Анализ трений в НКТ при ГРП по данным устьевого и забойного манометра

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».

1. Аксаков А.В., Борщук О.С., Желтова И.С. Корпоративный симулятор гидроразрыва пласта: от математической модели к программной реализации // Нефтяное Хозяйство, 2016. — № 11. — С. 35–40.

2. Ахтямов А.А., Макеев Г.А., Байдюков К.Н. и др. Корпоративный симулятор гидроразрыва пласта «РН-ГРИД»: от программной реализации к промышленному внедрению // Нефтяное хозяйство, 2018. — № 5. — С. 94–97. https://doi.org/10.24887/0028-24482018-5-94-97

3. Климанов В.И., Байдюков К.Н. Построение карт трений жидкости ГРП по данным забойных манометров горизонтальной скважины сложной конструкции [Электронный ресурс] // Нефтяное хозяйство: информ.-справочный портал. М., 2020. URL: http://new.oil-industry.ru/SD_Prezent/2020/10/01-32Калиманов.pdf (дата обращения: 06.02.2023).

4. Byrd R.H., Lu P., Nocedal J. A Limited Memory Algorithm for Bound Constrained Optimization // SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing, 1995. — №16 (5). — Р. 1190–1208.