Численная и программная реализация одномерной математической модели гидроразрыва пласта

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


Выпуск:

2021. Том 7. № 1 (25)

Название: 
Численная и программная реализация одномерной математической модели гидроразрыва пласта


Для цитирования: Шляпкин А. С. Численная и программная реализация одномерной математической модели гидроразрыва пласта / А. С. Шляпкин, А. В. Татосов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2021. Том 7. № 1. С. 126-145. DOI: 10.21684/2411-7978-2021-7-1-126-145

Об авторах:

Шляпкин Алексей Сергеевич, ведущий специалист отдела проектирования и мониторинга разработки Южно-Ягунского месторождения Управления проектирования и мониторинга разработки месторождений ТПП «Когалымнефтегаз» и ТПП «Повхнефтегаз», 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:

В настоящее время ведется активная политика импортозамещения, продиктованная введенными международными санкциями, что создает потребность в поиске оптимальных инженерных решений, в частности, в области создания российского программного обеспечения.

В вопросах изучения и проектирования гидроразрыва пласта зачастую опираются на результаты моделирования в специализированных симуляторах. Появление на рынке программного обеспечения российских продуктов безусловно задает правильный вектор развития, однако некоторые аспекты не реализованы в существующих математических моделях.

Авторами представляется модель, позволяющая рассмотреть детально процесс движения частиц проппанта в трещине гидроразрыва. Выбранное направление является важным с точки зрения расчета полости трещины и уточнения ее продуктивности, поскольку поведение частиц оказывает значительное влияние как на потенциал роста трещины, так и на ее форму.

Предложенная и реализованная численно математическая модель положена в основу авторского программного комплекса, который позволяет решать основные задачи проектирования при выполнении операции гидроразрыва пласта.

Список литературы:

  1. Баренблатт Г. И. О некоторых задачах теории упругости, возникающих при исследовании механизма гидравлического разрыва нефтеносного пласта / Г. И. Баренблатт // Прикладная математика и механика. 1956. Том 20. №. 4. С. 475‑486.

  2. Бахвалов Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. М.: Лаборатория знаний, 2015. 639 с.

  3. 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.

  4. Ивашнев О. Е. Формирование трещины гидроразрыва в пористой среде / О. Е. Ивашнев, Н. Н. Смирнов // Вестник Московского ун-та. Математика. Механика. 2003. № 6. С. 28-36.

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

  6. 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.

  7. 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. № 2. С. 217-226.

  8. 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. С. 79-92. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-3-79-92

  9. Шляпкин А. С. О решении задачи гидроразрыва пласта в одномерной математической постановке / А. С. Шляпкин, А. В. Татосов // Нефтяное хозяйство. 2020. Вып. 12. С. 118-121.

  10. Geertsma J. A Rapid Method of Predicting Width and Extent of Hydraulically Induced Fractures / J. Geertsma, F. De Klerk // Journal of Petroleum Technology. 1969. Vol. 12. Pp. 1571-1581.

  11. Perkins T. K. Widths of hydraulic fractures / T. K. Perkins, L. R. Kern // Journal of Petroleum Technology. 1961. Vol. 13. No. 9. Pp. 937-949.