Экономидис М., Олайни Р., Валько П. Унифицированный дизайн гидроразрыва пласта. Наведение мостов между теорией и практикой

Орса Пресс Алвин, шт. Техас. Перевод: М. Углов - ПетроАльянс Сервисис Компани Лимитед, Москва 2004. — 194 с.Эта книга была написана с целью обосновать унифицированную методологию проектирования для гидроразрыва пласта (Грп) — метода стимуляции, давно и активно применяемого в нефтяной промышленности и родственных отраслях. Мало какие виды работ имеют столь большие возможности для улучшения работы скважины, причем и рентабельно, и надежно
Слово «унифицированный» было выбрано сознательно, чтобы не только указать на сведение воедино всех крайне разнородных технологических аспектов этого процесса, но также и развеять бытующее представление о том, что есть один тип Грп, применимый для низкопроницаемых коллекторов, и другой — для высокопроницаемых. Думать так естественно даже для опытных специалистов-практиков, потому что традиционно объектами для Грп были низкопроницаемые коллекторы, тогда как гидроразрыв высокопроницаемых пластов возник из практики применения гравийных фильтров, как средства борьбы с выносом песка
Ключевая идея состоит в том, что размеры Грп могут быт унифицированы, потому что они могут быть наилучшим образом охарактеризованы при помощи безразмерного Числа проппанта, которое определяет теоретически оптимальные размеры трещины, при которых может быть достигнут максимальный коэффициент продуктивности или приемистости. Технические ограничения должны быть удовлетворены таким образом, чтобы отойти от теоретического оптимума лишь настолько, насколько это необходимо. При таком подходе такие трудные вопросы, как различия гидроразрыва в высоко- и низкопроницаемых пластах, течение не по закону Дарси, а также вдавливание проппанта, рассматриваются прозрачным и унифицированным образом, и инженер получает логически последовательную процедуру проектирования
В эту книгу включен также пакет программного обеспечения для проектирования Грп
Знания и опыт авторов включают полный спектр технических, научно-исследовательских, проектно-конструкторских и полевых работ практически в любых географических регионах и геолого-технических условиях и типах коллекторов. Авторы надеются, что эта книга займет приличествующее ей место в повседневной практике
гидроразрыв пласта для интенсификации добычи или закачки
Гидроразрыв как предпочтительный вид освоения
основные принципы унифицированного дизайна грп
технологические показатели скважины после Грп
определение размера и оптимизация
Сообщаемость трещины и скважины
Концепция концевого экранирования и другие вопросы гидроразрыва
высокопроницаемых пластов
дизайн концевого экранирования
Эффективное давление и утечка при Грп в высокопроницаемых породах
Подбор скважин-кандидатов
«ПРИКИДОЧНОЕ» Проектирование трещины грп
логика проектирования
Электронная таблица для дизайна гидроразрыва
как пользоваться этой книгой
Структура книги
какие разделы вам нужны
отряд Грп
стимуляция скважин как средство увеличения индекса продуктивности
Индекс продуктивности
система скважина-трещина-пласт
число проппанта
эффективность работы скважины для малых и средних чисел проппанта
Оптимальная проводимость трещины логика дизайна
теория гидроразрыва пласта
Линейная упругость и механика трещинообразования
механика жидкостей разрыва
поглощение в пласт и баланс объемов в трещине
формальный материальный баланс: коэффициент распределения времени раскрытия трещины
Аппроксимация постоянной ширины (уравнение Картера Ii)
аппроксимация роста трещины степенным законом
Детальные модели утечки
Основные типы геометрии трещины
уравнение Перкинса-Керна
Уравнение Христиановича-Желтова-Геертсма-деКлерка
Уравнение ширины для радиальной геометрии (трещина в форме пятака)
гидроразрыв высокопроницаемых пластов
Эволюция методики
высокопроницаемый грп в ряду конкурирующих технологий
гравийный фильтр
Высокодебитные заколонные песчаные фильтры
Эффективность горизонтальных скважин с гидроразрывом в высокопроницаемых пластах
отличительные особенности высокопроницаемого грп
концепция концевого экранирования
Эффективное давление и утечка рабочей жидкости
Эффективное давление, давление смыкания и ширина трещины в рыхлых породах
Распространение трещины
Модели утечки для высокопроницаемого грп
утечка рабочей жидкости и мгновенное поглощение как свойства материалов: модель поглощения
Картера с допущением Нольте о степенном законе
Модель утечки с учетом фильтрационной корки по Мейерхоферу и др
Модель Фэна-Экономидиса для утечки с зоной проникновения полимера
Гидроразрыв высокопроницаемых газоконденсатных пластов
оптимизация геометрии трещины в газоконденсатных пластах
Влияние неподчинения течения в трещине закону дарси
определения и допущения
Иллюстративный пример для эффекта течения не по закону Дарси
материалы, применяемые при гидроразрыве
Жидкости разрыва
добавки к жидкостям
проппанты
расчет эффективного напряжения смыкания трещины
Проводимость трещины и выбор материалов в высокопроницаемом грп
ширина трещины как проектный параметр
Выбор проппанта
Выбор жидкости
проектирование гидроразрыва пласта
Испытания методами микрогидроразрыва
мини-грп (минифраки)
проектирование грп на основе унифицированного подхода
время закачки
График закачки проппанта
Отклонение от теоретического оптимума
Дизайн по технологии концевого экранирования
Закачка грп с концевым экранированием
пример поршневого эффекта
Перфорация для высокопроницаемого Грп
диагностические тесты перед проведением высокопроницаемого грп
испытания на приемистость при ступенчатых подачах
Мини-ГРП (минифраки)
Испытания методом спада давления
Измерения забойных давлений
проектирование Грп и встречающиеся сложности
Высота трещины
карта высоты трещины
Практическое определение высоты трещины
Краевые эффекты
течение в трещине не по закону дарси
учет скин-фактора поверхности трещины
примеры практического дизайна грп
типичный предварительный дизайн — пласт средней проницаемости: Mpf
сдвигаем предел — пласт средней проницаемости: Mpf
вдавливание проппанта: Mpf
дизайн гидроразрыва для высокопроницаемого пласта: Hpf
особо высокая проницаемость: Hpf
низкопроницаемый грп: lpf
резюме