Разработка оптимального дизайна ГРП, особенно в регионах со сложным тектоническим режимом, в условиях высоких температур и АВПД, в горизонтальных скважинах, требует комплексного подхода на базе геомеханического моделирования.
Модель механических свойств, давлений и напряжений (МСДН) дает входную информацию для расчета параметров трещины ГРП. Также используются данные о конструкции скважины, НКТ, через которую проводится закачка жидкости, перфорационных интервалах, литологии и петрофизических параметрах пласта – пористости, проницаемости, флюидонасыщенности.
Откалиброванные параметры модели МСДН рассчитываются с учетом различных факторов: перераспределение напряжений в зоне перфораций, тектонический режим, охлаждение прискважинной зоны ввиду циркуляции для сверхглубоких скважин и т.д. Тем самым, использование результатов геомеханического моделирования повышает точность определения параметров трещины ГРП и закачки.
Комплексный подход к оптимизации ГРП позволяет с высокой точностью определить геометрические параметры трещины и давление разрыва. В процессе оптимизации режимов проведения ГРП рассматривается множество сценариев развития трещины в зависимости от параметров закачки и интервалов стимуляции. Это дает возможность подобрать оптимальный график закачки жидкости с проппантом. Такой подход позволяет избежать рисков прорыва в нецелевые интервалы, уменьшить потери на трение, получить трещины с высокой концентрацией проппанта.
Многостадийное ГРП
В горизонтальных скважинах и скважинах с низкопроницаемыми пластами часто применяется технология многостадийного ГРП. Разница от одностадийного в том, что МГРП проводится цикл за циклом, на различных глубинах по стволу скважины (MD).
Для многостадийного ГРП можно определить оптимальное расстояние между стадиями или скважинами. Для этого при расчете напряженно-деформированного состояния среды учитывается влияние трещин гидроразрыва друг на друга. Также на успех проведения ГРП и увеличение добычи могут влиять направление горизонтальной скважины и положение ствола в пласте.
Наиболее точно такие расчеты можно произвести на базе 3D – геомеханического моделирования.
В результате комплексного моделирования ГРП можно определить:
- Направление и геометрию распространения трещины
- Зависимость геометрии трещины от интервала инициации.
- Вертикальные барьеры для распространения трещины
- Оптимальные объем и давление закачки
- Давление инициации трещин сдвига и трещин разрыва для открытого ствола, и перфорационных каналов, в зависимости от фазировки.
- Влияние разрушений открытого ствола и перфорационных каналов на преждевременные остановки закачки проппанта (СТОП).
- Оптимальные расстояния между стадиями МГРП для горизонтальных скважин
- Оптимальное направление скважины, местоположение ствола относительно границ пласта и основных барьеров, расстояние между скважинами.
- Напряжение смыкания трещины и разрыва для целей подбора проппанта
Доклады и публикации:
По результатам одной из работ наших специалистов по дизайну ГРП в сверхглубокой скважине со сложным тектоническим режимом в условиях высоких температур и давлений был подготовлен доклад на нефтегазовой конференции SPE в 2018 году и опубликована статья (Document ID SPE-191723-18RPTC-RU).