Григорий Анатольевич Макеев — кандидат технических наук, заместитель начальника управления разработки ПО для моделирования
450006, г. Уфа, ул. Ленина, д. 86/1
Grigory A. Makeev — Сand. Sci. (Eng.), Deputy head of Simulation software development department
86/1, Lenina str., 450006, Ufa
Айсылу Фаритовна Фаттахова — старший специалист управления разработки ПО для моделирования
450006, г. Уфа, ул. Ленина, д. 86/1
Aisylu F. Fattakhova — Senior specialist of Simulation software development department
86/1, Lenina str., 450006, Ufa
Цель. Высокое гидравлическое трение в НКТ может стать причиной преждевременной остановки операции ГРП и дорогостоящего ремонта. Резкие изменения гидравлического трения жидкости могут свидетельствовать о сбое в подаче химии, являясь важным диагностическим фактором. Моделирование ГРП всегда включает расчёт трения в НКТ по имеющимся картам трения, требующим постоянной актуализации. В данной работе представлена методика и её реализация в новом инженерном инструменте для анализа трения в симуляторе ГРП «РН-ГРИД», позволяющие восстанавливать карты трения по фактическим данным ГРП.
Материалы и методы. Предлагаемая методика анализа трения требует загрузить фактические данные по расходу и забойному и устьевому давлениям. Затем нужно разбить весь интервал фактических данных на отдельные интервалы, указав, когда закачивалась какая жидкость и какой проппант. Затем решение обратной задачи идентификации параметров модели трения позволяет разделить замещающие друг друга в стволе жидкости, идентифицировав карту трения для каждой из них в виде степенной зависимости от расхода.
Результаты. В работе приведена апробация разработанной методики для анализа трения на реальных данных ГРП на вертикальных и горизонтальных скважинах. Апробация инструмента показывает, что он успешно восстанавливает параметры модели трения, возвращая ожидаемые и воспроизводимые результаты на 10 и 18 закачках на двух горизонтальных скважинах. В работе также приведены ограничения метода и рекомендации по изменению плана закачки для достижения максимальной информативности результатов.
Заключение. Новая методика анализа трения позволяет без проведения дополнительных исследований идентифицировать карты трения участвующих в работе ГРП жидкостей, замещающих друг друга в стволе, и поправку трения на проппант. Инструмент предназначен для актуализации инженерами используемых ими карт трения в симуляторе ГРП «РН-ГРИД».
The aim. High hydraulic friction in the tubing can cause premature shutdown of the hydraulic fracturing operation and costly repairs. Sudden changes in hydraulic friction of the fluid may indicate a failure of cross-linker, breaker or other additives, being an important diagnostic factor. Hydraulic fracturing modeling always includes the calculation of friction in the tubing using existing friction maps, which require constant updating. This paper presents the methodology and its implementation in a new engineering tool for friction analysis in “RN-GRID” fracturing simulation software, which makes it possible to reconstruct friction maps from actual hydraulic fracturing data.
Materials and methods. The proposed friction analysis technique requires actual data on flow rate and bottomhole and wellhead pressures. The entire interval of data has to be split into separate intervals of different fracturing fluids and proppants. The solution of the inverse friction model parameters problem yields friction maps of fluids, displacing one another in the wellbore. Each friction map is identified as a power-law dependence on the flow rate.
Results. The method was implemented as a new engineering analysis tool in “RN-GRID” fracturing simulation software. The method was tested on a number of fracturing jobs on vertical and horizontal wells. It successfully restores the parameters of the power-law friction model, returning the expected and reproducible results on 10 and 18 injections in two horizontal wells. The paper also provides limitations of the method and describes how injection plan can be altered to extract more information on hydraulic friction.
Conclusion. A new method of friction analysis makes it possible to identify friction maps of fluids involved in hydraulic fracturing without additional lab research, even while they replace each other in the wellbore during the injection. The friction correction model for the proppant can also be identified. The tool is intended for engineers’ use to update the friction maps of fracturing fluids.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.