Как интенсификация скважин повышает производительность углеводородного пласта
Стимуляция скважин необходима для максимизации темпов нефтеотдачи и оптимизации добычи как в традиционных, так и в нетрадиционных коллекторах. Стимуляция скважин включает ряд методов и технологий, таких как матричная стимуляция, кислотная обработка и гидроразрыв пласта, направленных на повышение производительности пласта. В этой статье мы углубляемся в науку, лежащую в основе стимуляции скважин, исследуем различные используемые методы, их значение в нефтегазовой отрасли, а также то, как технологии моделирования используются при стимуляции скважин.
Что такое стимуляция скважин
Важная процедура в нефтегазовой отрасли – интенсификация скважин , предполагающая увеличение притока газа или нефти из скважин с целью увеличения продуктивности залежей углеводородов. По сути, целью стимуляции скважин является повышение проницаемости и пропускной способности пород-коллекторов с целью добычи большего количества газа и нефти. Углеводороды часто задерживаются в плотных или низкопроницаемых пластах коллекторов, что затрудняет их эффективную добычу. Методы стимуляции скважин улучшают связь с пластом и открывают каналы для потока жидкости, что помогает преодолеть эти препятствия.
Почему стимуляция скважин важна
| Значение | Описание |
| Увеличение производства | Методы стимуляции скважин значительно повышают продуктивность нефтяных и газовых скважин, что приводит к более высоким темпам добычи и увеличению добычи углеводородов. |
| Экономическая жизнеспособность | Путем максимизации продуктивности скважин стимуляция скважин делает малорентабельные или нерентабельные месторождения финансово жизнеспособными, тем самым максимизируя экономическую ценность запасов углеводородов. |
| Технологическая инновация | Постоянное развитие технологий стимуляции скважин стимулирует инновации в нефтегазовой отрасли, что приводит к повышению эффективности и рентабельности производственных операций. |
| Энергетическая безопасность | Стимуляция скважин обеспечивает доступ к ранее неиспользованным углеводородным ресурсам, способствуя энергетической безопасности за счет снижения зависимости от импорта нефти и газа. |
| Экологические соображения | Деятельность по стимуляции скважин подвергается тщательному экологическому контролю из-за таких проблем, как загрязнение грунтовых вод и вызванная сейсмичность, что требует ответственных методов разработки. |
Каковы ключевые методы стимуляции скважин
Гидроразрыв пласта (ГРП)
Вероятно, это самый популярный и широко применяемый метод стимуляции скважин. Закачивая жидкость под высоким давлением (обычно воду в сочетании с песком и химикатами) в породу-коллектор, гидроразрыв создает трещины, которые делают породу более проницаемой и облегчают добычу нефти и газа.
2. Кислотная обработка
Процесс «окисления» породы резервуара включает растворение таких веществ, как доломит или известняк, с целью открытия новых пор и расширения старых. Кислотная обработка включает закачку в ствол скважины кислот, таких как соляная кислота, для растворения породы и повышения проницаемости.
3. Кислотная обработка матрицы
Тип кислотной обработки, известный как матричная кислотная обработка, включает закачку кислоты в породу-коллектор без ее разрушения. Этот метод используется для растворения материалов, закупоривающих поры в матрице породы, тем самым увеличивая приток углеводородов в ствол скважины.
4. Кислотный разрыв пласта
Кислотный разрыв пласта представляет собой сочетание методов гидроразрыва пласта и кислотной обработки. Кислота закачивается в трещины, образовавшиеся в результате гидроразрыва, для дальнейшего повышения проницаемости породы-коллектора. Этот метод особенно эффективен в карбонатных пластах.
5. Отвлечение кислотного разрыва
В этом методе кислоту закачивают одновременно в несколько групп перфораций в скважине. Цель состоит в том, чтобы отвести кислоту от наиболее проницаемых зон, позволяя ей проникать и обрабатывать менее проницаемые зоны, тем самым улучшая общую производительность.
6. Выдавливание проппанта
Выдавливание проппанта — это метод, используемый для лечения повреждений призабойной зоны пласта путем закачки суспензии проппанта (обычно песка) и жидкости в пласт под давлением. Проппантные распорки открывают трещины, образовавшиеся в результате гидроразрыва, предотвращая их закрытие и сохраняя повышенную проницаемость.
7. Заводнение поверхностно-активными веществами
Заводнение поверхностно-активными веществами включает закачку поверхностно-активных веществ в пласт для изменения межфазного натяжения между нефтью и водой, тем самым улучшая вытеснение нефти из породы-коллектора и увеличивая добычу.
8. Впрыск CO2
Чтобы улучшить нефтеотдачу, закачка диоксида углерода (CO2) влечет за собой закачку CO2 в пласт. Это приводит к набуханию нефти, потере вязкости и миграции к добывающим скважинам. Эта технология часто используется в проектах повышения нефтеотдачи пластов (EOR) .
Как технология моделирования используется при стимуляции скважин
Технология моделирования является неотъемлемой частью планирования, оптимизации и выполнения операций по стимуляции скважин в нефтегазовой отрасли.
1. Моделирование резервуара
Подробные модели пласта создаются с использованием программного обеспечения для моделирования, которое включает геологические данные, характеристики жидкости и конфигурации ствола скважины. Эти модели моделируют поведение углеводородов внутри пласта, изменения давления и динамику потока жидкости. Благодаря реализации нескольких сценариев инженеры могут прогнозировать реакцию пласта на стимуляцию и соответствующим образом корректировать проект.
2. Проектирование ГРП
Инструменты моделирования используются для разработки методов гидроразрыва пласта путем моделирования распространения трещин в породе-коллекторе. Инженеры вводят такие параметры, как свойства пласта, геометрия скважины, вязкость жидкости и скорость закачки, для моделирования процесса гидроразрыва. Такое моделирование трещин помогает оптимизировать размеры, ориентацию и расстояние между трещинами, чтобы максимизировать добычу при минимизации затрат и воздействия на окружающую среду.
3. Кислотная обработка
Технология моделирования используется для разработки кислотных обработок путем моделирования взаимодействия между кислотой и породой-коллектором. Инженеры вводят такие параметры, как концентрация кислоты, состав породы и продолжительность обработки, для моделирования проникновения кислоты и растворения повреждений пласта. Такое моделирование помогает оптимизировать кислотные обработки для повышения продуктивности скважин и продуктивности пласта.
4. Анализ потока жидкости
Вычислительное гидродинамическое моделирование (CFD) используется для анализа потока флюида внутри ствола скважины и пласта во время операций по стимуляции. Эти модели позволяют прогнозировать падение давления, распределение жидкости и поведение потока, помогая инженерам оптимизировать графики закачки, свойства жидкости и конфигурации ствола скважины для эффективной стимуляции.
5. Геомеханические соображения
Технология моделирования используется для оценки геомеханических аспектов стимуляции скважин, включая пластовые напряжения, механизмы разрушения горных пород и наведенную сейсмичность. Геомеханическое моделирование помогает оптимизировать размещение скважин, стратегии перфорации и параметры обработки, чтобы минимизировать такие риски, как повреждение пласта, разрушение обсадной колонны и нежелательные трещины.
6. Мониторинг и контроль в реальном времени
Усовершенствованные инструменты моделирования нефти и газа интегрированы с системами мониторинга в реальном времени, обеспечивая непрерывную обратную связь во время операций по стимуляции. Инженеры могут сравнивать данные в реальном времени с прогнозами моделирования, чтобы корректировать параметры лечения в реальном времени, оптимизировать эффективность стимуляции и снижать операционные риски.
Заключение
Стимуляция скважин является важным аспектом добычи углеводородов, позволяющим эффективно добывать газ и нефть из подземных пластов. Благодаря применению передовых технологий и соблюдению строгих экологических стандартов энергетическая отрасль может использовать потенциал стимуляции скважин, минимизируя при этом ее воздействие на окружающую среду.
Используя технологии моделирования, инженеры могут оптимизировать, планировать и выполнять операции по стимуляции скважин таким образом, чтобы максимизировать добычу, снизить затраты и гарантировать безопасную и эффективную добычу углеводородов из пласта.
