О проведении экспресс-оценки геометрических параметров закрепленной на проппанте трещины гидроразрыва пласта методами математического моделирования

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2020. Том 6. № 3 (23)

Название: 
О проведении экспресс-оценки геометрических параметров закрепленной на проппанте трещины гидроразрыва пласта методами математического моделирования


Для цитирования: Шляпкин А. С. О проведении экспресс-оценки геометрических параметров закрепленной на проппанте трещины гидроразрыва пласта методами математического моделирования / А. С. Шляпкин, А. В. Татосов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Том 6. № 3 (23). С. 79-92. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-3-79-92

Об авторах:

Шляпкин Алексей Сергеевич, ведущий специалист отдела моделирования третичных методов повышения нефтеотдачи пластов, Филиал ООО «Лукойл-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени; ShlyapkinAS@lukoil.tmn.ru

Татосов Алексей Викторович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры фундаментальной математики и механики, Институт математики и компьютерных наук, Тюменский государственный университет; atatosov@utmn.ru

Аннотация:

Совершенствование технологий и рост количества проводимых мероприятий, связанных с гидроразрывом пласта, повышают требования к скорости и качеству инженерного сопровождения. Для проектирования ГРП (составления дизайна) существуют специализированные программные продукты — симуляторы ГРП, в основе которых заложены математические модели различной размерности.

Учет влияния фильтрационных утечек в пласт, поведения частиц проппанта в трещине в значительной степени определяют форму трещины разрыва. В модельном представлении указанные факторы учитываются, однако требуют уточнения для увеличения качества прогноза и оценки продуктивности трещины, что определяет актуальность данного направления изучения.

В настоящей работе предложен анализ, позволяющий оперативно оценить геометрические параметры трещины при изменении технологических параметров и свойств жидкости разрыва.

В основу представленной математической модели положена одномерная математическая модель в PKN-представлении (модель Перкинса — Керна — Нордгрена).

Все расчеты, представленные в настоящей работе, выполнены с использованием сертифицированного программного комплекса TSH Frac, предназначенного для моделирования геометрических параметров трещины гидроразрыва пласта.

Результаты проведенного исследования могут быть использованы в инженерной практике при осуществлении экспресс-оценки геометрических параметров трещины гидроразрыва. Последующая настройка и корректировка модели может осуществляться при получении дополнительной информации при проведении тестовых закачек малого объема в исследуемой скважине.

Список литературы:

  1. Бахвалов Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. 8-e изд. М.: Лаборатория знаний, 2015. 639 с.

  2. Зубков В. В. Численное моделирование инициирования и роста трещин гидроразрыва / В. В. Зубков, В. Ф. Кошелев, А. М. Линков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. № 1. С. 45-63.

  3. Карнаков П. В. Модель гидроразрыва, включающая механизм закупоривания трещины пропантом / П. В. Карнаков, В. Н. Лапин, С. Г. Черный // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. 2014. Том 12. Вып. 1. С. 19-33.

  4. Самарский А. А. Режимы с обострением в задачах для квазилинейных параболических уравнений / А. А. Самарский [и др.]. М.: Наука, 1987. 480 с.

  5. Самарский А. А. Численные методы / А. А. Самарский, А. В. Гулин. М.: Наука, 1989. 429 с.

  6. Татосов А. В. Движение проппанта в раскрывающейся трещине гидроразрыва пласта / А. В. Татосов, А. С. Шляпкин // Известия Саратовского университета. Новая серия. Математика. Механика. Информатика. 2018. Том 18. Вып. 2. С. 217-226.

  7. Татосов А. В. TSH Frac Программный комплекс для моделирования геометрических параметров трещины гидроразрыва пласта, определения стоимости мероприятий и оценке рисков / А. В. Татосов, А. С. Шляпкин // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020619401 от 17.08.2020.

  8. Черный С. Г. Методы моделирования зарождения и распространения трещины / С. Г. Черный [и др.] // Институт вычислительных технологий СО РАН. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. 312 с.

  9. Economides M. Unified Fracture Desingе / M. Economides, R. Oligney, P. Valko. Alvin, Texas: Orsa Press, 2002. 263 p.

  10. Nordgren R. P. Propagation of a vertical hydraulic fracture / R. P.  Nordgren // Society of Petroleum Engineers. 1972. Vol. 12. Iss. 04. Paper 7834. Pр. 306-314.

  11. Mobbs A. T. Computer simulations of proppant transport in a hydraulic fracture / A. T. Mobbs, P. S. Hammond // SPE Production and Facilities. 2001. Vol. 16. No. 2. Pp. 112-121.

  12. Perkins T. K. Widths of hydraulic fractures / T. K. Perkins, L. R. Kern // Journal of Petroleum Technology. 1961. Vol. 13. Iss. 09. Paper SPE 89. Pp. 937-949.