Способ определения геометрии трещин грп с учетом разделения и взаимодействия потоков жидкости грп между трещинами

Изобретение относится к области технологий добычи углеводородов, в частности к оптимизации параметров, оказывающих непосредственное влияние на повышение продуктивности скважины при проведении гидравлического разрыва пласта (ГРП). Техническим результатом является получение наиболее оптимальных параметров проведения ГРП для увеличения добычи углеводородов и повышение дебита скважин на месторождении, обеспечение проведения ГРП. Согласно способу получают данные по скважине и данные о пласте. Задают данные о жидкости ГРП, данные о проппанте, данные о кислотах, данные о проведении ГРП. С помощью данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о проведении ГРП определяется движение жидкости ГРП в скважине, при которой определяется общий расход жидкости ГРП с кислотой и проппантом, концентрация проппанта в перфорационной зоне скважины и температура жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины. Формируют картину роста трещин ГРП в результате итерационного изменения данных о жидкости ГРП и/или данных о проппанте и/или данных о кислотах и/или данных о проведении ГРП и определяют максимальную проводимость трещин ГРП. При этом: определяется распределение потоков жидкости ГРП с кислотой и распределение проппантов в трещинах. Определяется раскрытие трещины и давление жидкости ГРП с проппантом и кислотой. Определяется положение и скорость фронта трещины. Определяется распределение концентрации жидкости ГРП и проппанта в трещине ГРП, температура жидкости ГРП в трещине, толщина породы, вступившей в реакцию с кислотой. Определяются поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины. Проводят ГРП на скважине по оптимальным данным о жидкости ГРП, оптимальным данным о проппанте, оптимальным данным о кислотах и оптимальным данным о проведении ГРП, полученным при формировании картины роста трещин ГРП и соответствующим максимальной проводимости трещин ГРП. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Изобретение относится к области технологий добычи углеводородов, в частности к оптимизации параметров, оказывающих непосредственное влияние на повышение продуктивности скважины при проведении гидравлического разрыва пласта (ГРП).

Из уровня техники известно изобретение по патенту № 2730576 «Способ прогнозирования гидроразрыва пласта, способ гидроразрыва пласта, способы прогнозирования рисков гидроразрыва пласта» (дата приоритета: 02.05.2017, дата публикации: 24.08.2020, МПК: E21B 43/267). Способ гидроразрыва пласта включает: ввод данных о расписании гидроразрыва; ввод данных для подмодели распространения трещины гидроразрыва в пласте; ввод данных для подмодели транспорта материалов гидроразрыва в трещине; моделирование гидроразрыва пласта с помощью подмодели распространения трещины гидроразрыва и подмодели транспорта материалов гидроразрыва, при этом сопряжение подмоделей проводят по гидродинамическому сопротивлению для ячеек моделирования; вывод данных моделирования на момент окончания расписания гидроразрыва и/или закрытия трещины. Общими признаками является ввод данных о расписании гидроразрыва пласта, ввод данных о пласте и вывод данных для гидроразрыва пласта.

Недостатком способа является отсутствие учета взаимного влияние трещин ГРП, а также отсутствие учета влияния кислот на породу при их применении в ГРП.

Из уровня техники известен способ моделирования взаимодействия трещин гидравлического разрыва в системах сложных трещин по патенту РФ №2575947 (дата публикации: 27.02.2016, E21B 43/267, G06G 7/48). Способ включает этапы, на которых: получают данные о месте расположения скважины, содержащие параметры естественных трещин, и получают механическую модель геологической среды для подземного пласта; образуют картину роста трещин гидравлического разрыва для системы трещин с течением времени, при этом образование содержит: распространение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в систему трещин подземного пласта для формирования системы трещин гидравлического разрыва, содержащей естественные трещины и трещины гидравлического разрыва; определение параметров трещин гидравлического разрыва после распространения; определение параметров переноса для проппанта, проходящего через систему трещин гидравлического разрыва; и определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании определенных параметров трещин гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды; и осуществляют затенение напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений между трещинами гидравлического разрыва.

Недостатком известного способа является низкая точность определения параметров проведения ГРП, при которой не учитывают взаимодействия жидкости ГРП с закачиваемой твердой фазой (проппантом), не учитываются использование кислот при ГРП, а также взаимное влияние действия напряжений от соседних трещин ГРП.

Задачей заявленного изобретения является поиск (определение) оптимальных управляющих параметров ГРП.

Техническим результатом заявленного технического решения способа определения геометрии трещин ГРП с учетом разделения и взаимодействия потоков жидкости ГРП между трещинами получение наиболее оптимальных параметров для проведения ГРП и повышения дебита для скважин на месторождении, обеспечение проведения ГРП для увеличения добычи углеводородов.

Технический результат достигается за счет того, что способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП включает этапы, при которых:

- получают данные по скважине и данные о пласте;

- задают данные о жидкости ГРП, данные о проппанте, данные о кислотах, данные о проведении ГРП;

- с помощью данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о проведении ГРП определяется движение жидкости ГРП в скважине, при которой определяется общий расход жидкости ГРП с кислотой и проппантом, концентрация проппанта в перфорационной зоне скважины и температура жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины;

- формируют картину роста трещин ГРП в результате итерационного изменения данных о жидкости ГРП и/или данных о проппанте и/или данных о кислотах и/или данных о проведении ГРП и определяют максимальную проводимость трещин ГРП, при этом:

- на основе данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, общего расхода жидкости ГРП, концентрации проппанта в перфорационной зоне скважины и давления жидкости ГРП с проппантом и кислотой в трещине определяется распределение потоков жидкости ГРП с кислотой и распределение проппантов в трещинах;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах и поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины определяется раскрытие трещины и давление жидкости ГРП с проппантом и кислотой;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах и данных раскрытия трещины определяется положение и скорость фронта трещины;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах, температуры жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины и раскрытия трещины определяется распределение концентрации жидкости ГРП и проппанта в трещине ГРП, температура жидкости ГРП в трещине, толщина породы, вступившей в реакцию с кислотой;

- на основе данных о пласте и раскрытия трещины ГРП определяются поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины;

- проводят ГРП на скважине по оптимальным данным о жидкости ГРП, оптимальным данным о проппанте, оптимальным данным о кислотах и оптимальным данным о проведении ГРП, полученным при формировании картины роста трещин ГРП и соответствующим максимальной проводимости трещин ГРП.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные по скважине включают по меньшей мере инклинометрию скважины, данные о конструкции скважины, включающие параметры компоновки скважины и диаметр труб скважины, параметры перфораций в скважине, включающие данные об интервалах перфорации, диаметры перфорации, количество перфораций на единицу длины, округлость перфораций.

Существует вариант осуществления способа, в котором трубы скважины включают обсадную колонну скважины, насосно-компрессорную трубу (НКТ) скважины, насосно-компрессорную трубу (ГНКТ) скважины.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные о пласте включают по меньшей мере данные по литологии пласта, значения модуля Юнга, коэффициента Пуассона, трещиностойкость пласта, коэффициент утечек жидкости в пласте, значения минимальных сжимающих напряжений в пласте, значения пористости пласта, значения проницаемости пласта, минеральный состав пласта, теплопроводность и теплоемкость пласта, глубина и толщина продуктивных слоев в пласте.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные о жидкости ГРП включают по меньшей мере плотность жидкости ГРП, реологические данные о жидкости ГРП, теплоемкость жидкости ГРП, теплопроводность жидкости ГРП.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные о проппанте включают по меньшей мере плотность проппанта, средний диаметр зерен проппанта, значения пористости и проницаемости проппантной пачки в зависимости от сдавливающих напряжений.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные о кислотах включают по меньшей мере набор кислот или тип кислот, набор возможных химических реакций между минералами в пласте и кислотой, стехиометрические коэффициенты для химических реакций, молярные массы минералалов и кислот, скорость химической реакций, коэффициент молекулярной диффузии, энергия активации химических реакций, теплота образования компонентов химических реакций.

Существует вариант осуществления способа, в котором данные о проведении ГРП включают по меньшей мере расписание закачки жидкости ГРП на устье скважины с проппантом и кислотой, тип жидкости ГРП, объемная доля проппанта в жидкости, тип кислоты в жидкости ГРП, объемная доля кислоты в жидкости ГРП.

Также технический результат достигается за счет того, что система проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП включает по крайней мере один процессор, оперативную память и машиночитаемые инструкции для выполнения способа проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП.

Технический результат достигается за счет того, что машиночитаемый носитель для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП содержит машинные инструкции способа проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП, при этом машиночитаемый носитель выполнен с возможностью чтения данных инструкций и исполнения их процессором.

Изобретение подтверждается следующими фигурами:

Фиг. 1 – график определения общего расхода жидкости ГРП с распределением на первый, второй и третий интервалы перфорации.

Фиг. 2, 3, 4 – графики определения концентрации проппанта в перфорационной зоне скважины исходя из концентраций проппанта, необходимых для первого, второго и третьего интервала перфораций соответственно.

Фиг. 5 – график определения температуры жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины.

Фиг. 6 – схема расположения плоской трещины в слоях породы, где

1 – трещина;

2 – слои породы;

A(t) – область трещины в момент времени (t);

Q(t) – объемный расход жидкости ГРП в момент времени (t);

C(t) – фронта трещины в момент времени (t);

V – скорость фронта трещины;

s – расстояние от трещины до фронта трещины;

– минимальное сжимающее напряжений в первом слое породы;

– минимальных сжимающих напряжений во втором слое породы;

– минимальных сжимающих напряжений в n-ом слое породы;

y₁ – координаты (глубина расположения) первого слоя породы;

y₂ – координаты (глубина расположения) второго слоя породы;

y_n-1 – координаты (глубина расположения) n-1 слоя породы;

Фиг. 7 – схема расположения трещин ГРП и скважины, где

3 – скважина;

4 – первый перфорационный интервал скважины;

5 – второй перфорационный интервал скважины;

6 – третий перфорационный интервал скважины;

7 – первая трещина ГРП;

8 – вторая трещина ГРП;

9 – третья трещина ГРП;

10 – фронт трещин ГРП;

Фиг. 8 - напряжения второй трещины (8), где – поле минимальных сжимающих напряжений вдоль площади трещины (8);

Фиг. 9 – напряжения первой трещины (7) и дополнительное сжимающее напряжения второй трещины (8), оказываемое на первую трещину, где

11 – дополнительное сжимающее напряжение для первой трещины (7).

Фиг. 10 – пример раскрытия трещины.

Фиг. 11 – пример скорости фронта трещины, где V - скорость фронта трещины, усл.ед., γ - угол направления вектора внешней нормали к фронту трещины (скорость фронта трещины изменяется вдоль контура трещины).

Фиг. 12 - распределение жидкости ГРП в трещине (первый тип жидкости).

Фиг. 13 – распределение жидкости ГРП в трещине (второй тип жидкости).

Фиг. 14 – распределение жидкости ГРП в трещине (третий тип жидкости).

Фиг. 15 – распределение проппанта в трещине (первый тип проппанта).

Фиг. 16 – распределение проппанта в трещине (второй тип проппанта).

Фиг. 17 – распределение температуры в пласте (породе) с трещиной.

Фиг. 18 – распределение кислоты в трещине.

Фиг. 19 – расписание закачки для первой итерации заданных данных ГРП.

Фиг. 20 – проводимость трещины при первой итерации заданных данных ГРП.

Фиг. 21 – расписание закачки для второй итерации заданных данных ГРП.

Фиг. 22 – проводимость трещины при первой итерации заданных данных ГРП.

Заявленный способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП включает следующие этапы.

Получают данные по скважине и данные о пласте.

Набор данных обычно включает следующее.

Данные по скважине: инклинометрия скважины, включающая глубину по стволу скважины (MD) и вертикальную глубину (TVD) для каждой секции скважины; данные о конструкции скважины, включающие параметры компоновки скважины, диаметр труб скважины, параметры перфораций в скважине, включающие данные об интервалах перфорации, диаметры перфорации, количество перфораций на единицу длины, округлость перфораций.

Данные о пласте: модуль Юнга; коэффициент Пуассона; трещиностойкость; коэффициент утечек; минимальные сжимающие напряжения; плотность; пористость; проницаемость; минеральный состав пласта; теплоемкость; начальная температура; глубина и толщина продуктивных слоев в пласте;

Задают данные о жидкости ГРП, данные о проппанте, данные о кислотах, данные о проведении ГРП.

Заданные данные или расписание закачки жидкости ГРП на устье представляют набор последовательных стадий закачки, которые включают в себя:

Длительность стадии закачки; например, 30 минут.

Объемный расход смеси; например, 5 м³/мин.

Тип жидкости ГРП, например, сшитый гуаровый гель с концентрацией гуара 3,4 кг/м³, с добавлением боратного сшивателя в концентрации 3 л/м³ и жидкого персульфатного брейкера в концентрации 2.5 л/м³.

Тип проппанта и его объемную долю в жидкости, например, керамический проппант фракции 16/20 и фракции 20/40.

Тип кислоты и ее объемную долю в жидкости ГРП, например 10% раствор соляной кислоты (HCl).

С помощью данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о проведении ГРП определяется движение жидкости ГРП в скважине, при которой определяется общий расход жидкости ГРП с кислотой и проппантом, концентрация проппанта в перфорационной зоне скважины и температура жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины.

Процесс течения в скважине описывается уравнениями многофазной неизотермической гидродинамики с учетом эффекта совместного течения произвольного количества жидкостей со степенной реологией, переноса и гравитационное осаждения произвольного количества проппантов, теплообмена несущей жидкости ГРП со стенками скважины и окружающим скважину пластом породы, зависимости реологических параметров от температуры несущей жидкости ГРП.

Система уравнений, описывающих течение многофазной смеси (жидкости ГРП с проппантом и кислотой), и с учетом описанных эффектов в скважине, имеет следующий вид:

где

z – координата, направленная вдоль ствола скважины,

α_i – объемная доля i-й фазы (для типов жидкости ГРП, т.е. объемные доли для разных типов жидкости ГРП),

c_i – массовая концентрация i-й фазы (для типов жидкости ГРП, т.е. массовые концентрации для разных типов жидкости ГРП),

По формулам, приведенным выше, определяется общий расход жидкости ГРП (фиг. 1), концентрации проппанта в перфорационной зоне скважины (фиг. 2, 3, 4), определяется температура жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины (фиг. 5).

Таким образом, общий расход жидкости с кислотой и проппантом (смеси) составил 5 м³/мин, концентрация проппанта в перфорационной зоне скважины – 0,33 (исходя из суммы графиков на фиг. 2, 3 и 4), температура в перфорационной зоне скважины – 45°С (фиг. 5).

Далее формируют картину роста трещин ГРП и максимальную проводимость трещин ГРП с помощью итерационного изменения данных о жидкости ГРП и/или данных о проппанте и/или данных о кислотах и/или данных о проведении ГРП. Причем этапы формирования картины роста трещин ГРП являются взаимозависимыми и формируются одновременно.

На основе данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, общего расхода жидкости ГРП, концентрации проппанта в перфорационной зоне скважины и давления жидкости ГРП с проппантом и кислотой в трещине определяется распределение потоков жидкости ГРП с кислотой и распределение проппантов в трещинах.

Неравномерно распределенное течение жидкостей по портам, расположенным вдоль скважины, обусловлено рядом факторов: динамическое распределение жидкости между трещинами, связанное с гидравлическими свойствами ствола скважины и проводимостью на перфорациях; влияние чистого давления и упругого взаимодействия между трещинами гидроразрыва, способное подавлять рост в трещинах, которые подвергаются влиянию дополнительных сжимающих напряжений со стороны соседних трещин.

При отсутствии эффекта накопления жидкости в скважине и при условии заданной жидкости ГРП в скважине полный расход (Q₀) будет равен сумме расходов для всех перфорационных интервалов:

где N – число трещин, Q_i – расход жидкости в i-й трещине.

Для всех путей между устьем скважины и любой трещиной опорное давление (забойное давление, т.е. давление в скважине до перфорации) должно быть равно сумме приращений давления:

где ρ₀ – опорное давление,

где ρ – усредненная плотность закачиваемой в скважину смеси,

n_p,i – количество перфорационных отверстий для i-й трещины,

d_p,i – диаметр перфорационных отверстий для i -й трещины,

C_d,i – коэффициент округлости перфораций для i -й трещины.

На основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах и поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины определяется раскрытие трещины и давление жидкости ГРП с проппантом и кислотой (пример на фиг. 10).

При описании роста плоской трещины ГРП учитывается порода, которая состоит из горизонтальных слоев (фиг. 6). При этом рост трещины определяется в рамках линейной упругой механики разрушения, при условии, что основным механизмом образования трещины является ее растяжение.

Также определяется утечка жидкости из трещины в пласт с помощью модели Картера, которая предполагает одномерную диффузию в направлении, перпендикулярном плоскости трещины, включает формирование фильтрационной корки и количественно определяется одним коэффициентом утечки. Фронт жидкости совпадает с фронтом трещины, поскольку отставание между двумя фронтами незначительно при типичных условиях проведения ГРП.

Система уравнений, описывающая рост плоской трещины ГРП, формулируется следующим образом:

Для однородной среды по упругим модулям в породе имеет следующий вид

В случае неоднородности по упругим модулям для построения используется преобразование Фурье.

На основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах и данных раскрытия трещины определяют положение и скорость фронта трещины (пример на фиг. 11).

Раскрытие трещины во фронте трещины удовлетворяет универсальному асимптотическому решению, которое используется в качестве критерия распространения трещины

где s - расстояние до фронта трещины,

- универсальное асимптотическое решение во фронте трещины, которое определяется уравнением:

где V – скорость роста трещины,

s – расстояние от трещины до фронта трещины,

– неявный вид универсального асимптотического решения.

Для определения положения фронта трещины используется функция ориентированного расстояния T, которая удовлетворяет уравнению эйконала:

Граничные условия для уравнения эйконала задаются с помощью универсально асимптотического решения, разрешенного относительно расстояния до фронта s. Положение фронта трещины представляет собой линию уровня (фиг. 7, поз.10), а скорость фронта трещины определяется как где ΔT – шаг дискретизации уравнений по времени.

На основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах, температуры жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины и раскрытия трещины определяется распределение концентрации жидкости ГРП и проппанта в трещине ГРП, температура жидкости ГРП в трещине, толщина породы, вступившей в реакцию с кислотой.

Процесс распределения концентрации жидкости ГРП и проппанта в трещине ГРП, температуры жидкости ГРП в трещине, толщины породы, вступившей в реакцию с кислотой, описывается уравнениями многофазной гидродинамики, описывающих течение несущих жидкостей и частиц проппанта в канале трещины. При этом учитывается совместное течение произвольного количества жидкостей с вязкопластической реологией, перенос произвольного количества типов частиц проппанта, гравитационное осаждение частиц (в вертикальном направлении) и горизонтальный дрейф относительно несущих жидкостей, гравитационная конвекция жидкости ГРП с проппантом, проявляющаяся в движении тяжелой жидкости вниз в области, занятой более легкой жидкостью, образование локальных зон накопления частиц при образовании «арок» из нескольких частиц проппанта по толщине трещины ГРП (бриджевание проппанта), описываемое, в том числе, динамической моделью, учитывающей локальную скорость потока, образование локальных зон накопления частиц из-за их гравитационного осаждения, образование локальных зон накопления проппанта из-за утечек несущей жидкости в породу, фильтрация несущей жидкости через плотную упаковку частиц, химические реакции кислот с породой, приводящие к увеличению раскрытия трещины (протравленная толщина), теплообмен закачиваемой жидкости с породой, учитывающий конвективный и кондуктивный поток тепла через стенки трещины, зависимость реологических параметров жидкости ГРП от температуры, давления и времени, в течение которого данный элемент жидкости находился в трещине ГРП.

Описанные гидромеханические процессы в раскрытой трещине ГРП формулируется следующим образом в декартовой системе координат с горизонтальной и вертикальной осями с ортами e₁ и e₂:

где

d – характерное (например, максимальное) раскрытие трещины ГРП;

L – длина трещины ГРП.

Уравнения (4) – (8) выражают законы сохранения массы, импульса и энергии при движении суспензии (смесь жидкостей и проппантов) в узкой трещине ГРП, уравнения (9) – (10) выражают набор определяющих безразмерных параметров течения.

Соотношение для скорости горизонтального дрейфа поправки к скорости осаждения частиц и функции блокировки частиц проппанта B по отдельным корреляционным зависимостям от доли проппанта, ширины канала и диаметра проппанта определяется:

Скорость химических реакций всех компонент рассчитывается по отдельным уравнениям, которые также изменяют итоговые концентрации всех химических компонент в жидкости, а также величину протравленной толщины трещины ГРП, участвующей в фильтрационных уравнениях, но не участвующей в геомеханических.

Пример химической реакции кальцита и доломита с соляной кислотой, на основе которых рассчитывается часть параметров модели (14) – (16):

При транспорте проппанта в трещине учитывает два состояния проппанта – свободное, при котором проппант двигается в соответствии с приведенными выше уравнениями в суспензии, и заклиненный, при котором проппант перестает двигаться и формирует проппантную пачку, а флюид течет сквозь него в соответствии с законом Дарси.

Таким образом, определяется распределение концентрации жидкости ГРП (фиг. 12 – пример для ньютоновской жидкости, фиг.13 – пример для жидкости со степенной реологией 0,8, т.е. тип менее вязкой жидкости ГРП, фиг. 14 – пример для жидкости со степенной реологией 0,4, т.е. тип более вязкой жидкости ГРП). По условиям, описанным выше, определяется распределение проппанта в трещине ГРП (фиг. 15 – пример распределения проппанта первого типа фракции 16/20, фиг. 16 – распределение проппанта второго типа фракции 20/40). Пример полученной температуры жидкости ГРП в трещине представлен на фиг. 17, а толщина породы, вступившей в реакцию с кислотой НСl видна на фиг. 18.

На основе данных о пласте и раскрытия трещины ГРП определяются поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины.

Предполагается, что каждая трещина содержится в плоскости (x, y), где горизонтальная ось x направлена вдоль длины трещины, а ось y направлена вертикально, тогда как ось z является горизонтальной и совпадает с направлением оси скважины. Пусть обозначает положение k-й трещины, где k = 1...N, а N — общее количество трещин. Задача о распространении нескольких трещин включает в себя три компоненты разрыва смещения. Каждая трещина характеризуется разрывом смещения где k — номер трещины, а j обозначает компоненту смещения (j = 1 соответствует x, j = 2 соответствует y и j = 3 соответствует z).

Напряжения в плоскости k-й трещины, вызванные наличием раскрытия нескольких трещин, выражены в следующем виде

в точке , вызванными единичным разрывом смещения в направлении j в точке Чтобы обеспечить механическое равновесие трещин требуется, чтобы нормальное напряжение было равно давлению жидкости ГРП, в то время как напряжение сдвига равно отсутствовало

где p^k – давление жидкости в k-й трещине.

Таким образом, при одновременном выполнении этапов формирования картины роста трещин ГРП и итерационном изменении заданных данных получают оптимальную картину роста трещин ГРП и максимальную проводимость трещин ГРП с помощью итерационного изменения заданных данных и итерационного изменения картины роста трещин ГРП.

Так, на фиг. 19 представлено расписание закачки, которое соответствует проводимости трещины, представленной на фиг. 20. На фиг. 20 видно, что есть прорыв в верхний водоносный слой.

Следовательно, наиболее оптимальными параметрами являются параметры второй итерации (фиг. 21, 22).

В результате проводят ГРП на скважине согласно оптимальным данным о проведении ГРП (фиг. 21), соответствующим оптимальной картине роста трещин ГРП и максимальной проводимости трещин ГРП (фиг. 22).

Параметры, при которых проводят ГРП следующие.

Расход смеси ГРП 4 м³/мин.

На буферной стадии: используют жидкость ГРП, объемом 40 м³ - линейный гуаровый гель с концентрацией гуара 3,4 кг/м³.

На стадиях закачки проппанта используют два типа проппанта (с фракцией 20/40 и с фракцией 16/20) и линейный гуаровый гель, объемом 23 м³, а также сшитый гель, объем 62 м³.

При этом общий расход массы проппанта и жидкости составляет 40 тонн и 143 м³ соответственно. Данные по кислоте остались неизменными.

Таким образом, удалось добиться более эффективного размещения проппанта в целевом нефтеносном пласте, формирование трещин ГРП, которые обеспечивают повышение объема добытого флюида, при исключении риска обводнения скважины из-за прорыва в вышележащий слой.

В заключение следует отметить, что приведённые в описании сведения являются примерами, которые не ограничивают объём настоящего технического решения, определённого формулой.

1. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП, при котором:

- получают данные по скважине и данные о пласте;

- задают данные о жидкости ГРП, данные о проппанте, данные о кислотах, данные о проведении ГРП;

- с помощью данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о проведении ГРП определяется движение жидкости ГРП в скважине, при которой определяется общий расход жидкости ГРП с кислотой и проппантом, концентрация проппанта в перфорационной зоне скважины и температура жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины;

- формируют картину роста трещин ГРП в результате итерационного изменения данных о жидкости ГРП и/или данных о проппанте и/или данных о кислотах и/или данных о проведении ГРП и определяют максимальную проводимость трещин ГРП, при этом:

- на основе данных по скважине, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, общего расхода жидкости ГРП, концентрации проппанта в перфорационной зоне скважины и давления жидкости ГРП с проппантом и кислотой в трещине определяется распределение потоков жидкости ГРП с кислотой и распределение проппантов в трещинах;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах и поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины определяется раскрытие трещины и давление жидкости ГРП с проппантом и кислотой;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах и данных раскрытия трещины определяется положение и скорость фронта трещины;

- на основе данных о пласте, данных о жидкости ГРП, данных о проппанте, данных о кислотах, распределения потоков жидкости ГРП и проппантов в трещинах, температуры жидкости ГРП в перфорационной зоне скважины и раскрытия трещины определяется распределение концентрации жидкости ГРП и проппанта в трещине ГРП, температура жидкости ГРП в трещине, толщина породы, вступившей в реакцию с кислотой;

- на основе данных о пласте и раскрытия трещины ГРП определяются поля дополнительных сжимающих напряжений для каждой трещины;

- проводят ГРП на скважине по оптимальным данным о жидкости ГРП, оптимальным данным о проппанте, оптимальным данным о кислотах и оптимальным данным о проведении ГРП, полученным при формировании картины роста трещин ГРП и соответствующим максимальной проводимости трещин ГРП.

2. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные по скважине включают по меньшей мере инклинометрию скважины, данные о конструкции скважины, включающие параметры компоновки скважины и диаметр труб скважины, параметры перфораций в скважине, включающие данные об интервалах перфорации, диаметры перфорации, количество перфораций на единицу длины, округлость перфораций.

3. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.2, в котором трубы скважины включают обсадную колонну скважины, насосно-компрессорную трубу (НКТ) скважины, насосно-компрессорную трубу (ГНКТ) скважины.

4. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные о пласте включают по меньшей мере данные по литологии пласта, значения модуля Юнга, коэффициента Пуассона, трещиностойкость пласта, коэффициент утечек жидкости в пласте, значения минимальных сжимающих напряжений в пласте, значения пористости пласта, значения проницаемости пласта, минеральный состав пласта, теплопроводность и теплоемкость пласта, глубина и толщина продуктивных слоев в пласте.

5. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные о жидкости ГРП включают по меньшей мере плотность жидкости ГРП, реологические данные о жидкости ГРП, теплоемкость жидкости ГРП, теплопроводность жидкости ГРП.

6. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные о проппанте включают по меньшей мере плотность проппанта, средний диаметр зерен проппанта, значения пористости и проницаемости проппантной пачки в зависимости от сдавливающих напряжений.

7. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные о кислотах включают по меньшей мере набор кислот или тип кислот, набор возможных химических реакций между минералами в пласте и кислотой, стехиометрические коэффициенты для химических реакций, молярные массы минералов и кислот, скорость химической реакций, коэффициент молекулярной диффузии, энергия активации химических реакций, теплота образования компонентов химических реакций.

8. Способ проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по п.1, в котором данные о проведении ГРП включают по меньшей мере расписание закачки жидкости ГРП на устье скважины с проппантом и кислотой, тип жидкости ГРП, объемная доля проппанта в жидкости, тип кислоты в жидкости ГРП, объемная доля кислоты в жидкости ГРП.

9. Система проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП, включающая по крайней мере один процессор, оперативную память и машиночитаемые инструкции для выполнения способа проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по любому из пп. 1-8.

10. Машиночитаемый носитель для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП, содержащий машинные инструкции способа проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с учетом геометрии трещин ГРП по любому из пп. 1-8, выполненный с возможностью чтения данных инструкций и исполнения их процессором.