Анализ эффективности заводнения низкопроницаемых коллекторов нагнетательными горизонтальными скважинами с поперечными трещинами многостадийного ГРП

В работе предложена полуаналитическая модель для анализа эффективности заводнения нагнетательными горизонтальными скважинами с поперечными трещинами многостадийного ГРП на пилотном участке низкопроницаемой залежи. Численные расчеты включают в себя: 1) поиск давления равновесного существования различных длин трещин; 2) поиск критического давления равновесного состояния трещины и оценку диапазона стабильного роста трещины автоГРП; 3) поиск расхода равновесного существования трещины; 4) прогноз динамики роста трещины автоГРП. Главная идея данной работы - найти такие условия, при которых трещины автоГРП могут находиться в устойчивом равновесии и сохранять постоянные размеры (т.е. трещина не растет и не уменьшается). Эта ситуация возможна, если добывающие и нагнетательные скважины работают при постоянных давлениях на поздних временах, когда отборы будут компенсироваться закачкой и задача о фильтрации выйдет на стационарное решение, которое не зависит от времени. Результаты расчетов показали, что существует критическая длина равновесного существования трещин, после которой равновесные состояния трещины автоГРП являются неустойчивыми. До превышения этой длины рост трещины может контролироваться забойным давлением и расходом, так как каждой докритической длине равновесного существования трещины соответствуют свои равновесное давление и расход. Зная эти давление и расход, можно контролировать рост трещины до наступления неустойчивого состояния. На ранних временах закачки рост трещины может контролироваться при помощи формулы для определения полудлины трещины автоГРП в режиме Картера. Результаты продемонстрированы для определенных параметров системы разработки, однако результаты могут быть пересчитаны для любой комбинации параметров, так как рассматриваемая задача в работе автомодельна и может быть ремасштабирована простым гомотетическим преобразованием. Разработанная модель поможет в понимании основных физических механизмов инициации и роста трещин автоГРП, а также в разработке методов, которые позволят контролировать и регулировать рост трещин автоГРП.

1. Baikov V.A., Davletbaev A.Y., Usmanov T.S., Asmandiyarov A.R., Stepanova Z. Special welltests to fractured water injection wells // Neftegazovoe Delo. – 2011. – No. 1. – P. 65–75.

2. Davletbaev A., Baikov V., Bikbulatova G. et al. Field studies of spontaneous growth of induced fractures in injection wells // SPE-171232. – 2014.

3. Baikov V.A., Zhdanov R.M., Mullagaliev T.I., Usmanov T.S. Choice of an optimal system of development for fields with low-permeable collectors // Neftegazovoe Delo. – 2011. – No. 1. – P. 84–98.

4. Davletbaev A., Asalkhuzina G., Ivaschenko D. et al. Methods of research for the development of spontaneous growth of induced fractures during flooding in low permeability reservoirs // SPE –176562. – 2015.

5. Baikov V.A., Zhdanov R.M., Mullagaliev T.I., Usmanov T.S. Choice of an optimal system of development for fields with low-permeable collectors // Neftegazovoe Delo. – 2011. – No. 1. – P. 84–98.

6. Fedorov A.I., Davletova A.R., Pisarev D. Yu. Determination of closure pressure for hydraulic fractures using instruments of geomechanical modeling // Neftyanoe khozyaystvo & Oil Industry. – 2014. – No.11. – P. 50–53.

7. Khasanov M.M., Krasnov V., Musabirov T., Mukhamedshin R. Technical and economical evaluation of waterflood patterns formed by hydraulically fractured wells // Neftyanoe khozyaystvo & Oil Industry. – 2009. – No. 2. – P. 92–96.

8. Roschektaev A., Yakasov A., Krasnov V., Toropov K. Express method of oil recovery ratio estimation on the basis of oil reservoir statistical characteristics // SPE-136139. – 2010.

9. Khasanov M., Ushmaev O., Nekhaev S., Karamutdinova D. The Optimal parameters for oil field development // SPE-162089. – 2012.

10. Khasanov M.M., Babin V.M., Melchaeva O.U. et al. Application of mathematical optimization techniques for well pattern selection // SPE-171163. – 2014.

11. Khasanov M.M., Melchaeva O.U., Sitnikov A.N., Roschektaev A.P. Dynamics of hydraulically fractured wells production for economically optimal development systems // Neftyanoe khozyaystvo & Oil Industry. – 2013. – No. 12. – P. 36–39.

12. Hansen C.E., Fanchi J.R. Producer/injector ratio. The key to understanding pattern flow performance and optimizing waterflood design // SPE-75140. – 2002.

13. Economides M., Martin A. How to decide between horizontal transverse, horizontal longitudinal and vertical fractured completion // SPE-134424. – 2010.

14. Shel E.V., Paderin G.V., Kabanova P.K. Testing methodology for the hydrofracturing simulator (Russian) // Oil Industry Journal. – 2018. – Vol. 2018(12). – P. 42–45.

15. Shel E.V., Paderin G.V. Analytical solution of the pseudo-3D model for hydraulic fracturing in a storage-dominated regime // Intern. Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2019. – Vol. 114. – P. 92–100.

16. Perkins T.K., Kern L.R. Widths of hydraulic fractures // Journal of Petroleum Technology. – 1961. – Vol. 13(09). – P. 937–949. SPE-86-PA

17. Nordgren R.P. Propagation of a vertical hydraulic fracture // Society of Petroleum Engineers Journal. – 1972. – Vol. 12(04). – P. 306–314. SPE-3009

18. Adachi J.I., Detournay E., Peirce A.P. Analysis of the classical pseudo-3D model for hydraulic fracture with equilibrium height growth across stress barriers // Intern.l Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2010. – Vol. 47(4). – P. 625–639.

19. Koning E.J.L. Fractured water-injection wells. Analytical modelling of fracture propagation. SPE-14684. – 1985.

20. Coussy O. 2004. Poromechanics. – John Wiley & Sons, 2004.

21. Golovin S.V., Baykin N.A. Influence of pore pressure on the development of a hydraulic fracture in poroelastic medium // Intern. Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2018. – Vol. 108. – P. 198–208.

22. Eaton B.A. Fracture gradient prediction and its application in oilfield operations // Journal of petroleum technology. – 1969. – No. 21(10). – P. 1353–1360.

23. Bazyrov I.S., Glazyrina A.E., Lukin S.V. et al. Time-dependent hydro-geomechanical reservoir simulation of field production // Procedia Structural Integrity. – 2017. – Vol. 6. – P. 228–235.

24. Bazyrov I.S., Gunkin A.S., Ovcharenko Y.V. et al. Modeling of a hydraulic fracture initiation in directional and horizontal wellbores in fractured reservoir // Oil Industry Journal. – 2019. – Vol. 12. – P. 56–60.