Дизайн гидроразрыва для высокопроницаемого пласта: HPF01

В высокопроницаемых пластах критерий оптимальности будет давать в результате короткую и широкую трещину. Чтобы иметь базу для сравнения, мы будем использовать прежний набор данных, за исключением следующих переменных: проницаемость, модуль плоской деформации, коэффициент мгновенной утечки и коэффициент утечки. Исходные данные сведены в таблицу 8-18.

ТАБЛИЦА 8-18. Исходные данные для HPF01
Proppant mass for (two wings), lbm	Масса проппанта (для двух крыльев), фунтов массы (тонн)	90,000 (40.823)
Sp grav of proppant material (water = 1)	Удельный вес материала проппанта (вода = 1)	2.65
Porosity of proppant pack	Пористость проппантной набивки	0.38
Proppant pack permeability, md	Проницаемость проппантной набивки, мД	60,000
Max propp diameter, Dpmax , inch	Макс. диаметр зерен проппанта, Dpmax, дюйм (мм)	0.031 (0.79)
Formation permeability, md	Проницаемость пласта, мД
Permeable (leakoff) thickness, ft	Проницаемая (поглощающая) мощность, фут (м)	76 (32.2)
Well radius, ft	Радиус скважины, фут (м)	0.25 (0.0762)
Well drainage radius, ft	Радиус дренирования скважины, фут (м)	745 (227.1)
Pre-treatment skin factor	Скин-фактор до обработки	0.0
Fracture height, ft	Высота трещины, фут (м)
Plane strain modulus, E´ (psi)	Модуль плоской деформации, E', psi (МПа)	7.5E + 05 (5171.1)
Slurry injection rate (two wings, liq + prop), bpm	Темп нагнетания пульпы (два крыла, жидкость + проппант), барр/мин (м3/мин)	20.0 (1.18)
Rheology, K' (lbf/ft2) ×	Реология, K' (фунт-сила/фут2) ×	0.07
Rheology, n´	Реология, n'	0.45
Leakoff coefficient in permeable layer, ft/min1/2	Коэффициент утечки в проницаемый пласт, фут/мин1/2 (см/мин1/2)	0.01 (0.3048)
Spurt loss coefficient, Sp ,gal/ft2	Коэффициент мгновенной утечки, Sp ,галлон/фут2 (л/м2)	0.02 (8.15)

Строка для ввода высоты трещины пока оставлена пустой. Мы знаем, что общая мощность продуктивного интервала равна 30 футам (30.5 м). Разумным допущением для высокопроницаемого ГРП, при отсутствии каких-либо надежных данных о контрасте напряжений, является допущение, что интенсивного роста высоты трещины не будет, если плановая длина трещины меньше половины высоты трещины. На этот момент мы вставляем в нашу электронную таблицу начальную оценку h_f = 100 футов (30.5 м), а также задаем технологические ограничения и параметры, показанные в таблице 8-19. Результаты приведены в таблице 8-20.

Первая попытка дизайна дает число проппанта, равное 0.012. Это типичная ситуация для высокопроницаемых пластов; даже при значительном количестве проппанта и хорошо сдерживаемой высоте трещины числа проппанта не будут очень высокими (таблица 8-21). Сообщение говорит следующее:

Фактически, если плановая длина трещины равна 56.7 фута (17.28 м), в пласте можно разместить всего 10 700 фунтов (4.853 т) проппанта. Такой ГРП имел бы чрезвычайно низкое число проппанта и эквивалентный скин, равный –2.5. В большинстве случаев это был бы не очень удовлетворительный результат, особенно по той причине, что другие факторы могут далее снизить эффект стимуляции.

Даже хотя этот пласт сложен относительно рыхлыми породами, ширина, созданная во время нормального распространения трещины (или недостаточность этой ширины), очень сильно ограничивает объем проппанта, который можно разместить в пласте. Отметьте, что вы же использовали максимальную концентрацию проппанта в 16 фунт/галлон (1917 кг/м³), но этого недостаточно.

Решение проблемы состоит в том, чтобы спроектировать ГРП по технологии концевого экранирования (TSO). Зная, что этот пласт рыхлый и относительно неконсолидированный, мы можем намеренно остановить распространение трещины на плановой длине (56.7 фут = 17.28 м) и после этого раздувать эту трещину.

Для технологии TSO мы снова используем те же исходные данные, но с единственным дополнительным параметром:

Этот критерий концевого экранированиярхушки предполагает, что мы ожидаем, что трещина прекратит распространяться, когда «мокрая ширина» из-за утечки жидкости (иными словами, обезвоживания) становится достаточно близка к «сухой ширине». Сухая ширина определяется как ширина трещины после того, как вся жидкость утечет, а мокрая ширина — это ширина во время проведения обработки, когда часть жидкости, несущей проппант, всё еще не поглощена в пласт. Как правило, в качестве критического отношения мы используем значение 0.7, но в зависимости от фактической формы трещины и типа проппанта это значение может отличаться от указанного здесь (таблица 8-22).

Новые выходные данные говорят, что мы могли бы разместить весь проппант в трещине 57 футов (17.4 м), используя технологию концевого экранирования. Это достигается (технологически) путем такой корректировки графика закачки проппанта, чтобы концентрация проппанта в трещине достигала своего критического значения в то же самое время, когда (неограниченное) латеральное распространение достигает запланированной длины (таблица 8-23).

Фактически, 11 000 фунтов (5 тонн) проппанта размещаются в трещине менее чем за 8 минут. После этого длина трещины остается постоянной, а увеличивается только ее ширина (рис. 8-3).

В конце обработки эффективное давление достаточно велико, почти 500 psi (3450 кПа). Такая высокая его величина ожидается потому, что для оптимального размещения требуется расклиненная ширина почти в 1 дюйм (25.4 мм).

РИС. 8-3. Прогнозный рафик закачки жидкости и проппанта, график эффективного давления для ГРП по технологии концевого экранирования.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: