Расчетная модель вертикальной скважины с трещиной автоматического гидравлического разрыва пласта для интерпретации параметров при гидродинамических исследованиях скважин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлена новая расчетная модель вертикальной скважины с трещиной гидравлического разрыва пласта, позволяющая учитывать изменение полудлины трещины при интерпретации данных гидродинамических исследований скважин (ГДИС). Основу модели составляет численный алгоритм, основанный на аналитическом решении с использованием оригинальной зависимости изменения полудлины трещины от времени и ее геометрических параметров. Данная зависимость получена на основе анализа промысловых данных ГДИС.
Модель реализована с использованием уравнения трещины бесконечной проводимости и принципа суперпозиции для описания изменения геометрии трещины. Принцип суперпозиции применен через последовательность запусков и остановок фиктивных скважин с различными полудлинами трещин, где каждая скважина активируется на определенный временной интервал, после чего останавливается.
Установлено, что изменение полудлины трещины на этапе ее закрытия описывается функциональной зависимостью от начальной и конечной полудлины трещины, а также от времени работы скважины. Результаты расчетов по предложенной модели, учитывающей зависимость полудлины трещины при определении давления в вертикальной скважине с трещиной гидравлического разрыва пласта, демонстрируют хорошее согласование с экспериментальными данными. На основе разработанного численного алгоритма проведен параметрический анализ модели вертикальной скважины с трещиной гидравлического разрыва пласта. Выявлено влияние конечной полудлины трещины и длительности ее закрытия на изменение давления и производную давления в скважине.
Результаты численного анализа подтверждают обоснованность использования предложенной зависимости изменения полудлины трещины при расчете эксплуатационных режимов. Применение данной модели позволяет более точно интерпретировать данные ГДИС с учетом изменяющейся длины трещины.

Об авторах

Дмитрий Николаевич Майков

ООО «Сиам Мастер»; Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmaykov@integra.ru
ORCID iD: 0000-0002-6526-4870
https://www.mathnet.ru/person180418

ведущий специалист1, младший научный сотрудник2

Россия, 634003, Томск, ул. Белая, 3; 426067, Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

Сергей Вадимович Исупов

ООО «Сиам Мастер»

Email: svisupov@integra.ru
ORCID iD: 0009-0006-5599-4366
https://www.mathnet.ru/person227480

начальник отдела автоматизации1

Россия, 634003, Томск, ул. Белая, 3

Сергей Сергеевич Макаров

Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: ssmak15@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1500-6950
https://www.mathnet.ru/person54490

доктор технических наук; ведущий научный сотрудник2

Россия, 426067, Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

Список литературы

  1. Nolte K. G. Determination of proppant and fluid schedules from fracturing-pressure decline // SPE Prod. Eng., 1986. vol. 1, no. 4. pp. 255–265, SPE-13278-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/13278-PA.
  2. Cinco-Ley H., Samaniego F., Dominguez N. Transient pressure behavior for a well with a finite-conductivity vertical fracture // SPE J., 1978. vol. 18, no. 4. pp. 253–264, SPE-6014-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/6014-PA.
  3. Cinco-Ley H., Samaniego F. Transient pressure analysis for fractured wells // J. Pet. Technol., 1981. vol. 33, no. 9. pp. 1749–1766, SPE-7490-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/7490-PA.
  4. Wong D. W., Harrington A. G., Cinco-Ley H. Application of the pressure derivative function in the pressure-transient testing of fractured wells // SPE Form. Eval., 1986. vol. 1, no. 5. pp. 470–480, SPE-13056-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/13056-PA.
  5. Gringarten A. C., Ramey H. J., Raghavan R. Unsteady-state pressure distributions created by a well with a single infinite-conductivity vertical fracture // SPE J., 1974. vol. 14, no. 4. pp. 347–360, SPE-4051-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/4051-PA.
  6. Ozkan E., Raghavan R. New solutions for well-test-analysis problems: Part 1 – Analytical considerations // SPE Form. Eval., 1991. vol. 6, no. 3. pp. 359–368, SPE-18615-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/18615-PA.
  7. Ozkan E., Raghavan R. New solutions for well-test-analysis problems: Part 2 – Computational considerations and applications // SPE Form. Eval., 1991. vol. 6, no. 3. pp. 369–378, SPE-18616-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/18616-PA.
  8. Hagoort J. Waterflood-induced hydraulic fracturing: PhD Thesis. Delft Techn. Univ., 1981. http://resolver.tudelft.nl/uuid:93b1fede-e03e-48d7-99c9-1c709d69397c.
  9. Koning E. J. L. Waterflooding under fracturing conditions: PhD Thesis. Delft Techn. Univ., 1988. http://resolver.tudelft.nl/uuid:c0bd1703-8cc5-46e0-a724-142a879298bd.
  10. Larsen L., Bratvold R. B. Effects of propagating fractures on pressure-transient injection and fall-off data // SPE Form. Eval., 1994. vol. 9, no. 2. pp. 105–114, SPE-20580-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/20580-PA.
  11. van den Hoek P. J. Pressure transient analysis in fractured produced water injection wells // SPE Asia Pacific Oil Gas Conf. Exhib., 2002, SPE-77946-MS. DOI: https://doi.org/10.2118/77946-MS.
  12. Давлетова А. Р., Бикбулатова Г. Р., Федоров А. И., Давлетбаев А. Я. Геомеханическое моделирование направления и траектории развития трещин гидроразрыва пласта при разработке низкопроницаемых коллекторов // Научно-технический вестник ОАО "НК "Роснефть", 2014. №1. С. 40–43. EDN: RZSVCV.
  13. Давлетбаев А. Я., Мухаметова З. С. Моделирование закачки жидкости в скважину с развитием трещины гидравлического разрыва пласта // Инж.-физ. ж., 2019. Т. 92, №4. С. 1074–1082. EDN: WDYTNQ.
  14. Губайдуллин М. Р., Давлетбаев А. Я., Штинов В. А. [и др.] Численное исследование самопроизвольного развития трещины автоГРП в нагнетательной скважине // Вестн. Акад. наук Республики Башкортостан, 2022. Т. 45, №4. С. 47–59. EDN: ECSMZY. DOI: https://doi.org/10.24412/1728-5283_2022_4_47_59.
  15. Bhardwaj P., Hwang J., Manchanda R., Sharma M. Injection induced fracture propagation and stress reorientation in waterflooded reservoirs // SPE Annual Techn. Conf. Exhib., 2016, SPE-181883-MS. DOI: https://doi.org/10.2118/181883-MS.
  16. Lee K., Huh C., Sharma M. Impact of fracture growth on well injectivity and reservoir sweep during waterflood and chemical EOR processes // SPE Annual Techn. Conf. Exhib., 2011, SPE-146778-MS. DOI: https://doi.org/10.2118/146778-MS.
  17. Сюндюков А. В., Сагитов Д. К. Факторы влияния на развитие трещин авто-ГРП // Изв. вузов. Нефть и газ, 2023. №1. С. 73–84. EDN: YWOMBX. DOI: https://doi.org/10.31660/0445-0108-2023-1-73-84.
  18. Сюндюков А. В., Сагитов Д. К. Метод оценки длины техногенной трещины в зависимости от забойного давления нагнетания // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов, 2023. №2. С. 40–51. EDN: XVZVPR. DOI: https://doi.org/10.17122/ntj-oil-2023-2-40-51.
  19. Федоров А. И., Давлетова А. Р. Симулятор напряженного состояния пласта для определения направления развития трещин // Геофизические исследования, 2014. Т. 15, №1. С. 15–26. EDN: RXQWXN.
  20. Блохин А. М., Доровский В. Н. Проблемы математического моделирования в теории многоскоростного континуума. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994. 184 с.
  21. Копейкин Р. Р., Абдуллин Р. Ф., Калинин С. А. [и др.] Моделирование гидродинамических исследований скважин с учетом автоГРП в рядной системе разработки // Нефтяное хозяйство, 2023. №12. С. 30–35. EDN: EVTWCW. DOI: https://doi.org/10.24887/0028-2448-2023-12-30-35.
  22. Stehfest H. Algorithm 368: Numerical inversion of Laplace transforms [D5] // Comm. ACM, 1970. vol. 13, no. 1. pp. 47–49. DOI: https://doi.org/10.1145/361953.361969.
  23. Stewart G. Well Test Design and Analysis. Nashville, Tennessee: PennWell, 2011.
  24. Майков Д. Н., Исупов С. В., Макаров С. С., Аниканов А. С. Метод ускорения расчета давления при изменяющихся дебитах по истории эксплуатации скважины // Нефтяное хозяйство, 2021. №9. С. 105–107. EDN: MVQWDU. DOI: https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-9-105-107.
  25. Майков Д. Н., Макаров С. С. Численное исследование алгоритмов оптимизации при адаптации гидродинамической модели по результатам исследований скважин // Матем. моделирование, 2022. Т. 34, №9. С. 71–82. EDN: GBKCDW. DOI: https://doi.org/10.20948/mm-2022-09-05.
  26. Bourdet D. A new set of type curves simplifies well test analysis // World Oil, 1983. vol. 196, no. 6. pp. 95–106.
  27. Hegeman P. S., Halford D. L., Joseph J. A. Well-test analysis with changing wellbore storage // SPE Form. Eval., 1993. vol. 8, no. 03. pp. 201–207, SPE-21829-PA. DOI: https://doi.org/10.2118/21829-PA.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема вертикальной скважины с изменяющейся трещиной

Скачать (157KB)
3. Рис. 2. Пример диагностического графика с трещиной автоГРП

Скачать (158KB)
4. Рис. 3. Алгоритм определения начальных параметров модели автоГРП

Скачать (184KB)
5. Рис. 4. Зависимость полудлины трещины от времени

Скачать (200KB)
6. Рис. 5. Сравнение расчетных данных модели с результатами гидродинамических исследований скважин для параметров, приведенных в табл. 1: a — столбец 1; b — столбец 2; c — столбец 3

Скачать (325KB)
7. Рис. 6. Расчетное давление по модели трещины автоГРП для параметров, приведенных в табл. 2

Скачать (193KB)
8. Рис. 7. Влияние длительности закрытия трещины на изменение давления для параметров, приведенных в табл. 2

Скачать (123KB)
9. Рис. 8. Влияние конечной полудлины трещины на изменение давления для параметров, приведенных в табл. 2

Скачать (140KB)
10. Рис. 9. Влияние проницаемости пласта на изменение давления для параметров, приведенных в табл. 2

Скачать (158KB)
11. Рис. 10. Влияние скин-фактора на изменение давления для параметров, приведенных в табл. 2

Скачать (129KB)

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).