opening, is a dimensionless quantity.

(3) Рассчитывают эквивалентный тензор проницаемости модели фрактальной дискретной сети трещин с преобразованием созданной модели фрактальной дискретной сети трещин в модель сплошной среды (Lamb A., Gorman G, Gosselin O., et al. Finite Element Voupled Deformation and Fluid Flow in Fractured Porous Media [C]. SPE Europec/eage Conference and Exhibition, 2010). Эквивалентный тензор проницаемости означает, что проницаемость породы-коллектора обладает направленностью; после записи формы тензора он имеет 4 компонента; в отношении коллектора строят прямоугольную систему координат, при этом горизонтальное направление представляет собой ось x, а вертикальное направление представляет собой ось y; коллектор делят на квадратные ячейки сетки, и на основании принципа суперпозиции можно найти эквивалентный тензор проницаемости для всего коллектора.(3) Calculate the equivalent permeability tensor of a fractal discrete fracture network model with the transformation of the created fractal discrete fracture network model into a continuum model (Lamb A., Gorman G, Gosselin O., et al. Finite Element Voupled Deformation and Fluid Flow in Fractured Porous Media [C]. SPE Europec / eage Conference and Exhibition, 2010). The equivalent permeability tensor means that the permeability of the reservoir rock is directional; after writing the tensor form, it has 4 components; with respect to the collector, a rectangular coordinate system is constructed, wherein the horizontal direction is the x axis and the vertical direction is the y axis; the collector is divided into square grid cells, and on the basis of the superposition principle one can find the equivalent permeability tensor for the entire collector.

Формула расчета эквивалентного тензора проницаемости следующая:The formula for calculating the equivalent permeability tensor is as follows:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где: Kfe – эквивалентный тензор проницаемости блока трещин;where: K fe is the equivalent permeability tensor of the block of cracks;

Kxx, Kxy, Kyx, Kyy – значения компонентов тензора проницаемости, мД;K xx , K xy , K yx , K yy - values of the components of the permeability tensor, mD;

Af – площадь трещин в блоке, м2;A f is the area of cracks in the block, m 2 ;

Ae – площадь блока, м2;A e is the block area, m 2 ;

Kf – тензор проницаемости трещин в прямоугольной системе координат, мД;K f ' - tensor of permeability of cracks in a rectangular coordinate system, MD;

kxx – главное значение тензора проницаемости трещин в направлении x, проницаемость в направлении прохождения трещин, мД;k xx - the main value of the tensor of permeability of cracks in the x direction, permeability in the direction of propagation of cracks, MD;

kyy – главное значение тензора проницаемости трещин в направлении y, проницаемость в стенках трещин, то есть проницаемость матрицы, мД;k yy is the main value of the crack permeability tensor in the y direction, the permeability in the walls of the cracks, that is, the matrix permeability, mD;

β – угол между трещинами и осью х в главной системе координат, °;β is the angle between the cracks and the x axis in the main coordinate system, °;

Kf – тензор проницаемости в локальной системе координат, мД;K f - permeability tensor in the local coordinate system, MD;

Kf – тензор проницаемости в главной системе координат, мД;K f ' - permeability tensor in the main coordinate system, MD;

R – матрица перехода.R is the transition matrix.

(4) Рассчитанный эквивалентный тензор проницаемости коллектора подставляют в уравнение неразрывности двухфазного, газожидкостного, фильтрационного потока и на основании начальных условий и граничных условий создают модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта.(4) The calculated equivalent reservoir permeability tensor is substituted into the continuity equation of the two-phase, gas-liquid, and filtration flow, and based on the initial conditions and boundary conditions, a model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing is created.

Уравнение неразрывности двухфазного, газожидкостного, фильтрационного потока

Figure 00000007
The continuity equation of a two-phase, gas-liquid, filtration flow
Figure 00000007

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Подстановкой значений компонентов эквивалентного тензора проницаемости в формулы (9) и (10) можно получить:Substituting the values of the components of the equivalent permeability tensor in formulas (9) and (10), we can obtain:

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

Начальные условия включают значения давления и насыщенности в начальный момент времени, то есть:The initial conditions include the values of pressure and saturation at the initial moment of time, that is:

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

Предельные условия включают замкнутую внешнюю границу и постоянное давление на внутренней границе, а именно:Limit conditions include a closed external boundary and constant pressure on the internal boundary, namely:

① условие замкнутой внешней границы:① condition of a closed external border:

Figure 00000011
;
Figure 00000011
;

② условие постоянного давления на внутренней границе:② constant pressure condition on the inner boundary:

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

где: К – проницаемость коллектора, мД;where: K is the permeability of the reservoir, MD;

Krw, Krg – относительная проницаемость жидкой и газовой фаз, безразмерная величина;K rw , K rg - relative permeability of the liquid and gas phases, dimensionless quantity;

Kxx, Kxy, Kyx, Kyy – значения компонентов тензора проницаемости, мД;K xx , K xy , K yx , K yy - values of the components of the permeability tensor, mD;

x, y, xw, yw, xg, yg, xwell, ywell – выражают соответственно значения горизонтальной и вертикальной координат в прямоугольной системе координат, значения горизонтальной и вертикальной координат элемента жидкой фазы, значения горизонтальной и вертикальной координат элемента газовой фазы и значения горизонтальной и вертикальной координат ячейки сетки, где расположена горизонтальная скважина, м;x, y, x w , y w , x g , y g , x well , y well - respectively express the horizontal and vertical coordinates in a rectangular coordinate system, the horizontal and vertical coordinates of the liquid phase element, the horizontal and vertical coordinates of the gas element phases and values of horizontal and vertical coordinates of the grid cell where the horizontal well is located, m;

ρw, ρg – плотность жидкой фазы и газовой фазы, кг/м3;ρ w , ρ g — density of the liquid phase and gas phase, kg / m 3 ;

Pw, Pg – пластовое давление жидкой фазы и газовой фазы, МПа;P w , P g - reservoir pressure of the liquid phase and gas phase, MPa;

µw, µg – вязкость жидкой фазы и газовой фазы, мПа•с;µ w , µ g — viscosity of the liquid phase and gas phase, MPa • s;

qw, qg – объем производства жидкой фазы и газовой фазы, м3/сутки;q w , q g - volume of production of the liquid phase and gas phase, m 3 / day;

Sw, Sg – насыщенность жидкой фазы и газовой фазы, безразмерная величина;S w , S g — saturation of the liquid phase and gas phase, dimensionless quantity;

Cw, Cg, Cf – коэффициент сжатия соответственно для жидкой фазы, газовой фазы и пор, МПа-1;C w , C g , C f - compression ratio, respectively, for the liquid phase, gas phase and pores, MPa -1 ;

ϕ – пористость пласта, безразмерная величина;ϕ - formation porosity, dimensionless quantity;

P0 – начальное пластовое давление, МПа;P 0 - initial reservoir pressure, MPa;

Pwf – динамическое забойное давление, МПа;P wf - dynamic bottomhole pressure, MPa;

Sw0 – начальная насыщенность жидкой фазы, безразмерная величина;S w0 — initial saturation of the liquid phase, dimensionless quantity;

Sg0 – начальная насыщенность газовой фазы, безразмерная величина;S g0 — initial saturation of the gas phase, dimensionless quantity;

Lx, Ly – выражают длину коллектора в направлении x и направлении y соответственно, то есть длину коллектора и ширину коллектора, м;L x , L y - express the length of the collector in the x direction and the y direction, respectively, that is, the length of the collector and the width of the collector, m;

t – момент времени, с.t is the moment in time, s.

(5) Решают математическую модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта, полученную на этапе (4), находят насыщенность жидкой фазы Swi,j,t для каждой ячейки сетки в коллекторе в момент времени t и на основании этого вычисляют объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта:(5) Solve the mathematical model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing, obtained in step (4), find the saturation of the liquid phase S wi, j, t for each mesh cell in the reservoir at time t and based on this calculate the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing:

Figure 00000013
,
Figure 00000013
,

где:Where:

i, j – соответственно выражают i-ю ячейку сетки в направлении x и j-ю ячейку сетки в направлении y, безразмерная величина;i, j - respectively express the i-th grid cell in the x direction and the j-th grid cell in the y direction, dimensionless quantity;

ni, nj – соответственно выражают число ячеек сетки в направлении x и направлении y, безразмерная величина;n i , n j - respectively express the number of mesh cells in the x direction and y direction, dimensionless quantity;

qw,t – объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта в момент времени t, м3;q w, t is the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing at time t, m 3 ;

Vi,j – объем ячеек сетки в положениях i, j, м3;V i, j is the volume of the mesh cells in positions i, j, m 3 ;

ϕ – пористость пласта, безразмерная величина;ϕ - formation porosity, dimensionless quantity;

Swi,j,0 – насыщенность жидкой фазы в начальный момент времени в ячейках сетки в положениях i, j, безразмерная величина;S wi, j, 0 — saturation of the liquid phase at the initial time in the grid cells at positions i, j, dimensionless quantity;

Swi,j,t – насыщенность жидкой фазы в момент времени t в ячейках сетки в положениях i, j, безразмерная величина;S wi, j, t is the saturation of the liquid phase at time t in the grid cells at positions i, j, dimensionless quantity;

xi,j, yi,j – длина и ширина ячеек сетки в положениях i, j, м;x i, j , y i, j - the length and width of the mesh cells in the positions i, j, m;

h – толщина коллектора, м.h is the thickness of the collector, m

Используя метод IMPES, можно найти насыщенность в момент времени t в уравнении двухфазного, газожидкостного, фильтрационного потока. Основная идея этого метода заключается в устранении насыщенности с помощью уравнения синхронных многофазных потоков и применением уравнения насыщенности для нескольких фаз, после чего остается только уравнение давления для каждой части сетки, и таким образом находят давление; затем снова находят насыщенность и, наконец, на основании насыщенности жидкой фазы можно рассчитать объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта

Figure 00000014
Using the IMPES method, one can find the saturation at time t in the equation of a two-phase, gas-liquid, filtration flow. The main idea of this method is to eliminate saturation using the synchronous multiphase flow equation and apply the saturation equation for several phases, after which only the pressure equation for each part of the grid remains, and thus find the pressure; then saturation is again found, and finally, based on the saturation of the liquid phase, the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing can be calculated
Figure 00000014

По сравнению с аналогами, известными из предшествующего уровня техники, настоящее изобретение характеризуется следующими полезными эффектами:Compared with analogues known from the prior art, the present invention is characterized by the following beneficial effects:

(1) идея настоящего изобретения является простой и понятной от создания модели сети трещин до конечного расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта; применение является очень удобным и простым; и, наконец, может быть получен эффективный способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в залежах газа трещиноватых песчаников;(1) the idea of the present invention is simple and understandable from creating a model of a network of fractures to the final calculation of the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing; the application is very convenient and simple; and, finally, an effective method for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in gas deposits of fractured sandstones can be obtained;

(2) в настоящем изобретении учитываются особенности развития естественных трещин в залежах газа трещиноватых песчаников, исключаются погрешности в расчетах, обусловленные тем, что до этого при проведении расчетов объема обратного потока не учитывались естественные трещины, и результаты расчетов являются еще более достоверными и точными.(2) in the present invention, the peculiarities of the development of natural cracks in gas deposits of fractured sandstones are taken into account, errors in the calculations are eliminated due to the fact that prior to this, natural cracks were not taken into account in the calculations of the backflow volume, and the calculation results are even more reliable and accurate.

Описание прилагаемых графических материаловDescription of attached graphic materials

На фиг. 1 представлено изображение модели фрактальной дискретной сети трещин, созданной после получения параметров реальных трещин.In FIG. 1 is an image of a model of a fractal discrete network of cracks created after obtaining the parameters of real cracks.

На фиг. 2 представлено изображение физической модели ступенчатого гидроразрыва пласта в горизонтальной скважине в залежах газа трещиноватых песчаников.In FIG. Figure 2 shows a physical model of a stepped hydraulic fracturing in a horizontal well in gas deposits of fractured sandstones.

На фиг. 3 представлена схема корреляции фактического объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта на площадке скважины относительно результатов расчета на основании модели согласно настоящему изобретению.In FIG. 3 shows a correlation diagram of the actual volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing at the well site relative to the calculation results based on the model according to the present invention.

Конкретные способы осуществленияSpecific Implementation Methods

Чтобы специалистам в данной области техники было легче понять настоящее изобретение, настоящее изобретение дополнительно описано ниже с помощью примеров и со ссылками на прилагаемые графические материалы. Тем не менее следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными способами осуществления, и изменения, предложенные специалистами в данной области техники, входят в объем защиты настоящего изобретения, если они находятся в пределах его сущности и объема, определенных и установленных на основании прилагаемой формулы изобретения.To make it easier for those skilled in the art to understand the present invention, the present invention is further described below by way of examples and with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the scope of the present invention is not limited to specific methods of implementation, and changes proposed by specialists in this field of technology are included in the scope of protection of the present invention, if they are within its essence and scope, defined and established on the basis of the attached formula inventions.

В качестве примера взята горизонтальная скважина X в залежи газа песчаников в Канаде; в этой скважине толщина коллектора в песчанике составляет 120 м, средняя пористость газового слоя составляет 0,05, а проницаемость матрицы составляет 4,5×10 -4 мД, что говорит о коллекторе с низкой пористостью и низкой проницаемостью. В отношении скважины до принятия мер по увеличению продуктивности не осуществлялось управление производительностью; в ней провели операцию ступенчатого гидроразрыва пласта, в коллекторе образовалась сложная сеть трещин, в результате чего улучшились фильтрационные свойства коллектора и увеличилась продуктивность отдельной скважины, при этом в горизонтальной скважине после гидроразрыва образовалось в общем 15 главных трещин от гидроразрыва. Другие основные параметры залежи газа приведены в таблице 1.An example is horizontal well X in a sandstone gas reservoir in Canada; in this well, the thickness of the reservoir in sandstone is 120 m, the average porosity of the gas layer is 0.05, and the permeability of the matrix is 4.5 × 10 -4 mD, which indicates a reservoir with low porosity and low permeability. In relation to the well, prior to the adoption of measures to increase productivity, performance management was not carried out; a step-by-step hydraulic fracturing operation was carried out in it, a complex network of cracks was formed in the reservoir, as a result of which the filtration properties of the reservoir were improved and the productivity of an individual well increased, while in the horizontal well after hydraulic fracturing, a total of 15 major fractures from hydraulic fracturing were formed. Other main parameters of gas deposits are given in table 1.

Figure 00000015
Figure 00000015

Этап 1: На основании данных о трещинах на месте рассчитывают фрактальную размерность распределения трещин в участке целевого коллектора Dc, фрактальную размерность длины трещин Dl, коэффициент плотности расположения трещин α и постоянную Фишера K;Stage 1: Based on in situ fracture data, the fractal dimension of the distribution of cracks in the area of the target reservoir D c , the fractal dimension of the length of the cracks D l , the crack density coefficient α and the Fischer constant K are calculated;

этап 2: на основании полученных расчетами параметров трещин создают модель фрактальной дискретной сети трещин для участка целевого коллектора (см. фиг. 1);stage 2: based on the calculated parameters of the cracks create a model of a fractal discrete network of cracks for the site of the target reservoir (see Fig. 1);

этап 3: рассчитывают эквивалентный тензор проницаемости модели фрактальной дискретной сети трещин с преобразованием созданной модели фрактальной дискретной сети трещин в модель сплошной среды;stage 3: calculate the equivalent permeability tensor of the model of a fractal discrete network of cracks with the transformation of the created model of a fractal discrete network of cracks into a model of a continuous medium;

этап 4: эквивалентный тензор проницаемости подставляют в уравнение неразрывности двухфазного, газожидкостного, фильтрационного потока и создают модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта (см. фиг. 2);stage 4: the equivalent permeability tensor is substituted into the continuity equation of the two-phase, gas-liquid, filtration flow and a model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing is created (see Fig. 2);

этап 5: решают модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта и рассчитывают объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта.stage 5: solve the model of the return fluid flow for hydraulic fracturing and calculate the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing.

При сравнении кривой, полученной путем расчета модели согласно настоящему изобретению, с кривой соответствия данных измерений (см. фиг. 3) можно понять, что степень совпадения этих двух кривых очень высокая, что свидетельствует о точности расчета модели. После 30 дней обратного потока результаты моделирования были ниже, чем данные измерений, что может обуславливаться тем, что в модели не учитывалось закрытие трещин. Когда жидкость для гидроразрыва пласта постепенно выходит из пласта, давление внутри трещин снижается, и в реальных условиях степень раскрытия трещин будет постепенно уменьшаться, а трещины – постепенно закрываться, поэтому жидкость для гидроразрыва пласта, испытывающая сжатие, будет еще сильнее выбрасываться на поверхность. Две кривые на графике в основном совпадают, что указывает на то, что способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников, предложенный согласно настоящему изобретению, является более логичным, а также можно прогнозировать обратный поток в коллекторах трещиноватых песчаников после гидроразрыва и рассчитывать продуктивность после гидроразрыва; кроме того, оптимизационное проектирование на основании параметров работ по гидроразрыву обеспечивает целесообразное управление и справочную информации.When comparing the curve obtained by calculating the model according to the present invention with the correlation curve of the measurement data (see Fig. 3), it can be understood that the degree of coincidence of these two curves is very high, which indicates the accuracy of the calculation of the model. After 30 days of reverse flow, the simulation results were lower than the measurement data, which may be due to the fact that the crack closure was not taken into account in the model. When hydraulic fracturing fluid gradually leaves the reservoir, the pressure inside the fractures decreases, and under real conditions the degree of crack opening will gradually decrease, and the fractures will gradually close, so hydraulic fracturing fluid that is under compression will be even more ejected to the surface. The two curves on the graph basically coincide, which indicates that the method of calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in the gas deposits of fractured sandstones, proposed according to the present invention, is more logical, and it is also possible to predict the reverse flow in collectors of fractured sandstones after hydraulic fracturing and calculate productivity after hydraulic fracturing; in addition, optimization design based on the parameters of fracking operations provides appropriate management and reference information.

Claims (84)

1. Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников, включающий следующие этапы, на которых:1. The method of calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones, including the following steps, in which: (1) на основании данных о трещинах на месте осуществляют идентификацию трещин; используя метод грубой размерности рассчитывают фрактальную размерность распределения трещин в участке целевого коллектора D c, фрактальную размерность длины трещин D 1, коэффициент плотности расположения трещин α и постоянную Фишера K;(1) based on the data on the cracks in place, the identification of cracks; using the coarse-dimensional method, the fractal dimension of the fracture distribution in the portion of the target reservoir D c , the fractal dimension of the length of the cracks D 1 , the crack density coefficient α, and the Fisher constant K are calculated; (2) на основании параметров трещин, полученных на этапе (1), путем вычисления положения трещин, длины трещин, направления трещин и раскрытия трещин создают модель фрактальной дискретной сети трещин для участка целевого коллектора;(2) based on the parameters of the cracks obtained in step (1), by calculating the position of the cracks, the length of the cracks, the direction of the cracks and the opening of the cracks, a model of a fractal discrete network of cracks is created for the site of the target collector; (3) рассчитывают эквивалентный тензор проницаемости модели фрактальной дискретной сети трещин;(3) calculate the equivalent permeability tensor of the fractal discrete fracture network model; (4) эквивалентный тензор проницаемости коллектора подставляют в уравнение неразрывности двухфазного, газожидкостного фильтрационного потока с созданием модели обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта на основании начальных условий и граничных условий;(4) an equivalent reservoir permeability tensor is substituted into the continuity equation of a two-phase, gas-liquid filtration flow with the creation of a model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing based on the initial conditions and boundary conditions; (5) решают математическую модель обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта, полученную на этапе (4), находят насыщенность жидкой фазы для каждой ячейки сетки в коллекторе в момент времени t с последующим расчетом объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта.(5) solve the mathematical model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing, obtained in step (4), find the saturation of the liquid phase for each mesh cell in the reservoir at time t , followed by calculation of the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing. 2. Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников по п. 1, отличающийся тем, что на указанном этапе (2) процесс вычисления положения трещин, длины трещин, направления трещин и раскрытия трещин состоит в следующем:2. A method for calculating the volume of the return fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas reservoirs of fractured sandstones according to claim 1, characterized in that at the indicated step (2), the process of calculating the position of cracks, length of cracks, direction of cracks and crack opening consists in the following: 1) положение трещин вычисляют по следующей формуле:1) the position of the cracks is calculated by the following formula:
Figure 00000016
Figure 00000016
где P i - вероятность возникновения i-й трещины, безразмерная величина;where P i is the probability of occurrence of the i-th crack, dimensionless quantity; q - постоянная величина, которую обычно выбирают равной 1 или 2 и которая при q=1 выражает распределение Пуассона; в этой модели выбирают как 2, безразмерная величина; q is a constant value, which is usually chosen equal to 1 or 2 and which at q = 1 expresses the Poisson distribution; in this model, choose as 2, a dimensionless quantity; sr - коэффициент разделения по масштабу, при этом в этой модели sr=2, безразмерная величина; sr is the scale separation coefficient; in this model, sr = 2, a dimensionless quantity; n - общее число трещин, шт.; n is the total number of cracks, pcs .; D c - фрактальная размерность распределения трещин, безразмерная величина; D c - fractal dimension of the distribution of cracks, dimensionless quantity; 2) длину трещин вычисляют по следующей формуле:2) the length of the cracks is calculated by the following formula:
Figure 00000017
,
Figure 00000017
,
где l min - минимальная длина естественных трещин в коллекторе, м;where l min is the minimum length of natural cracks in the reservoir, m; N(L) - число возникших естественных трещин, шт.; N (L) - the number of natural cracks, pcs .; α - коэффициент плотности расположения трещин, который характеризует интенсивность развития трещин и не связан с размером области выбранного коллектора, постоянная величина; α is the coefficient of density of the location of the cracks, which characterizes the intensity of the development of cracks and is not related to the size of the region of the selected reservoir, a constant value; L - длина целевого коллектора, м; L is the length of the target collector, m; D c - фрактальная размерность распределения трещин, безразмерная величина; D c - fractal dimension of the distribution of cracks, dimensionless quantity; D 1 - фрактальная размерность длины трещин, безразмерная величина; D 1 - fractal dimension of the length of the cracks, dimensionless quantity; 3) направление трещин вычисляют по следующей формуле:3) the direction of the cracks is calculated by the following formula:
Figure 00000018
,
Figure 00000018
,
где R i FK - величина отклонения направления трещин, град.;where R i FK is the deviation of the direction of the cracks, deg .; R i G - случайное гауссово число, диапазон от 0 до 1; R i G - random Gaussian number, a range from 0 to 1; K - постоянная Фишера, безразмерная величина; K - Fisher constant, dimensionless quantity; 4) раскрытие трещин вычисляют по следующей формуле:4) crack opening is calculated by the following formula:
Figure 00000019
,
Figure 00000019
,
где Н - коэффициент Херста, постоянная величина;where H is the Hurst coefficient, a constant value; σ 0 - начальное нормальное отклонение нормального распределения, которое необходимо для обеспечения раскрытия трещин, безразмерная величина; σ 0 - the initial normal deviation of the normal distribution, which is necessary to ensure the opening of cracks, dimensionless quantity; σ j - j-e нормальное отклонение нормального распределения, которое необходимо для обеспечения раскрытия трещин, безразмерная величина. σ j - je is the normal deviation of the normal distribution, which is necessary to ensure crack opening, is a dimensionless quantity. 3. Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников по п. 1, отличающийся тем, что процесс расчета на этапе (3) эквивалентного тензора проницаемости модели фрактальной дискретной сети трещин состоит в следующем: эквивалентный тензор проницаемости означает, что проницаемость породы-коллектора обладает направленностью; тензор имеет 4 компонента; в отношении коллектора строят прямоугольную систему координат, при этом горизонтальное направление представляет собой ось x, а вертикальное направление представляет собой ось у; коллектор делят на квадратные ячейки сетки с возможностью нахождения эквивалентного тензора проницаемости для всего коллектора на основании принципа суперпозиции:3. The method for calculating the volume of the reverse fluid flow during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas reservoirs of fractured sandstones according to claim 1, characterized in that the calculation process at step (3) of the equivalent permeability tensor of the fractal discrete fracture network model is as follows: equivalent permeability tensor means that the permeability of the reservoir rock is directional; tensor has 4 components; with respect to the collector, a rectangular coordinate system is constructed, wherein the horizontal direction is the x axis, and the vertical direction is the y axis; the collector is divided into square grid cells with the possibility of finding the equivalent permeability tensor for the entire collector based on the principle of superposition:
Figure 00000020
Figure 00000020
где Kfe - эквивалентный тензор проницаемости блока трещин;where K fe is the equivalent tensor of permeability of the block of cracks; K xx, K xy, K yx, K yy - значения компонентов тензора проницаемости, мД; K xx , K xy , K yx , K yy - values of the components of the permeability tensor, mD; A f - площадь трещин в блоке, м2; A f is the area of cracks in the block, m 2 ; А е - площадь блока, м2; And e is the block area, m 2 ; Kf' - тензор проницаемости трещин в прямоугольной системе координат, мД;K f '- tensor of permeability of cracks in a rectangular coordinate system, MD; k xx - главное значение тензора проницаемости трещин в направлении x, проницаемость в направлении прохождения трещин, мД; k xx - the main value of the tensor of permeability of cracks in the x direction, permeability in the direction of propagation of cracks, MD; k yy - главное значение тензора проницаемости трещин в направлении у, проницаемость в стенках трещин, то есть проницаемость матрицы, мД; k yy is the main value of the crack permeability tensor in the y direction, the permeability in the walls of the cracks, that is, the matrix permeability, mD; β - угол между трещинами и осью x в главной системе координат, °; β is the angle between the cracks and the x axis in the main coordinate system, °; Kf - тензор проницаемости в локальной системе координат, мД;K f - permeability tensor in the local coordinate system, MD; Kf' - тензор проницаемости в главной системе координат, мД;K f '- permeability tensor in the main coordinate system, MD; R - матрица перехода.R is the transition matrix. 4. Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников по п. 1, отличающийся тем, что процесс подстановки на этапе (4) эквивалентного тензора проницаемости коллектора в уравнение неразрывности двухфазного газожидкостного фильтрационного потока с созданием модели обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта на основании начальных условий и граничных условий состоит в следующем:4. The method of calculating the volume of the reverse fluid flow during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas reservoirs of fractured sandstones according to claim 1, characterized in that the process of substituting at step (4) the equivalent collector permeability tensor into the continuity equation of a two-phase gas-liquid filtration flow with creating The model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing based on the initial conditions and boundary conditions is as follows: компоненты эквивалентного тензора проницаемости подставляют в уравнение неразрывности двухфазного газожидкостного фильтрационного потока с возможностью получения:the components of the equivalent permeability tensor are substituted into the continuity equation of a two-phase gas-liquid filtration flow with the possibility of obtaining:
Figure 00000021
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000022
при этом начальные условия включают значения давления и насыщенности в начальный момент времени, а именно:the initial conditions include the values of pressure and saturation at the initial moment of time, namely:
Figure 00000023
Figure 00000023
предельные условия включают замкнутую внешнюю границу и постоянное давление на внутренней границе, а именно:limit conditions include a closed external boundary and constant pressure on the internal boundary, namely:
Figure 00000024
условие замкнутой внешней границы:
Figure 00000024
closed outer boundary condition:
Figure 00000025
Figure 00000025
Figure 00000026
условие постоянного давления на внутренней границе:
Figure 00000026
constant pressure condition on the inner boundary:
Figure 00000027
Figure 00000027
где К - проницаемость коллектора, мД;where K is the permeability of the reservoir, MD; K rw, K rg - относительная проницаемость жидкой и газовой фаз, безразмерная величина; K rw , K rg - relative permeability of the liquid and gas phases, dimensionless quantity; K xx, K xy, K yx, K yy - значения компонентов тензора проницаемости, мД; K xx , K xy , K yx , K yy - values of the components of the permeability tensor, mD; x, у, x w, y w, x g, y g, x well, y well - выражают соответственно значения горизонтальной и вертикальной координат в прямоугольной системе координат, значения горизонтальной и вертикальной координат элемента жидкой фазы, значения горизонтальной и вертикальной координат элемента газовой фазы и значения горизонтальной и вертикальной координат ячейки сетки, где расположена горизонтальная скважина, м; x , y , x w , y w , x g , y g , x well , y well - respectively express the horizontal and vertical coordinates in a rectangular coordinate system, the horizontal and vertical coordinates of the liquid phase element, the horizontal and vertical coordinates of the gas element phases and values of horizontal and vertical coordinates of the grid cell where the horizontal well is located, m; ρ w, ρ g - плотность жидкой фазы и газовой фазы, кг/м3; ρ w , ρ g — density of the liquid phase and gas phase, kg / m 3 ; P w, P g - пластовое давление жидкой фазы и газовой фазы, МПа; P w , P g - reservoir pressure of the liquid phase and gas phase, MPa; μ w, μ g - вязкость жидкой фазы и газовой фазы, мПа⋅с; μ w , μ g — viscosity of the liquid phase and gas phase, mPa⋅s; q w, q g - объем производства жидкой фазы и газовой фазы, м3/сут; q w , q g - volume of production of the liquid phase and gas phase, m 3 / day; S w, S g - насыщенность жидкой фазы и газовой фазы, безразмерная величина; S w , S g — saturation of the liquid phase and gas phase, dimensionless quantity; C w, C g, C f - коэффициент сжатия соответственно для жидкой фазы, газовой фазы и пор, МПа-1; C w , C g , C f - compression ratio, respectively, for the liquid phase, gas phase and pores, MPa -1 ; ϕ - пористость пласта, безразмерная величина; ϕ - formation porosity, dimensionless quantity; Р 0 - начальное пластовое давление, МПа; P 0 - initial reservoir pressure, MPa; P wf - динамическое забойное давление, МПа; P wf - dynamic bottomhole pressure, MPa; S w0 - начальная насыщенность жидкой фазы, безразмерная величина; S w0 — initial saturation of the liquid phase, dimensionless quantity; S g0 - начальная насыщенность газовой фазы, безразмерная величина; S g0 — initial saturation of the gas phase, dimensionless quantity; L x, L y - выражают длину коллектора в направлении x и направлении у соответственно, то есть длину коллектора и ширину коллектора, м; L x , L y - express the length of the collector in the x direction and the y direction , respectively, that is, the length of the collector and the width of the collector, m; t - момент времени, с. t is the moment in time, s. 5. Способ расчета объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта при гидроразрыве в горизонтальных скважинах в залежах газа трещиноватых песчаников по п. 1, отличающийся тем, что этап (5) включает нахождение насыщенности жидкой фазы S wi,j,t для каждой ячейки сетки в коллекторе в момент времени t путем решения математической модели обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта, полученной на этапе (4), с расчетом объема обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта по следующей формуле:5. A method for calculating the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones according to claim 1, characterized in that step (5) includes finding the saturation of the liquid phase S wi , j , t for each mesh cell in the reservoir at time t by solving the mathematical model of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing, obtained in step (4), with the calculation of the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing according to the following formula:
Figure 00000028
Figure 00000028
где i, j - соответственно выражают i-ю ячейку сетки в направлении x и j-ю ячейку сетки в направлении у, безразмерная величина;where i , j - respectively express the i-th grid cell in the x direction and the j-th grid cell in the y direction, dimensionless quantity; n i, n j - соответственно выражают число ячеек сетки в направлении x и направлении у, безразмерная величина; n i , n j - respectively express the number of mesh cells in the x direction and the y direction, dimensionless quantity; q w,t - объем обратного потока жидкости для гидроразрыва пласта в момент времени t, м3; q w , t is the volume of the reverse fluid flow for hydraulic fracturing at time t , m 3 ; V i,j - объем ячеек сетки в положениях i, j, м3; V i , j is the volume of the mesh cells in positions i , j , m 3 ; ϕ - пористость пласта, безразмерная величина; ϕ - formation porosity, dimensionless quantity; S wi,j,0 - насыщенность жидкой фазы в начальный момент времени в ячейках сетки в положениях i, j, безразмерная величина; S wi , j , 0 — saturation of the liquid phase at the initial time in the grid cells at positions i , j , dimensionless quantity; S wi,j,t - насыщенность жидкой фазы в момент времени t в ячейках сетки в положениях i, j, безразмерная величина; S wi , j , t is the saturation of the liquid phase at time t in the grid cells at positions i , j , dimensionless quantity; x i,j, y i,j - длина и ширина ячеек сетки в положениях i, j, м; x i , j , y i , j - the length and width of the mesh cells in the positions i , j , m; h - толщина коллектора, м. h is the thickness of the collector, m
RU2019131934A 2019-06-04 2019-10-10 Method of calculating volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones RU2723769C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910482321.2A CN110219630A (en) 2019-06-04 2019-06-04 A kind of fracturing fluid recovery calculation method of fractured sandstone gas reservoir pressure break horizontal well
CN201910482321.2 2019-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723769C1 true RU2723769C1 (en) 2020-06-17

Family

ID=67819569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019131934A RU2723769C1 (en) 2019-06-04 2019-10-10 Method of calculating volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110219630A (en)
RU (1) RU2723769C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111914494A (en) * 2020-07-08 2020-11-10 长江大学 Method and system for predicting flowback rate of fracturing fluid after horizontal well pressure of tight reservoir
CN112084454A (en) * 2020-09-10 2020-12-15 合肥迪斯贝能源科技有限公司 Method for obtaining crack length by using fracturing construction data
CN113553791A (en) * 2021-08-19 2021-10-26 中国石油天然气股份有限公司 River course spreading fracturing parameter design method and river course construction method
CN114183113A (en) * 2021-05-19 2022-03-15 中国石油天然气股份有限公司 Method for simplifying and representing fracturing fracture morphology of shale gas well
CN114970392A (en) * 2022-05-27 2022-08-30 长江大学 Fracture fractal characterization method and system and readable storage medium
CN117310799A (en) * 2023-09-08 2023-12-29 中国矿业大学 Mine floor limestone aquifer identification method based on hole-slot-hole-matrix multiple medium
CN117930384A (en) * 2024-03-21 2024-04-26 中国石油大学(华东) Oil and gas reservoir fracture parameter inversion method based on fracturing flowback fluid ion analysis

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110863810B (en) * 2019-11-21 2020-08-18 西南石油大学 Integrated simulation method for coupling shale gas reservoir hydraulic fracturing flowback production process
CN111535792B (en) * 2020-06-19 2020-09-22 西南石油大学 Shale gas well flowback rate prediction method
CN111832227B (en) * 2020-07-17 2022-09-09 中国石油大学(北京) Shale gas saturation determination method, device and equipment based on deep learning
CN111948099B (en) * 2020-08-13 2022-02-08 西南石油大学 Testing device and method for evaluating backflow opportunity of fracturing fluid based on hydration
CN112001134B (en) * 2020-09-04 2021-09-07 北京科技大学 Identification method and device for unconventional gas reservoir flow field structure
CN112883444A (en) * 2021-01-25 2021-06-01 中国石油天然气集团有限公司 Fracture propagation model solving method and system considering fracture network complexity
CN113469832B (en) * 2021-08-09 2024-05-28 中国石油天然气股份有限公司 Method for designing strength of fluid for sand fracturing of tight sandstone
CN114091287B (en) * 2021-11-30 2022-10-18 西南石油大学 Method for evaluating crack connectivity and optimizing crack parameters based on complex network theory
CN114239365B (en) * 2021-12-21 2022-08-23 西南石油大学 Method for calculating wall equivalent permeability after natural fracture drilling fluid pollution

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103279991A (en) * 2013-04-16 2013-09-04 西南石油大学 Method for improving oil reservoir exploitation effect by utilizing discrete fracture endpoint deformation numerical simulation
RU2602858C1 (en) * 2012-12-27 2016-11-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method of tying geometry of hydraulic fracturing to microseismic events
US20160357883A1 (en) * 2011-11-04 2016-12-08 Schlumberger Technology Corporation Stacked height growth fracture modeling
US20170074770A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 IFP Energies Nouvelles Method for characterizing the fracture network of a fractured reservoir and method for exploiting it
US9665537B2 (en) * 2011-10-12 2017-05-30 IFP Energies Nouvelles Method for generating a fractured reservoir mesh with a limited number of nodes in the matrix medium
RU2666573C1 (en) * 2017-08-11 2018-09-11 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method for development of oil drawing with repair hydraulism of plaster with change of direction of crack
RU2672292C1 (en) * 2018-01-10 2018-11-13 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for oil deposit development with horizontal wells with multi-stage fracing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9562425B2 (en) * 2012-12-18 2017-02-07 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of enhancing the conductivity of propped fractures with in-situ acidizing
CN109002565B (en) * 2017-06-05 2021-08-27 中国石油化工股份有限公司 Method for calculating critical flowback speed of fracturing fluid
CN108645740B (en) * 2018-05-30 2021-02-19 延长油田股份有限公司 Method and device for measuring back-flow rate of rock core after self-absorption of fracturing fluid

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9665537B2 (en) * 2011-10-12 2017-05-30 IFP Energies Nouvelles Method for generating a fractured reservoir mesh with a limited number of nodes in the matrix medium
US20160357883A1 (en) * 2011-11-04 2016-12-08 Schlumberger Technology Corporation Stacked height growth fracture modeling
RU2602858C1 (en) * 2012-12-27 2016-11-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method of tying geometry of hydraulic fracturing to microseismic events
CN103279991A (en) * 2013-04-16 2013-09-04 西南石油大学 Method for improving oil reservoir exploitation effect by utilizing discrete fracture endpoint deformation numerical simulation
US20170074770A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 IFP Energies Nouvelles Method for characterizing the fracture network of a fractured reservoir and method for exploiting it
RU2666573C1 (en) * 2017-08-11 2018-09-11 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method for development of oil drawing with repair hydraulism of plaster with change of direction of crack
RU2672292C1 (en) * 2018-01-10 2018-11-13 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for oil deposit development with horizontal wells with multi-stage fracing

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111914494A (en) * 2020-07-08 2020-11-10 长江大学 Method and system for predicting flowback rate of fracturing fluid after horizontal well pressure of tight reservoir
CN111914494B (en) * 2020-07-08 2024-03-26 长江大学 Method and system for predicting flowback rate of fracturing fluid after horizontal well pressure of tight reservoir
CN112084454A (en) * 2020-09-10 2020-12-15 合肥迪斯贝能源科技有限公司 Method for obtaining crack length by using fracturing construction data
CN114183113A (en) * 2021-05-19 2022-03-15 中国石油天然气股份有限公司 Method for simplifying and representing fracturing fracture morphology of shale gas well
CN113553791A (en) * 2021-08-19 2021-10-26 中国石油天然气股份有限公司 River course spreading fracturing parameter design method and river course construction method
CN114970392A (en) * 2022-05-27 2022-08-30 长江大学 Fracture fractal characterization method and system and readable storage medium
CN117310799A (en) * 2023-09-08 2023-12-29 中国矿业大学 Mine floor limestone aquifer identification method based on hole-slot-hole-matrix multiple medium
CN117310799B (en) * 2023-09-08 2024-05-28 中国矿业大学 Mine floor limestone aquifer identification method based on hole-slot-hole-matrix multiple medium
CN117930384A (en) * 2024-03-21 2024-04-26 中国石油大学(华东) Oil and gas reservoir fracture parameter inversion method based on fracturing flowback fluid ion analysis
CN117930384B (en) * 2024-03-21 2024-06-11 中国石油大学(华东) Oil and gas reservoir fracture parameter inversion method based on fracturing flowback fluid ion analysis

Also Published As

Publication number Publication date
CN110219630A (en) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2723769C1 (en) Method of calculating volume of reverse flow of fluid for hydraulic fracturing of formation during hydraulic fracturing in horizontal wells in gas deposits of fractured sandstones
CN109441422B (en) Shale gas well spacing optimization mining method
CN109002574B (en) Multi-layer oil reservoir pulse period water injection development index prediction method
CN104453804B (en) Dynamic monitoring and evaluating method for gas-drive reservoir development
CN104747180B (en) A kind of fracture-pore reservoir for waterflooding extraction analyzes method and application thereof
RU2480584C1 (en) Method for online forecasting of main parameters of oil deposits development
CN111236908A (en) Multi-stage fractured horizontal well productivity prediction model and productivity sensitivity analysis method suitable for low-permeability tight gas reservoir
CN108518218B (en) Unconventional oil and gas reservoir multi-section fracturing horizontal well single well dynamic reserve determination method
WO2022218159A1 (en) Fracture network propagation and production dynamic coupling method for unconventional oil and gas reservoir horizontal well fracturing
Baker et al. Full-field modeling using streamline-based simulation: Four case studies
Li et al. Screening and simulation of offshore CO2-EOR and storage: A case study for the HZ21-1 oilfield in the Pearl River Mouth Basin, Northern South China Sea
CN109209307A (en) A kind of method of quantitative analysis waterflood development of low-permeability reservoirs effect
CN107965315A (en) A kind of low-permeability oil deposit PRODUCTION FORECASTING METHODS
CN109710965A (en) Evaluation method for effectiveness of horizontal well artificial fracturing fracture parameters
Ailin et al. Technical measures of deliverability enhancement for mature gas fields: A case study of Carboniferous reservoirs in Wubaiti gas field, eastern Sichuan Basin, SW China
CN112257349B (en) Method for judging whether tight sandstone movable water-gas reservoir gas well has development value
CN107704646B (en) Modeling method after compact reservoir volume modification
CN113803041B (en) Volumetric fracturing design method and system
CN110714755B (en) Method for quickly predicting secondary enrichment speed of residual oil in water-drive reservoir
Noori et al. Geological Model of the Tight Reservoir (Sadi Reservoir-Southern of Iraq)
Rodriguez Inferences of two dynamic processes on recovery factor and well spacing for a shale oil reservoir
Parra et al. CRM-Aquifer-Fractional Flow Model to Characterize Oil Reservoirs with Natural Water Influx
CN111188613B (en) Method and system for determining well control radius of tight gas reservoir gas well
He et al. How to improve sweep efficiency of horizontal wells for offshore fluvial oil reservoir by ICD inflow control device
Dong et al. Numerical simulation of a two-phase flow with low permeability and a start-up pressure gradient