Разработка оптимального дизайна ГРП с учетом индивидуальных геомеханических свойств каждой стадии

Объект: Ачимовские отложения. Западно-Сибирская НГП, Россия.

Цель работы: Разработка дизайна ГРП без рисков прорыва трещины в водоносный пласт.

Проблематика: Потенциальный прорыв трещин ГРП в водоносный пласт.

 

Описание работы:

В рамках «традиционного подхода» фактические параметры трещины ГРП (полудлина, высота, ширина, безразмерная проводимость) зачастую значительно отличаются от расчетных на стадии дизайна ГРП ввиду отсутствия точных и исчерпывающих данных о механических свойствах пласта. Из-за чего повышается риск прорыва трещины ГРП в не целевой пласт.

Для решения данной проблемы были проанализированы результаты скважинных исследований до и после ГРП.  Оценено влияние следующих исходных параметров на геометрию трещины:

  • конструкция скважины;
  • геомеханические свойства среды (коэффициент Пуассона, модуль Юнга, минимальные горизонтальные напряжения);
  • график закачки;
  • параметры жидкости и пропанта;
  • размер сетки по вертикали и горизонтали;
  • шаг между расчетами;
  • область расчета.

Выполнен ретроспективный анализ проведенных разно-тоннажных ГРП, построена и откалибрована 3D геомеханическая модель.

Разработан единый «геомеханический подход» к созданию дизайнов ГРП и определению геометрии трещин.

В разработанном подходе для калибровки упруго-прочностных свойств проводятся керновые исследования разрушающими методами. Профиль напряжений калибруется на результаты специальных исследований (стресс тест, тест на приемистость), проведенных нагнетательных тестов и мини-ГРП, а также на буровые события.

В дальнейшем, в процессе моделирования трещин ГРП, геомеханическая модель, а именно профиль напряжений, уточняется на этапе проведения мини ГРП. После уточнения на данном этапе профиля напряжений модель больше не подвергается корректировкам и является инструментом, готовым для использования при проектировании ГРП.

Результат:

Комплексный «геомеханический» подход позволил точно спрогнозировать фактическую геометрию трещины еще на стадии разработки предварительного дизайна ГРП и избежать прорыва в водоносный пласт. Результат получен на 10 скважинах, с подтверждением геометрии трещин акустическими исследованиями до и после ГРП в вертикальных скважинах и микросейсмическим мониторингом в горизонтальных скважинах.

При реализации данного проекта выполнено:

Дизайн ГРП и МсГРП

Гидроразрыв пласта (ГРП) – создание высокопроводимой трещины в целевом пласте под действием подаваемой в него жидкости с проппантом с целью увеличения добычи флюидов (нефти, газа, конденсата и т.д.). Трещина образуется если давление нагнетания больше давления разрыва породы. После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает.

Скважинное
моделирование

1D – или скважинное моделирование является базовым для геомеханического моделирования. 1D – геомеханическая модель — это численное представление Механических Свойств, Давлений и Напряжений (МСДН) горной породы вдоль траектории скважины. Такая модель должна достоверно описывать поведение горного массива с точки зрения деформаций и разрушений.

3D – геомеханическое моделирование

3D – геомеханическое моделирование позволяет полноценно учесть изменение геологического разреза по латерали и влияние тектоники. В результате моделирования определяются механические свойства, давления и напряженно-деформированное состояние в каждой точке исследуемого объема. Модель строится от дневной поверхности до горизонтов, лежащих под разрабатываемыми пластами.

Керновые
исследования

Изучение керна позволяет определить физические и химические свойства породы, её проницаемость, наличие нефти или газа, а также спрогнозировать условия добычи и оценить экономическую ценность месторождения.