Инновационное использование гидроразрыва пласта для внутрискважинных работ
В сфере добычи нефти и газа поддержание и повышение продуктивности скважин имеет решающее значение в нефтегазодобывающей отрасли. Когда производительность скважины начинает снижаться или возникают проблемы, используются различные методы вмешательства для увеличения добычи или решения проблем. Одним из таких методов, приобретающих известность, является гидроразрыв пласта, традиционно связанный с заканчиванием скважин в нетрадиционных коллекторах, таких как сланцы. Однако в настоящее время методы гидроразрыва пласта инновационным образом используются для внутрискважинных работ, меняя подход отрасли к улучшению производительности и нефтеотдачи пластов. В этой статье рассматривается инновационное применение гидроразрыва пласта для внутрискважинных работ, а также его преимущества, проблемы и технологии моделирования, используемые для оптимизации его производительности.
Понимание гидроразрыва пласта для внутрискважинных работ
Гидравлический разрыв пласта, иногда называемый гидроразрывом, представляет собой процесс закачки жидкости под высоким давлением в ствол скважины для разрушения подземных горных пород. Эти трещины, которые часто заполняются проппантами, чтобы держать их открытыми, позволяют углеводородам легче течь в ствол скважины, повышая производительность. Хотя гидроразрыв преимущественно использовался при заканчивании скважин, его применение для внутрискважинных работ предполагает стимулирование существующих скважин для улучшения или восстановления продуктивности.
Ключевые методы и применение ГРП для внутрискважинных работ
1. Повторный ГРП существующих скважин
Повторный ГРП, также известный как повторная стимуляция, представляет собой процесс применения методов гидроразрыва пласта к существующим скважинам с снижающейся добычей. Закачивая жидкости под высоким давлением в ствол скважины, операторы могут создавать новые трещины или повторно открывать старые, увеличивая добычу на ранее непродуктивных участках. Повторный ГРП может значительно улучшить добычу углеводородов из старых коллекторов и продлить срок эксплуатации скважин.
2. Устранение повреждений пласта
Методы гидроразрыва пласта используются для устранения повреждений пласта, вызванных такими факторами, как буровые растворы, миграция мелких частиц и отложение накипи. Создание трещин в пласте-коллекторе позволяет операторам обходить поврежденные зоны, увеличивать связность пласта и восстанавливать добычу скважин. Лечебные процедуры гидроразрыва пласта предназначены для решения конкретных проблем пласта, одновременно улучшая эксплуатационные характеристики пласта и добычу углеводородов.
3. Зональная изоляция и контроль
Гидроразрыв пласта применяется для изоляции и контроля зон при проведении внутрискважинных работ. Создавая трещины в заданных интервалах вдоль ствола скважины, операторы могут изолировать или обходить проблемные зоны, контролировать поток жидкости и оптимизировать дренирование пласта. Зональная изоляция гарантирует, что процедуры ГРП будут ограничены желаемыми интервалами, предотвращая сообщение между различными зонами пласта и максимизируя эффективность обработки.
4. Улучшение сообщаемости резервуара
Методы гидроразрыва пласта используются для улучшения связности пласта и эффективности дренирования. Создавая сложную сеть трещин, выходящих за пределы непосредственной близости от ствола скважины, операторы улучшают пути потока жидкости и увеличивают контакт с продуктивными зонами. Улучшенная сообщаемость коллекторов максимизирует скорость извлечения углеводородов, особенно в неоднородных или разделенных на отдельные пласты коллекторах, и повышает общую производительность скважины.
5. Повышение производительности
Вмешательства по гидроразрыву пласта направлены на повышение дебитов и оптимизацию работы скважин. Стимулируя пласты с помощью гидроразрыва под высоким давлением, операторы увеличивают проницаемость пласта, позволяя углеводородам более свободно течь в ствол скважины. Методы увеличения добычи могут включать многостадийный гидроразрыв, при котором несколько зон вдоль ствола скважины последовательно разрываются для максимизации добычи углеводородов.
6. Отключение воды и газа
Методы гидроразрыва пласта можно использовать для предотвращения нежелательного выхода воды или газа из скважин. Операторы могут эффективно предотвращать попадание нежелательных жидкостей или газов в ствол скважины, создавая трещины вблизи зон добычи воды или газа и закачивая специальные материалы, такие как химические герметики или полимерные гели. Процедуры отключения воды и газа повышают производительность скважин, снижают эксплуатационные расходы и уменьшают экологические опасности, связанные с добычей воды и газа.
7. Контроль песка
Гидравлический разрыв пласта используется для управления выносом песка, чтобы предотвратить вынос песка при сохранении целостности скважины. Обработки по борьбе с песком включают в себя закачку проппантов или частиц, покрытых смолой, в трещины, образующиеся в пласте-коллекторе, чтобы предотвратить миграцию пластового песка в ствол скважины. Контроль песка повышает производительность скважин, снижает износ оборудования и сводит к минимуму риск повреждения пласта, связанный с добычей песка.
Преимущества ГРП при внутрискважинных вмешательствах
| Преимущества | Объяснение |
| Увеличение продуктивности скважин | Стимулирует приток углеводородов из пластов-коллекторов, повышая темпы добычи. |
| Расширенная экономическая жизнь Уэллса | Оживляет зрелые или приходящие в упадок скважины, максимально увеличивая добычу углеводородных запасов. |
| Улучшенное управление резервуаром | Избирательно стимулирует определенные зоны и максимизирует эффективность дренирования резервуара. |
| Улучшение темпов извлечения углеводородов | Доступ к неиспользованным запасам, улучшение связи между пластами и максимизация добычи. |
| Операционная гибкость и адаптируемость | Корректирует параметры гидроразрыва для оптимизации производительности и устранения сложностей пласта. |
| Экологические преимущества | Сокращает потребление воды, снижает выбросы парниковых газов и использует передовые технологии для устойчивого освоения ресурсов. |
| Экономические преимущества | Увеличивает производительность, снижает эксплуатационные расходы и максимизирует получение дохода и прибыльность. |
Проблемы , связанные с гидроразрывом пласта при проведении внутрискважинных работ
| Проблемы | Объяснение |
| Техническая сложность | Операции ГРП под высоким давлением требуют специального оборудования и опыта, что создает технические проблемы при проектировании, эксплуатации и мониторинге скважин. |
| Операционные риски | Операции ГРП несут в себе присущие риски, такие как отказ оборудования, потеря жидкости, проблемы с целостностью ствола скважины и наведенная сейсмичность, что требует тщательного планирования и выполнения. |
| Проблемы окружающей среды | Потенциальные воздействия на окружающую среду включают использование воды, химические добавки, загрязнение поверхностных и подземных вод, а также вызванные сейсмические явления, что вызывает пристальное внимание регулирующих органов и обеспокоенность общественности. |
| Соответствие нормативным требованиям | Соблюдение строгих правил, регулирующих операции по гидроразрыву пласта, включая разрешения, требования к отчетности и экологические стандарты, может создать логистические и финансовые проблемы. |
| Стоимость последствий | Вмешательства по гидроразрыву предполагают значительные первоначальные затраты на оборудование, материалы и персонал, а также текущие расходы на мониторинг, соблюдение требований и управление рисками. |
Технология моделирования , используемая для оптимизации ГРП при проведении внутрискважинных работ
Технология моделирования дает инженерам ценную информацию о поведении коллекторов и эффективности процедур гидроразрыва.
1. Моделирование резервуара
Усовершенствованное программное обеспечение для моделирования резервуара используется для представления геологических характеристик резервуара, таких как пористость, проницаемость и свойства флюида. Инженеры могут оптимизировать проект обработки, моделируя поведение пласта в различных условиях эксплуатации.
2. Моделирование разрушения
Симуляторы гидроразрыва пласта используются для моделирования распространения трещин внутри пласта-коллектора. Эти симуляторы используют сложные математические модели, такие как метод конечных элементов (FEM) или метод дискретных элементов (DEM), для прогнозирования геометрии, размеров и характера распространения трещин. Инженеры могут использовать факторы гидроразрыва, включая скорость закачки, вязкость жидкости и концентрацию проппанта, для оптимизации конструкции разрыва и повышения нефтеотдачи углеводородов.
3. Моделирование потока жидкости
Программное обеспечение вычислительной гидродинамики (CFD) используется для моделирования потока флюидов внутри ствола скважины и трещин. Моделируя поведение жидкости при различных условиях давления и температуры, инженеры могут оптимизировать стратегии размещения, распределения и отклонения жидкости, чтобы обеспечить эффективную стимуляцию трещин и дренирование пласта.
4. Геомеханическое моделирование
Геомеханические симуляторы используются для моделирования механической реакции породы-коллектора на процедуры гидроразрыва. Эти симуляторы нефти и газа прогнозируют такие факторы, как распределение напряжений, деформацию горных пород и вызванную сейсмичность, что позволяет инженерам оценить риск повреждения пласта, вызванного гидроразрывом, разрушением обсадной колонны или нежелательной миграцией флюида.
5. Прогнозирование добычи
Интегрированные модели пласта объединяют геологические, геофизические и инженерные данные для прогнозирования будущих характеристик пласта и темпов добычи. Моделируя динамику потока жидкости с течением времени, инженеры могут оценить долгосрочную эффективность процедур ГРП, прогнозировать темпы истощения скважин и оптимизировать стратегии добычи для максимизации экономического восстановления.
6. Аналитика данных и машинное обучение
Передовые алгоритмы анализа данных и машинного обучения все чаще используются для оценки огромных объемов данных, генерируемых в результате операций гидроразрыва пласта. Эти методы находят закономерности, тенденции и корреляции в пластовых и эксплуатационных данных, что позволяет инженерам оптимизировать процедуры гидроразрыва, диагностировать проблемы и принимать решения на основе данных для улучшения производительности скважин.
Заключение
Методы гидроразрыва пласта, которые традиционно связаны с заканчиванием скважин , все чаще используются для внутрискважинных работ, предоставляя операторам инновационные решения для улучшения производительности пласта и увеличения нефтеотдачи углеводородов. Методы гидроразрыва пласта можно использовать для омоложения зрелых скважин, улучшения дренажа пласта и раскрытия полного потенциала существующих активов. Однако крайне важно ответственно подойти к решению сопутствующих проблем, гарантируя, что операции по ГРП проводятся безопасно, устойчиво и в соответствии с нормативными стандартами.
Технология моделирования играет жизненно важную роль в повышении эффективности, результативности и безопасности гидроразрыва пласта при проведении работ в скважинах. Инструменты моделирования позволяют операторам оптимизировать процедуры ГРП, снизить риски и максимизировать добычу углеводородов из нефтяных и газовых пластов.
