Моделирование эффектов гидроразрыва пласта на полномасштабных моделях при помощи метода создания дополнительных соединений

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из самых распространенных методов интенсификации притока из нефтяных и газовых резервуаров. Среди российских нефтегазодобывающих компаний широко применяется практика массового использования ГРП в низкопроницаемых коллекторах как на добывающих, так и на нагнетательных скважинах, с целью увеличения коэффициента продуктивности скважин, области дренирования и достижения, таким образом, рентабельных уровней добычи на месторождении.

При массовом применении гидравлического разрыва пласта на месторождениях эффекты, связанные с трещинами, играют ключевую роль в определении фильтрационных потоков в пласте. Возможность учета этих эффектов на полномасштабных гидродинамических моделях является крайне важной, так как это напрямую влияет на качество их адаптации и возможность дальнейшего использования для планирования разработки. Сегодня известны различные способы моделирования ГРП на гидродинамических моделях [13], применение которых зависит от решаемых задач, ключевых физических процессов фильтрации и степени изученности месторождения. Наибольшее распространение получили два подхода: моделирование трещины в явном виде при помощи измельчения сетки вблизи трещины, а также вычисление и использование модифицированных коэффициентов соединения «скважина - ячейка» или отрицательного скин - фактора. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, моделирование эффектов трещин при помощи скин-фактора не позволяет учесть геометрические характеристики трещины, в то время как моделирование трещин в явном виде может значительно увеличивать время расчета, а также имеет ограничения, связанные с ориентацией ячеек гидродинамической сетки. Метод моделирования эффектов ГРП при помощи создания дополнительных соединений позволяет преодолевать перечисленные недостатки и получать надежные результаты с минимальными затратами времени и вычислительных ресурсов. Данный метод лучше всего применим для моделирования больше

Естественные науки объемного ГРП (с размером полудлины трещины большим, чем геометрический размер ячейки) на полномасштабных моделях с большим количеством скважин. Так, при размере ячейки 100 на 100 м корректное моделирование результатов проведения ГРП с полудлиной трещины более 75 м потребует вскрытия соседних по латерали ячеек. Такой метод реализован компанией Schlumberger в виде модуля EasyFrac на программной платформе для геологического и гидродинамического моделирования Petrel*. Пользователь задает геометрию трещины, а именно такие параметры, как ее ориентация, полудлина, высота распространения и ширина. На основании этих данных находятся ячейки модели, вскрываемые плоскостью трещины, в

ный журнал «Нефтегазовое дело». – 2014. – № 1. – C. 114-136. URL:

• 2.    Стрекалов А.В., Стрекалов В.Е., Хусаинов А.Т. Метод обращения геометрических фигур // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». –  2014.  –  №  2.  – C. 438-450.

• 3.    Стрекалов А.В., Стрекалов В.Е., Хусаинов А.Т. Метод управления технической гидросистемой посредством анализа регулировочных кривых // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело».    –    2014.    –    №    2.    –    C.    14-32.

• 4.    Стрекалов А.В., Хусаинов А.Т. Модели элементов гидросистемы продуктивных пластов// Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». –  2014.  –  №  5.  – C. 119-133.

URL:

URL:

которых и создаются дополнительные соединения

(рис. 1).

Рис. 1. Ячейки сетки, вскрытые трещиной (розовая плоскость), для которых создаются дополнительные соединения.

Для моделирования притока флюидов из пласта, в каждой из вскрытых ячеек рассчитывается коэффициент соединения. Для определения его величины используется аналитико-эмпирический метод. Расчет осуществляется в два этапа. На первом определяется значение безразмерного коэффициента продуктивности для скважины с заданными параметрами трещины ГРП для пласта со средней толщиной и проницаемостью, определенной по ячейкам, вскрытым трещиной. Расчет основан на модификации формулы М. Эконо-мидеса [4] и использует в качестве входных параметров кроме геометрических параметров трещины значения радиуса дренирования скважины, эффективной проницаемости проппанта. На втором этапе выполняется переход от безразмерного коэффициента продуктивности для скважины с ГРП к коэффициентам соединения отдельных ячеек. Эмпирические зависимости учитывают изменение радиуса Писмана от размера ячейки, анизотропию проницаемости и эффект «шту-цирования» (ограничение пропускной способности «трещины в ячейке», когда приток флюидов с крыльев трещины оказывается больше потока вдоль трещины). Использование такого подхода позволяет достаточно точно спрогнозировать значение коэффициента продуктивности в зависимости от параметров трещины и свойств пласта на установившемся режиме фильтрации.