[RU]

Предложены способы выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке при наличии сети трещин. Способы включают в себя получение данных на скважинном участке и механической модели геологической среды и образование картины роста трещин гидравлического разрыва с течением времени для сети трещин. Образование включает в себя продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, определение параметров гидравлического разрыва после продолжения, определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва, и определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании параметров гидравлического разрыва, параметров переноса и механической модели геологической среды. Кроме того, способы включают в себя выполнение затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин на различных глубинах, и повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений. Способы могут также включать в себя определение характера пересечения.

(57) Реферат / Формула:

Предложены способы выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке при наличии сети трещин. Способы включают в себя получение данных на скважинном участке и механической модели геологической среды и образование картины роста трещин гидравлического разрыва с течением времени для сети трещин. Образование включает в себя продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, определение параметров гидравлического разрыва после продолжения, определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва, и определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании параметров гидравлического разрыва, параметров переноса и механической модели геологической среды. Кроме того, способы включают в себя выполнение затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин на различных глубинах, и повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений. Способы могут также включать в себя определение характера пересечения.

---

Евразийское (21) 201690940 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. E21B 43/26 (2006.01)
2016.11.30 E21B 43/247 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2014.11.06
(54) МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА В СЕТЯХ СЛОЖНЫХ ТРЕЩИН
(31) (32)
61/900,479
2013.11.06
(33) US
(86) PCT/US2014/064205
(87) WO 2015/069817 2015.05.14
(71) Заявитель:
ШЛЮМБЕРГЕР ТЕКНОЛОДЖИ Б.В. (NL)
(72) Изобретатель:
Вэн Сяовэй, Кресс Ольга (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU) (57) Предложены способы выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке при наличии сети трещин. Способы включают в себя получение данных на скважинном участке и механической модели геологической среды и образование картины роста трещин гидравлического разрыва с течением времени для сети трещин. Образование включает в себя продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, определение параметров гидравлического разрыва после продолжения, определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва, и определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании параметров гидравлического разрыва, параметров переноса и механической модели геологической среды. Кроме того, способы включают в себя выполнение затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин на различных глубинах, и повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений. Способы могут также включать в себя определение характера пересечения.
2420-534591ЕА/061 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА В
СЕТЯХ СЛОЖНЫХ ТРЕЩИН
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[001] По этой заявке испрашивается приоритет предварительной заявки №61/900479 на патент США, поданной б ноября 2013 года, полное содержание которой включено в эту заявку путем ссылки. Эта заявка является частичным продолжением заявки №11/356369 на патент США, поданной 2 ноября 2012 года, полное содержание которой включено в эту заявку путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] В общем, настоящее раскрытие относится к способам и системам для выполнения работ на скважинной площадке. Более конкретно, это раскрытие относится к способам и системам для выполнения работ, связанных с гидравлическим разрывом пласта, таких как исследование подземных пластов и получение характеристик сетей трещин гидравлического разрыва в подземном пласте.
[003] Чтобы облегчить добычу углеводородов из нефтегазовых скважин, можно гидравлически разрывать подземные пласты, окружающие такие скважины. Гидравлический разрыв можно использовать для создания трещин в подземных пластах, что позволит нефти или газу перемещаться к скважине. Пласт разрывают введением в пласт через одну или несколько буровых скважин специально разработанной жидкости (называемой в этой заявке "жидкостью для гидравлического разрыва" или "суспензией для гидравлического разрыва") при высоком давлении и больших скоростях потока. Трещины гидравлического разрыва могут продолжаться от буровой скважины на расстояние сотен футов в двух противоположных направлениях в соответствии с естественными напряжениями в пласте. При определенных условиях они могут образовывать сеть сложных трещин. Сети сложных трещин могут включать в себя искусственно образованные трещины гидравлического разрыва и естественные трещины, которые могут или могут не пересекаться по многочисленным азимутам, во многих плоскостях и направлениях и во многих областях.
[004] Современными способами и системами мониторинга трещин гидравлического разрыва можно отображать места, где возникают трещины, и продолжение трещин. В некоторых способах и системах микросейсмического мониторинга положения сейсмических событий могут анализироваться путем отображения времен вступления сейсмических волн и информации о поляризации в трехмерное пространство при использовании получаемых моделированием времен пробега и/или траекторий лучей. Эти способы и системы можно использовать для получения сведений о распространении трещин гидравлического разрыва с течением времени.
[005] На картинах трещины гидравлического разрыва, создающиеся при стимуляции гидравлического разрыва пласта, могут быть сложными и могут образовывать сеть трещин, отображаемую распределением связанных с ними микросейсмических событий. Для отображения создаваемых трещин гидравлического разрыва разработаны модели сетей сложных трещин гидравлического разрыва. Примеры моделей трещин представлены в патентах США №№6101447, 7363162, 7788074 и заявках №№2008/0133186, 2010/0138196 и 2010/0250215 на патенты США.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[006] По меньшей мере один аспект настоящего раскрытия относится к способам выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинной площадке. Скважинная площадка расположена возле подземного пласта, имеющего буровую скважины, проходящую сквозь него, и сеть трещин в нем. Сеть трещин имеет естественные трещины. Скважина может быть стимулирована закачкой нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин. Способ включает в себя получение данных на скважинной площадке, содержащих параметры естественного разрыва естественных трещин, и получение механической модели геологической среды для подземного пласта, и образование картины роста трещин гидравлического разрыва для сети трещин с течением времени. Образование включает в себя продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, включающей в себя естественные трещины и трещины гидравлического разрыва, определение параметров
гидравлического разрыва трещин гидравлического разрыва после продолжения, определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва, и определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании определенных параметров гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды. Кроме того, способ включает в себя выполнение затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва для определения взаимного влияния напряжений трещин гидравлического разрыва на различных глубинах, выполнение дополнительного затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва для определения взаимного влияния напряжений трещин гидравлического разрыва на различных глубинах и повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений. Способ может также включать в себя анализ взаимного влияния напряжений трещин гидравлического разрыва для оценивания роста в высоту каждой трещины.
[007] Выполнение затенения напряжения может включать в себя выполнение первого затенения напряжения для определения взаимодействия трещин гидравлического разрыва и/или выполнение второго затенения напряжения для определения взаимодействия трещин гидравлического разрыва на различных глубинах. Выполнение затенения напряжения может включать в себя выполнение двумерного метода разрывных перемещений и/или выполнение трехмерного метода разрывных перемещений.
[008] Если трещина гидравлического разрыва встречается с естественной трещиной, способ может также включать в себя определение характера пересечения трещин гидравлического разрыва и встреченной трещины на основании определенного взаимного влияния напряжений, а повторение может включать в себя повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений и характера пересечения. Кроме того, способ может включать в себя интенсификацию притока закачиванием на скважинной площадке нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин.
[009] Если трещина гидравлического разрыва встречается с
естественной трещиной, способ может также включать в себя определение характера пересечения с встреченной естественной трещиной, а в способе повторение содержит повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений и характера пересечения. Картина роста трещин может быть изменяемой или неизменяемой в соответствии с характером пересечения. Давление гидравлического разрыва сети трещин гидравлического разрыва может быть больше, чем напряжение, действующее на встреченную трещину, а картина роста трещин может распространяться вдоль встреченной трещины. Картина роста трещин может продолжать распространяться вдоль встреченной трещины до достижения конца естественной трещины. Картина роста трещин может изменить направление на конце естественной трещины и картина роста трещин может продолжаться в направлении, перпендикулярном к минимальному напряжению на конце естественной трещины. Картина роста трещин может распространяться перпендикулярно к локальному главному напряжению в соответствии с затенением напряжения.
[010] Затенение напряжения может включать в себя выполнение разрывного перемещения для каждой из трещин гидравлического разрыва. Затенение напряжения может включать в себя выполнение затенения напряжения вокруг многочисленных буровых скважин скважинной площадки и повторение образования с использованием затенения напряжения, выполняемого относительно многочисленных буровых скважин. Затенение напряжения может включать в себя выполнение затенения напряжения на многочисленных этапах стимуляции в буровой скважине.
[011] Кроме того, способ может включать в себя подтверждение правильности картины роста трещин. Подтверждение правильности может включать в себя сравнение картины роста трещин с по меньшей мере одним моделированием стимуляции сети трещин. Способ может также включать в себя корректировку стимуляции (например, регулированием скорости закачивания и/или вязкости жидкости) на основании затенения напряжения.
[012] Продолжение может включать в себя продолжение трещин гидравлического разрыва на всем протяжении картины роста трещин
на основании параметров естественного разрыва и минимального напряжения и максимального напряжения в подземном пласте. Определение размеров трещин может включать в себя одно из оценивания сейсмических измерений, прослеживания движения муравьев, акустических измерений, геологических измерений и сочетаний их. Данные со скважинной площадки могут включать в себя по меньшей мере одни из геологических, петрофизических, геомеханических данных, данных каротажных измерений, заканчивания, исторических данных и сочетаний их. Параметры естественного разрыва могут быть получены с помощью одного из наблюдения скважинных изобразительных каротажных диаграмм, оценивания размеров трещин по скважинным измерениям, получения микросейсмических изображений и сочетаний их. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[013] Варианты осуществления системы и способа, предназначенных для определения характеристик скважинных напряжений будут описаны с обращением к сопровождающим чертежам. Для обозначения аналогичных признаков и компонентов на всех чертежах используются одинаковые позиции. На чертежах:
[014] фиг. 1.1 - схематичная иллюстрация места для выполнения гидравлического разрыва пласта с показом операции гидравлического разрыва;
[015] фиг. 1.2 - схематичная иллюстрация места для выполнения гидравлического разрыва пласта с показом микросейсмических событий;
[016] фиг. 2 - схематичная иллюстрация двумерной трещины;
[017] фиг. 3.1 и 3.2 - схематичные иллюстрации эффекта тени напряжения;
[018] фиг. 4 - схематичный вид двух параллельных прямолинейных трещин для сравнения двумерного метода разрывных перемещений и трехмерного быстрого анализа Лагранжа сплошных сред;
[019] фиг. 5.1-5.3 - графики, иллюстрирующие напряжения на различных местах для продолженных трещин, полученные двумерным методом разрывных перемещений и трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред;
[020] фиг. 6.1-6.2 - графики, показывающие траектории распространения двух первоначально параллельных трещин в изотропном и анизотропном полях напряжений, соответственно;
[021] фиг. 7.1-7.2 - графики, показывающие траектории распространения двух первоначально разнесенных трещин в изотропном и анизотропном полях напряжений, соответственно;
[022] фиг. 8 - схематичный вид поперечных параллельных трещин вдоль горизонтальной скважины;
[023] фиг. 9 - график, показывающий длину пяти параллельных трещин;
[024] фиг. 10 - схематичный вид параллельных трещин из фиг. 9 с показом геометрии и ширины трещин в соответствии с нетрадиционной моделью трещин;
[025] фиг. 11.1-11.2 - схематичные представления, показывающие геометрию трещин для случая высокого гидравлического сопротивления перфораций и случая большого разнесения трещин соответственно;
[026] фиг. 12 - график, показывающий отображение в виде карты микросейсмических событий;
[027] фиг. 13.1-13.4 - схематичные представления, иллюстрирующие полученную моделированием сеть трещин в сравнении с микросейсмическими измерениями на этапах 1-4, соответственно;
[028] фиг. 14.1-14.4 - схематичные представления, показывающие распределенную сеть трещин на различных этапах;
[029] фиг. 15 - блок-схема последовательности действий способа выполнения операции гидравлического разрыва пласта;
[030] фиг. 16.1-16.4 - схематичные иллюстрации, показывающие рост трещин вокруг буровой скважины во время операции гидравлического разрыва пласта;
[031] фиг. 17 - схематичное представление, показывающее систему координат, привязанную к элементу трехмерного метода разрывных перемещений;
[032] фиг. 18-20 - схематичные представления, показывающие две вертикальные трещины на различных глубинах и влияние каждой на рост в высоту трещины вследствие затенения напряжения; и
[033] фиг. 21 - блок-схема последовательности действий
другого способа выполнения операции гидравлического разрыва пласта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[034] Описание, которое следует ниже, включает в себя примеры устройств, способов, технологий и последовательностей инструкций, которыми реализуются способы согласно предмету изобретения. Однако понятно, что описываемые варианты осуществления могут применяться на практике без этих конкретных особенностей.
[035] Для обеспечения понимания сети подземных трещин были разработаны модели. В моделях могут учитываться различные факторы и/или данные, но модели могут не быть связаны ограничениями вследствие учета количества закачиваемой жидкости или механических взаимодействий трещин и нагнетаемой жидкости и взаимодействий трещин. Связанные ограничениями модели можно создавать для получения глубокого понимания сложных механизмов, но их математическое описание может быть сложным и/или могут требоваться компьютерные ресурсы обработки и время для выполнения точных моделирований распространения трещин гидравлического разрыва. Связанную ограничениями модель можно конфигурировать для выполнения моделирований с учетом таких факторов, как взаимодействие трещин с течением времени, и при соблюдении заданных условий.
[036] Нетрадиционную модель трещин (НМТ) (или сложную модель) можно использовать для моделирования распространения сети сложных трещин в пласте при наличии уже существующих естественных трещин. Многочисленные ответвления трещин могут распространяться одновременно и пересекаться/перекрещиваться друг с другом. Каждая открытая трещина может вызывать дополнительные напряжения в окружающей породе и соседних трещинах, и это можно назвать эффектом "тени напряжения". Тень напряжения может быть причиной ограничения параметров трещин (например, ширины), что может приводить, например, к большей опасности выпадения проппанта. Кроме того, тень напряжения может изменять траекторию распространения трещин и влиять на картины сети трещин. Тень напряжения может влиять на моделирование
взаимодействия трещин в сложной модели трещин.
[037] Предложен способ вычисления тени напряжения в сети сложных трещин гидравлического разрыва. Способ можно выполнять на основании усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений (ДМРП) с коррекцией за влияние конечной высоты трещин или трехмерного метода разрывных перемещений (ТМРП). Поле напряжений, вычисленное двумерным методом разрывных перемещений, можно сравнивать с результатами трехмерного численного моделирования (трехмерным методом разрывных перемещений или с помощью трехмерного быстрого анализа Лагранжа сплошных сред), чтобы определять приближение трехмерной задачи о трещинах. Это вычисление тени напряжения можно включать в нетрадиционную модель трещин. Результаты для простых случаев двух трещин показывают, что трещины могут либо притягиваться, либо отталкиваться друг от друга, в зависимости, например, от их первоначальных относительных положений, и эти результаты можно сравнивать с независимой двумерной моделью непланарных трещин гидравлического разрыва. Кроме того, затенение напряжения можно создавать, например, при использовании трехмерного метода разрывных перемещений, чтобы учитывать взаимодействие трещин на различных глубинах.
[038] Имеются дополнительные примеры распространения планарных и сложных трещин от многочисленных кластеров перфораций, показывающие, что взаимодействие трещин может влиять на размер трещин и картину распространения. В пласте с небольшой анизотропией напряжения взаимодействие трещин может приводить к значительному расхождению трещин, поскольку они могут стремиться отталкиваться друг от друга. Однако даже в случае, когда анизотропия напряжения является большой и поворот трещин вследствие взаимодействия трещин является ограниченным, затенение напряжения может оказывать влияние на ширину трещин, и это может влиять на распределение скоростей нагнетания в многочисленные кластеры перфораций и следовательно, на общую геометрию сети трещин и размещение проппанта.
[039] На фиг. 1.1 и 1.2 показано распространение трещин около скважинной площадки 100. На скважинной площадке имеется
буровая скважина 104, продолжающаяся от устья 108 скважины, расположенного на поверхности, и ниже сквозь подземный пласт 102. Сеть 106 трещин продолжается вокруг буровой скважины 104. Насосная система 12 9 расположена около устья 108 скважины для обеспечения протекания жидкости по насосно-компрессорной колонне 142 .
[040] Насосная система 129 показана приводимой в действие промысловым оператором 12 7, регистрирующим эксплуатационные и рабочие промысловые данные и/или выполняющим работу в соответствии с предписанным расписанием закачивания. Насосная система 12 9 закачивает жидкость с поверхности в буровую скважину 104 в продолжение операции гидравлического разрыва.
[041] Насосная система 129 может включать в себя источник воды, такой как множество водяных цистерн 131, из которых вода подается в установку 133 гидратации геля. В установке 133 гидратации геля вода из цистерн 131 объединяется с гелеобразующим агентом для образования геля. Затем гель передается в смеситель 135, где он смешивается с проппантом из средства 137 транспортировки проппанта для образования жидкости для гидравлического разрыва. Гелеобразующий агент можно использовать, чтобы повышать вязкость жидкости для гидравлического разрыва и чтобы проппант имел возможность суспендироваться в жидкости для гидравлического разрыва. Кроме того, он может действовать как уменьшающий трение агент, позволяющий иметь более высокие скорости закачивания при меньшей потере давления на трение.
[042] Далее жидкость для гидравлического разрыва выкачивается из смесителя 135 в автоцистерны 120 для обработки, снабженные плунжерными насосами, показанными сплошными линиями 143. В каждой автоцистерне 120 для обработки жидкость для гидравлического разрыва принимается под низким давлением, а выпускается из него, как показано пунктирными линиями 141, в общий манифольд 139 (иногда называемый "ракетным нагнетателем на трейлере" или "ракетным нагнетателем") под высоким давлением. Далее, как показано сплошной линией 115, "ракетный нагнетатель" 139 направляет жидкость для гидравлического разрыва из
автоцистерн 120 для обработки в буровую скважину 104. Одну или несколько автоцистерн 12 0 для обработки можно использовать, чтобы подавать жидкость для гидравлического разрыва с заданной скоростью.
[043] Каждая автоцистерна 120 для обработки обычно может
работать с любой производительностью, такой как максимальная
рабочая производительность скважины. При работе автоцистерн 120
для обработки с рабочей производительностью можно допускать
отказ одной и работу оставшихся с более высокой скоростью, чтобы
компенсировать отсутствие отказавшего насоса.
Компьютеризированную систему 14 9 управления можно использовать для управления всей насосной системой 12 9 в продолжение операции гидравлического разрыва пласта.
[044] Различные жидкости, такие как обычные стимулирующие жидкости с проппантами, можно использовать для создания трещин. Кроме того, другие жидкости, такие как вязкие гели, реагент на водной основе, который может иметь понизитель трения (полимер) и воду), можно использовать для гидравлического разрыва пласта в скважинах сланцевого газа. Такой реагент на водной основе может быть в жидкотекучем виде (например, с почти такой же вязкостью как у воды) и может использоваться для создания более сложных трещин, таких как многочисленные микросейсмические трещины, обнаруживаемые при мониторинге.
[045] Как также показано на фиг. 1.1 и 1.2, сеть трещин включает в себя трещины, расположенные на различных местах вокруг буровой скважины 104. Различные трещины могут быть естественными трещинами 144, имевшимися до нагнетания жидкостей, или трещинами 14 6 гидравлического разрыва, образованными вокруг пласта 102 во время нагнетания. На фиг. 1.2 показана сеть 106 трещин, определенная по микросейсмическим событиям 14 8, собранным при использовании обычных средств.
[046] Многоэтапное моделирование может быть нормой при разработке нетрадиционных коллекторов. Однако препятствие на пути оптимизации вскрытий пластов в глинистых коллекторах может заключаться в отсутствии моделей трещин гидравлического разрыва, которыми надлежащим образом можно моделировать распространение
сложных трещин, часто наблюдаемых в этих пластах. Была разработана модель сети сложных трещин (или нетрадиционная модель трещин) (см., например, Weng X., Kresse О., Wu R., and Gu H., "Modeling of hydraulic fracture propagation in a naturally fractured formation", Paper SPE 140253 presented at the SPE Hydraulic Fracturing Conference and Exhibition, Woodlands, Texas, USA, January 24-26 (2011) (в дальнейшем "Weng 2011"); Kresse 0., Cohen C, Weng X., Wu R., and Gu H., 2011 (в дальнейшем "Kresse 2011") , "Numerical modeling of hydraulic fracturing in naturally fractured formations", 45th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, CA, June 26-29, полные содержания источников включены в эту заявку).
[047] Существующие модели можно использовать для моделирования распространения трещин, деформации породы и втекания жидкости в сеть сложных трещин, создаваемую во время обработки. Кроме того, модель можно использовать для решения полностью связанной задачи втекания жидкости в сеть трещин и упругой деформации трещин, для которой можно иметь такие же предположения и определяющие уравнения, как для обычных псевдотрехмерных моделей трещин. Уравнения переноса могут быть решены для каждого компонента закачиваемых жидкостей и проппантов.
[048] С помощью обычных моделей планарных трещин можно моделировать различные аспекты сети трещин. Кроме того, предложенная нетрадиционная модель трещин может позволять моделировать взаимодействие трещин гидравлического разрыва и уже существующих естественных трещин, то есть определять, распространяется ли трещина гидравлического разрыва через естественную трещину или задерживается ею, когда они пересекаются, и далее распространяется вдоль естественной трещины. Ответвление трещины гидравлического разрыва на пересечении с естественной трещиной может дать начало развитию сети сложных трещин.
[049] Модель пересечений можно расширить на основании критерия Реншоу и Полларда пересечения границы раздела (см.,
например, Renshaw С.Е. and Pollard D.D., 1995, "An experimentally verified criterion for propagation across unbounded frictional interfaces in brittle, linear elastic materials", Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 32: 237-249 (1995), полное содержание источника включено в эту заявку), чтобы ее можно было применять к любому углу пересечения и совершенствовать (см.,
например, Gu Н. and Weng X., "Criterion for fractures crossing
frictional interfaces at non-orthogonal angles, "44th US Rock symposium, Salt Lake City, Utah, June 27-30, 2010 (в дальнейшем "Gu и Weng 2 010") , полное содержание источника включено в эту заявку включено путем ссылки), и подтверждать экспериментальными данными (см., например, Gu Н., Weng X., Lund J., Mack M., Ganduly U. and Suarez-Rivera R., 2011, "Hydraulic fracture crossing natural fracture at non-orthogonal angles, A criterion, its validation and applications", Paper SPE 139984 presented at SPE the Hydraulic Fracturing Conference and Exhibition, Woodlands, Texas, January 24-26 (2011) (в дальнейшем "Gu и
соавторы 2011") , полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки), и встраивать в нетрадиционную модель трещин.
[050] Чтобы надлежащим образом моделировать распространение многочисленных или сложных трещин, в модели трещин можно учитывать взаимодействие соседних ответвлений трещин гидравлического разрыва, часто называемое эффектом "тени напряжения". Когда одиночная планарная трещина гидравлического разрыва раскрывается под действием конечного чистого давления в жидкости, она может создавать поле напряжений в окружающей породе, которое пропорционально чистому давлению.
[051] В предельном случае бесконечно длинной вертикальной трещины с постоянной конечной высотой можно получить аналитическое выражение для поля напряжений, создаваемого открытой трещиной. См., например, Warpinski N.F. and Teufel
L.W., "Influence of geologic discontinuities on hydraulic fracture propagation", JPT, Feb., 209-220 (1987) (в дальнейшем
"Warpinski и Teufel") и Warpinski N.R. and Branagan P.Т., "Altered-stress fracturing", SPE JPT, September, 1989, 990-997 (1989), полные содержания источников включены в эту заявку путем ссылки. Чистое давление (или более точно, давление, которое приводит к раскрытию данной трещины) может вызывать сжимающее напряжение в направлении, перпендикулярном к трещине, вдобавок к минимальному локальному напряжению, которое может быть равным чистому давлению на поверхности трещины, но быстро спадает с расстоянием от трещины.
[052] На расстоянии сверх одной высоты трещины наведенное напряжение может составлять небольшую часть чистого давления. Поэтому термин "тень напряжения" можно использовать для описания этого возрастания напряжения в области, окружающей трещину. Если создают вторую трещину гидравлического разрыва, параллельную существующей открытой трещине, и если она попадает в "тень напряжения" (то есть расстояние до существующей трещины меньше, чем высота трещины), вторая трещина может в действительности находиться под напряжением смыкания, превышающем исходное локальное напряжение. В результате более высокое давление может потребоваться для распространения трещины и/или трещина может иметь меньшую ширину по сравнению с шириной одиночной трещины.
[053] Одно применение результатов исследования тени
напряжения может включать в себя расчет и оптимизацию расстояний
между многочисленными трещинами, распространяющимися
одновременно от горизонтальной буровой скважины. В глинистых пластах с очень низкой проницаемостью трещины можно располагать близко друг к другу для эффективного дренирования коллектора. Однако эффект тени напряжения может препятствовать распространению трещины в непосредственной близости от других трещин (см., например, Fisher М.К., Heinze J.R., Harris CD., Davidson B.M., Wright C.A., and Dunn K.P., "Optimizing horizontal completion techniques in the Barnett shale using microseismic fracture mapping", SPE 90051 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, 26-29 September 2004, полное содержание источника включено в эту заявку путем
ссылки).
[054] Ранее были выполнены исследования взаимодействия параллельных трещин (см., например, Warpinski and Teufel; Britt L.K. and Smith M.B., "Horizontal well completion, stimulation optimization, and risk mitigation", Paper SPE 125526 presented at the 2009 SPE Eastern Regional Meeting, Charleston, September 2325, 2009; Cheng Y. 2009, "Boundary element analysis of the stress distribution around multiple fractures: Implications for the spacing of perforation clusters of hydraulically fractured horizontal wells", Paper SPE 125769 presented at the 2009 SPE Eastern Regional Meeting, Charleston, September 23-25, 2009; Meyer B.R. and Bazan L.W., "A discrete fracture network model for hydraulically induced fractures: Theory, parametric and case studies", Paper SPE 140514 presented at the SPE Hydraulic Fracturing Conference and Exhibition, Woodlands, Texas, USA, January 24-26, 2011; Roussel N.P. and Sharma M.M., "Optimizing fracture spacing and sequencing in horizontal-well fracturing", SPEPE, May, 2011, pp. 173-184, полные содержания источников включены в эту заявку путем ссылки). При исследованиях не исключались параллельные трещины в статическом состоянии.
[055] Результатом действия тени напряжения может быть меньшая ширина трещин в средней области многочисленных параллельных трещин вследствие повышенных сжимающих напряжений от соседних трещин (см., например, Germanovich L.N., and Astakhov D., "Fracture closure in extension and mechanical interaction of parallel joints", J. Geophys. Res., 109, B02208, doi: 10.1029/2002, JB002131 (2004); Olson J.E., "Multi-fracture propagation modeling: Applications to hydraulic fracturing in shales and tight sands", 42nd US Rock Mechanics Symposium and 2nd US-Canada Rock Mechanics Symposium, San Francisco, CA, June 29 -July 2, 2 008, полные содержания источников включены в эту заявку путем ссылки). Когда многочисленные трещины распространяются одновременно, распределение скоростей втекания в трещины может быть динамическим процессом и может находиться под влиянием
чистого давления трещин. Чистое давление может сильно зависеть от ширины трещины и следовательно, влияние тени давления на распределение скоростей втекания и размеры трещин нуждается в дальнейшем исследовании.
[056] Кроме того, динамика одновременно распространяющихся многочисленных трещин может зависеть от относительных положений первоначальных трещин. Если трещины являются параллельными, например в случае многочисленных трещин, которые ортогональны к горизонтальной буровой скважине, трещины могут отталкиваться друг от друга, в результате чего будет происходить искривление трещин наружу. Однако, если многочисленные трещины расположены эшелоном, например трещины, начинающиеся от горизонтальной буровой скважины, которые не ортогональны к плоскости разрыва, взаимодействие соседних трещин может быть таким, что их концы будут притягиваться друг к другу и даже соединяться (см., например, Olson J.E., "Fracture mechanics analysis of joints and veins", PhD dissertation, Stanford University, San Francisco, California (1990); Yew C.H., Mear M.E., Chang C.C., and Zhang X.C., "On perforation and fracturing of deviated cased
wellbores", Paper SPE 26514 presented at SPE 68th Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, TX, Oct. 3-6
(1993); Weng X., "Fracture initiation and propagation from deviated wellbores", Paper SPE 26597 presented at SPE 68th Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, TX, Oct. 3-6
(1993), полные содержания источников включены в эту заявку путем ссылки).
[057] Когда трещина гидравлического разрыва пересекает вторичную трещину, ориентированную в другом направлении, она может вызывать дополнительное напряжение смыкания на вторичной трещине, которое пропорционально чистому давлению. Это напряжение можно определять и учитывать в расчете давления раскрытия трещины при анализе зависимой от давления утечки в трещиноватом пласте (см., например, Nolte К., "Fracturing pressure analysis for nonideal behavior", JPT, Feb. 1991, 210-218
(SPE 20704) (1991) (в дальнейшем "Nolte 1991"), полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки).
[058] В случае более сложных трещин можно представить сочетание взаимодействий различных трещин, рассмотренных выше. Для надлежащего учета этих взаимодействий при сохранении вычислительной эффективности, чтобы их можно было включать в модель сети сложных трещин, можно создавать подходящую структуру моделирования. Способ на основе усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений (ДМРП), можно использовать для вычисления напряжений, наводимых на данную трещину и в породу из остальной части сети сложных трещин (см., например, Olson J.E., "Predicting Fracture Swarms - The Influence of Sub critical Crack Growth and the Crack-Tip Process Zone on Joints Spacing in Rock. In The Initiation, Propagation and Arrest of Joints and Other Fractures, ed. J.W. Cosgrove and T. Engelder, Geological Soc. Special Publications, London, 231, 71-78 (2004) (в дальнейшем
"Olson 2004") , полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки). Кроме того, поворот трещины можно моделировать на основании направления локального напряжения, изменяющегося перед концом распространяющейся трещины вследствие эффекта тени. Приведены результаты моделирования, основанные на нетрадиционной модели трещин, которые включают в себя результаты моделирования взаимодействия трещин.
Описание нетрадиционной модели трещин
[059] Для моделирования распространения сети сложных трещин, которая состоит из многих пересекающихся трещин, можно использовать уравнения, определяющие лежащую в основе физику процесса образования трещин. Основные определяющие уравнения могут включать в себя, например, уравнения, определяющие втекание жидкости в сеть трещин, уравнения, определяющие деформацию трещин, и критерий распространения/взаимодействия трещин.
[060] Для уравнения непрерывности предполагается, что поток жидкости продвигается по сети трещин с сохранением массы в соответствии с:
dq d(Hflw)
--H VqL = 0
& dt (l) ,
где g - локальная скорость потока внутри трещины гидравлического разрыва вдоль длины, w - средняя ширина или раскрыв в поперечном сечении трещины на месте s=s(x,y), Нц -высота жидкости в трещине и gt - объемная скорость утечки через стенку трещины гидравлического разрыва в матрицу на единицу высоты (скорость, с которой разрывающая жидкость просачивается в окружающую проницаемую среду), которая определяется с помощью модели утечки Картера. Концы трещин распространяются как резкий фронт вытеснения, а длина трещины гидравлического разрыва в любой данный момент t времени определяется как l(t) .
[061] Свойства продвигающейся жидкости можно определить показателем п' степени (показателем поведения жидкости) и показателем К' консистенции. Поток жидкости через проппантную набивку может быть ламинарным, турбулентным или потоком Дарси и соответственно может описываться с помощью различных законов. Для общего случая одномерного ламинарного потока жидкости, подчиняющегося степенному закону в любом заданном ответвлении трещины, можно использовать закон Пуазейля (см., например, Nolte, 1991):
и'-1
Hfl
dp 1 q q
- ¦ an
ds ' 0 w2n'+l Hfl
(2) ,
где
2ri+\
a0-
В данном случае w(z) обозначает ширину трещины как функцию глубины при текущем положении s, а - коэффициент, л' - показатель степени (показатель консистенции жидкости), ф - функция формы и dz - приращение интегрирования в формуле вдоль высоты трещины.
[062] Ширину трещины можно связать с давлением жидкости через уравнение упругости. Упругие свойства породы (которую можно считать однородным, изотропным, линейным упругим материалом) можно определить через модуль Е Юнга и коэффициент у
Пуассона. В случае вертикальной трещины в слоистой среде с переменным минимальным горизонтальным напряжением <3h(x,y,z) и давлением р жидкости профиль (w) ширины можно определить из аналитического решения в виде:
w(x, у, z) = w(p (х, у) , Я, z) , (4),
где w - ширина трещины в точке с пространственными координатами х, y,z (координатами центра элемента трещины); р(х,у) -давление жидкости, Я - высота элемента трещины и z -вертикальная координата вдоль элемента трещины в точке (х,у).
[063] Поскольку высота трещин может изменяться, в систему определяющих уравнений можно также включить вычисление роста в высоту, описанное, например, в Kresse 2011.
[064] В дополнение к уравнениям, представленным выше, может удовлетворяться глобальное условие баланса объемов:
t L(t) t L(t)
jQ(t)dt= J H{s,t)w{s,t)ds+ J J ^2gLdsdtdh{
0 0 ff,0 0
(5),
где gL - скорость утечки жидкости, Q(t) -зависимая от времени скорость нагнетания, H(s,t) -высота трещины в точке s(x,y) пространства и в момент t времени, ds - приращение длины при интегрировании по длине трещины, dt - приращение времени, dh± - приращение высоты утечки, HL - высота утечки и so - коэффициент струйных потерь. Уравнением (5) устанавливается, что общий объем жидкости, закачиваемой в течение времени t, равен объему жидкости в сети трещин и объему жидкости, вытекшей из трещин к моменту t времени. В данном случае L(t) обозначает общую длину развившихся трещин гидравлического разрыва к моменту t времени, и So - коэффициент струйных потерь. Для граничных условий может потребоваться, чтобы скорость потока, чистое давление и ширина трещин были равны нулю на концах всех трещин.
[065] Систему уравнений 1-5 совместно с начальными и граничными условиями можно использовать для представления системы определяющих уравнений. Объединение этих уравнений и дискретизация сети трещин на небольшие элементы может привести к нелинейной системе уравнений в значениях давления р жидкости в каждом элементе, упрощающейся при f(p)=0, которую можно решить
при использовании демпфированного метода Ньютона-Рафсона.
[Обб] При моделировании распространения трещин
гидравлического разрыва в коллекторах с естественными трещинами можно принимать во внимание взаимодействие трещин. Оно включает в себя, например, взаимодействие трещин гидравлического разрыва и естественных трещин, а также взаимодействие трещин гидравлического разрыва. В нетрадиционной модели трещин для взаимодействия трещин гидравлического разрыва и естественных трещин можно реализовать полуаналитический критерий пересечения при использовании, например, подхода, описанного в Gu и Weng 2010 и в Gu и соавторы 2011.
Моделирование тени напряжения
[067] В случае параллельных трещин тень напряжения можно представить суперпозицией напряжений от соседних трещин. На фиг. 2 схематично показана двумерная трещина 2 00 в системе координат, имеющей ось х и ось у. Различные точки вдоль двумерной трещины, такие как первый конец в h/2, второй конец в -h/2 и средняя точка, продолжены до точки (х,у) наблюдения. Каждая линия L продолжается под углами 9i, 9г от точек вдоль двумерной трещины до точки наблюдения.
[068] Поле напряжений вокруг двумерной трещины с внутренним давлением р можно вычислить при использовании, например, способов, описанных в Warpinski и Teufel. Напряжение <тх, которое влияет на ширину трещины, можно вычислить из:
1 L ( в1+в2
1-^=cos в-
--^-sin#sin[ - (6Х +в2
в1 = arctan
( х >
1 + J
в2 = arctan
( х >
и где <хх - напряжение в направлении х, р - внутреннее
давление и Х^У^^\^2 _ координаты и расстояния на фиг. 2, нормированные на полувысоту л/2 трещины. Поскольку <хх изменяется в направлении у, а также в направлении х, напряжение, усредненное по высоте трещины, можно использовать при вычислении тени напряжения.
[069] Аналитическое уравнение, приведенное выше, можно использовать при вычислении среднего эффективного напряжения одной трещины в соседней параллельной трещине, и его можно включать в эффективное напряжение смыкания в этой трещине.
[070] Трещины могут быть ориентированы по различным направлениям и могут пересекаться друг с другом в сетях более сложных трещин. На фиг. 3.1 показана сеть 300 сложных трещин с отображением эффектов тени напряжения. Сеть 300 трещин включает в себя трещины 303 гидравлического разрыва, продолжающиеся от буровой скважины 3 04 и взаимодействующие с другими трещинами 3 05 в сети 300 трещин.
[071] Более общий способ можно использовать для вычисления эффективного напряжения, действующего на любое ответвление трещины от остальной части сети трещин. В нетрадиционной модели трещин механические взаимодействия трещин можно моделировать на основе усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений (МРП) (Olson 2004), чтобы вычислять наведенные напряжения (см., например, фиг. 3.2).
[072] Двумерное решение разрывных перемещений при плоской деформации (см., например, Crouch S.L. and Starfield A.M., "Boundary element methods in solid mechanics", George Allen and Unwin Ltd, London, Fisher, M.K. (1983) (в дальнейшем Crouch и Starfield 1983), полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки) можно использовать для описания нормального и сдвигового напряжений (ип и <хх) , действующих на один элемент трещины, наводимых разрывными раскрывающими и сдвигающими разрывами (DD и Ds) перемещений со всех элементов трещины. Для учета трехмерного эффекта, обусловленного конечной высотой трещин, можно использовать подход Olson 2004, чтобы получать
трехмерный поправочный коэффициент для коэффициентов C1J влияния в сочетании с модифицированными уравнениями упругости из двумерного метода разрывных перемещений:
N N
N N
1=1 1=1 , ( 8 ) ,
где А - матрица коэффициентов влияния, представленных в уравнении (9), N - суммарное число элементов в сети, взаимодействие которых учитывается, i - рассматриваемый элемент и j=l,N - другие элементы в сети, влияние которых на напряжения в элементе i вычисляют; и где C1J - двумерные коэффициенты влияния упругости при плоской деформации. Эти выражения можно найти в Crouch и Starfield 1983.
[073] Элементами i и j на фиг. 3.2 схематично показаны переменные i и j из уравнения (8) . Разрывы Ds и Dnr применяемые к элементу j, также показаны на фиг. 3.2. Как показано, Dn может быть таким же, как ширина трещины, а напряжение s сдвига может быть равно 0. Разрывное перемещение элемента j создает напряжение в элементе i, показанное как [074] Трехмерный поправочный коэффициент, предложенный в Olson 2004, можно представить в следующем виде:
dp.
А1} = \ ч
k4h/a)T f (9),
где h - высота трещины, d±j - расстояние между элементами i и j, а и Р - подгоняемые параметры. Уравнение (9) показывает, что трехмерный поправочный коэффициент может приводить к ослаблению взаимодействия любых двух элементов трещины при увеличении расстояния.
[075] В нетрадиционной модели трещин на каждом временном шаге можно вычислять дополнительные наведенные напряжения, обусловленные эффектами тени напряжения. Можно предположить, что в любой момент времени ширина трещины равна нормальным разрывам (Dn) перемещений, а напряжение сдвига на поверхности трещины
D1n=wl &=0
равно нулю, то есть 1 , • При подстановке этих двух
условий в уравнение (8) можно найти разрывы (Ds) сдвиговых
перемещений и нормальное напряжение (оп) , наводимое на каждый элемент трещины.
[076] Влияния напряжений, наводимых тенью напряжения, на картину распространения сети трещин можно описать в два приема. Во-первых, во время итерации давления и ширины исходные локальные напряжения на каждом элементе трещины можно изменить путем добавления дополнительного нормального напряжения, обусловленного эффектом тени напряжения. Это может непосредственно повлиять на распределение давления в трещинах и распределение трещин по ширине, что может привести к изменению роста трещин. Во-вторых, при включении напряжений, наводимых тенью напряжения (нормальных и сдвиговых напряжений), поля локальных напряжений перед распространяющимися концами также могут изменяться, что может вызывать отклонение главного направления локального напряжения от исходного направления локального напряжения. Это изменяемое главное направление локального напряжения может приводить к повороту трещины из исходной плоскости распространения и также может влиять на картину распространения сети трещин.
Трехмерный метод разрывных перемещений (ТМРП)
[077] В дополнение к усовершенствованному двумерному методу разрывных перемещений, описанному в этой заявке, для различных применений можно использовать трехмерный метод разрывных перемещений. Для данной сети трещин гидравлического разрыва, которая дискретизирована с образованием небольших прямоугольных элементов, любой заданный прямоугольный элемент можно подвергнуть разрывному перемещению между двумя поверхностями прямоугольного элемента, обозначенного Dx, Dy и Dz, а напряжения, наведенные в породе, в любой точке (х,у, z) можно вычислить при использовании решения на основе трехмерного метода, разрывных перемещений, представленного в этой заявке.
[078] На фиг. 17 показано схематичное представление 1700 системы локальных координат x,y,z прямоугольного элемента 1740 в
плоскости х-у. На этой фигуре показана плоскость трещины относительно оси координат. Наведенное перемещение и поле напряжений можно выразить как:
их= [ 2 (1 - у) ) f z- zf> xx] Dx- zfxyDy- [1-2 v) fx+ zfxz]Dz (10) uy=-zfxyDx+ [ 2 (1 - v) fz- zfyy] Dy- [ (1 - 2 v) fy+ zfyz ]DZ (11)
uz=[ (i-2v) f;x-zf;xz]Dx+ [ (i-2v) f;y-zf;yz]Dy+ [2 (i-v) f;z-zf;zz]Dz (12)
o-xx=2G{ [2f"^xz-zf;xxx] Dx+ [2vfyz-zfxxx] Dy+ [fzz+ (1-2 v) fyy-zfxxz] Dz}
[13]
'14'
rxy=2G{ [ (1- v) fyz-zfxxy] Dx+[(l-v) fxz-zfxyy] DY- [ (1-2 v) fxy+zfxyz] Dz}
:i6:
ryz=2 G{ - [ vfxy+ zfxyz] Dx+ [ fzz+ vfxx- zfyyz] Dy- zfyzzDz} (17) TXZ=2G{ [ (:f zz+ vfyy- zfxxz] Dx- [ vfxy+ zfxyz] Dy- zfxzzDz} (18) Наведенное перемещение и поле напряжений можно выразить в
следующем виде, где а и Ъ представляют собой половины длины
ребер прямоугольника:
/(Х'•У'z) = я^11-лЯ[(Х "^ Ну~71)2 + "2Г1'2^
, 1^1 <а, 1л1 <Ь, (19),
где А - площадь прямоугольника, (х,у,z) - система координат, начинающаяся на элементе, (^,г|,0) - координаты точки Р
и v - коэффициент Пуассона.
[079] Для любой заданной точки Р(х,у,z) наблюдения в трехмерном пространстве наведенное напряжение в точке Р(х,у,z) при производительности Q(Ј,r|,) можно вычислить путем суперпозиции напряжений со всех элементов трещины и путем применения преобразования координат. Примеры способов, связанных с трехмерным методом разрывных перемещений, приведены в Crouch S.L. and Starfield A.M. (1990), "Boundary Element Methods in Solid Mechanics", Unwin Hyman, London, все содержание источника включено в эту заявку путем ссылки.
[080] Взаимодействие многочисленных распространяющихся
трещин гидравлического разрыва, или именуемый в этой заявке эффект тени напряжения, может влиять на рост в высоту трещин, распространяющихся на глубине в одном и том же слое или в различных слоях, и это может иметь значение для успеха операции по гидравлическому разрыву пласта.
[081] В по меньшей мере одном варианте осуществления модели
трещин гидравлического разрыва, описанном в этой заявке, в
модель можно дополнительно включить трехмерный метод разрывных
перемещений для вычисления наведенного трехмерного поля
напряжений, окружающего распространяющиеся трещины
гидравлического разрыва, и можно включить изменение наведенного напряжения на всем протяжении вертикальной глубины в расчет высоты трещин согласно модели трещин.
[082] Например, в случае двух параллельных трещин 1811.1, 1811.2, показанных на схематичном представлении 18 00 на фиг. 18, рост в высоту может ускоряться или подавляться в зависимости от относительной высоты трещин. В случае трещин, инициированных с различных глубин, наличие соседней трещины может способствовать предотвращению роста в слой, занятый другой трещиной, вследствие эффекта вертикального затенения напряжения. Например, как показано стрелками, вследствие взаимодействия трещин 1811.1, 1811.2 на различных глубинах трещина 1811.1 может расти в восходящем направлении и трещина 1811.2 может расти в нисходящем направлении.
Подтверждение правильности модели тени напряжения
[083] Подтверждение правильности нетрадиционной модели трещин для случаев трещин с двумя крыльями можно выполнять при использовании, например, Weng 2011 или Kresse 2011. Кроме того, подтверждение правильности можно выполнять при использовании способа моделирования тени напряжения. Например, как предложено в Itasca Consulting Group Inc., 2002, FLAC3D (Fast Lagrangian analysis of continua in 3 dimensions), version 2.1, Minneapolis: ICG (2002) (в дальнейшем "Itasca, 2002), результаты можно сравнивать, используя двумерный метод разрывных перемещений и трехмерный быстрый анализ Лагранжа сплошных сред.
Сравнение усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений с трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред
[084] Трехмерные поправочные коэффициенты, предложенные в Olson 2004, содержат две эмпирические постоянные, а и |3. Значения а и |3 можно прокалибровать путем сравнения напряжений, получаемых из численных решений (усовершенствованным двумерным методом разрывных перемещений), и с аналитическим решением для плоско деформированной трещины с бесконечной длиной и конечной высотой. Кроме того, правильность модели можно подтвердить сравнением для двух параллельных прямолинейных трещин с конечными длинами и высотами результатов из двумерного метода разрывных перемещений с полными трехмерными численными решениями, получаемыми, например, трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред.
[085] Задача подтверждения правильности показана на фиг. 4. На фиг. 4 показано схематичное представление 400 для сравнения усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений с трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред применительно к двум параллельным прямолинейным трещинам. Как показано на фиг. 4, две параллельные трещины 4 07.1, 4 07.2 подвергаются воздействию напряжений ах, ау вдоль осей х, у координат. Трещины имеют длину 2Lxf и давление pi, рг, соответственно. Трещины находятся на расстоянии s друг от друга.
[086] При трехмерном быстром анализе Лагранжа сплошных сред трещину можно моделировать как две поверхности на одном и том же месте, но с не присоединенными точками сеток. Постоянное внутреннее давление жидкости может быть приложено к сеткам в качестве нормального напряжения. Кроме того, трещины могут подвергаться воздействию удаленных напряжений, ах и <зу. Две трещины могут иметь одинаковые длину и высоту при отношении высота/половина длины, составляющем 0,3.
[087] Можно сравнивать напряжения по оси х (у=0) и оси у (х=0). Как показано для сравнения на фиг. 5.1-5.3, можно смоделировать две близко расположенные трещины (s/h=0,5) . Эти фигуры приведены для сравнения усовершенствованного двумерного
метода разрывных перемещений с трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред: напряжений по оси х (у=0) и оси у (х=0).
[088] Эти фигуры включают в себя графики 500.1, 500.2, 550.3, соответственно, иллюстрирующие ау вдоль оси у, ох вдоль оси у и су вдоль оси х, соответственно, для протяженных трещин, полученные двумерным методом разрывных перемещений и трехмерным быстрым анализом Лагранжа сплошных сред. На фиг. 5.1 показаны графики Gy/p (по оси у) в зависимости от нормированного расстояния от трещины (по оси х), полученные при использовании двумерного метода разрывных перемещений (ДМРП) и трехмерного быстрого анализа Лагранжа сплошных сред (ТБАЛСС). На фиг. 5.2 показаны графики ах/р (по оси у) в зависимости от нормированного расстояния от трещины (по оси х), полученные при использовании двумерного метода разрывных перемещений (ДМРП) и трехмерного быстрого анализа Лагранжа сплошных сред (ТБАЛСС). На фиг. 5.3 показаны графики ау/р (по оси у) в зависимости от нормированного расстояния от трещины (по оси х), полученные при использовании двумерного метода разрывных перемещений (ДМРП) и трехмерного быстрого анализа Лагранжа сплошных сред (ТБАЛСС). Положение Lf конца трещины показано вдоль линии x/h.
[089] Как показано на фиг. 5.1-5.3, напряжения, полученные моделированием на основании усовершенствованного двумерного метода разрывных перемещений при использовании трехмерного поправочного коэффициента, очень хорошо согласуются с напряжениями из результатов полной трехмерной имитационной модели, и это показывает, что поправочный коэффициент позволяет получать трехмерный эффект на основании высоты трещины в поле напряжений.
Сравнение с моделью CSIRO
[090] Правильность нетрадиционной модели трещин, которая включает в себя усовершенствованный двумерный метод разрывных перемещений, можно подтвердить сравнением с полной двумерной имитационной моделью разрывных перемещений от CSIRO (организация содружества по научным и промышленным исследованиям) (см., например, Zhang X., Jeffrey R.G., and Thiercelin M., 2007,
"Deflection and propagation of fluid-driven fractures at
frictional bedding interfaces: A numerical investigation",
Journal of Structural Geology, 29: 396-410 (в дальнейшем "Zhang
2007") , полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки). Этот подход можно использовать, например, в ограниченном случае очень большой высоты трещин, поскольку в двумерном методе разрывных перемещений не учитываются трехмерные эффекты высоты трещин.
Входные данные для подтверждения правильности при сопоставлении с моделью CSIRO
[091] Можно использовать сравнение влияния двух близко распространяющихся трещин на каждую из других траекторий распространения. Распространение двух трещин гидравлического разрыва, возникающих параллельно друг другу (распространение по направлению локального максимального напряжения), можно моделировать для таких конфигураций, как: 1) точки инициирования находятся поверх друг друга и смещены друг от друга при изотропном напряжении; и 2) анизотропные напряжения в дальнем поле. Траекторию распространения трещин и давление внутри каждой трещины при входных данных, приведенных в таблице 1, можно сравнить для нетрадиционной модели трещин и программы CSIRO.
Сопротивление развитию трещины
1 МПа-м0'5
1000
фу н т / дюйм2 / дюйм0'5
Высота трещины
120 м
394 фута
[092] Когда две трещины инициируются параллельно друг другу при разнесении точек инициирования на dx=0, dy=33 фута (10,1 м)
(поле максимальных горизонтальных напряжений ориентировано в направлении х) , они могут отклоняться друг от друга вследствие эффекта тени напряжения.
[093] Траектории распространения в случае изотропных и
анизотропных полей напряжений показаны на фиг. 6.1 и 6.2. Эти
фигуры представляют собой графики 600.1 и 600.2, показывающие
траектории распространения двух первоначально параллельных
трещин 609.1 и 609.2 в изотропном и анизотропном полях
напряжений, соответственно. Трещины 609.1 и 609.2 сначала
являются параллельными вблизи точек 615.1, 615.2 нагнетания, но
расходятся по мере удаления от них. При сравнении с изотропным
случаем видно, что кривизна трещин меньше в случае анизотропии
напряжения. Это может быть обусловлено конкуренцией между
действием тени напряжения, при котором трещины стремятся
отклониться друг от друга, и действием напряжений в дальнем
поле, при котором трещины продвигаются для распространения в
направлении максимального горизонтального напряжения
(направлении х) . Действие напряжения в дальнем поле становится преобладающим по мере повышения расстояния между трещинами, и в этом случае трещины могут стремиться распространяться параллельно в направлении максимального горизонтального напряжения.
[094] На фиг. 7.1 и 7.2 представлены графики 700.1, 700.2,
показывающие пару трещин, инициированных из двух различных точек 711.1, 711.2 нагнетания, соответственно. На этих фигурах показано для сравнения инициирование трещин из точек, разнесенных на расстояние dx=dy=10,l м, для изотропного и анизотропного полей напряжений, соответственно. На этих фигурах для трещин 709.1 и 709.2 характерна тенденция распространения друг к другу. Примеры поведения подобного вида наблюдались при
лабораторных экспериментах (см., например, Zhang 2007).
[095] Как показано выше, усовершенствованным двумерным методом разрывных перемещений, реализованным в нетрадиционной модели трещин, можно захватывать трехмерные эффекты конечной высоты трещин из картины взаимодействия и распространения трещин, при этом метод является эффективным в вычислительном отношении. Можно получать хорошую оценку поля напряжений для сети вертикальных трещин гидравлического разрыва и (картины) направления распространения трещин. Примеры случаев
Случай №1, параллельные трещины в горизонтальных скважинах [096] На фиг. 8 представлен схематичный вид 8 00 параллельных поперечных трещин 811.1, 811.2, 811.3, распространяющихся одновременно от многочисленных кластеров
815.1, 815.2, 815.3 перфораций, соответственно, вокруг горизонтальной буровой скважины 804. Для каждой из трещин 811.1,
811.1, 811.3 предусмотрен отличающийся расход qi, q2, q3 жидкости, который является частью суммарного расхода qt при давлении р0.
[097] Когда пластовые условия и перфорации являются одинаковыми для всех трещин, трещины могут иметь приблизительно одинаковые размеры, если потери давления на гидравлическом сопротивлении в буровой скважине между кластерами перфораций являются соразмерно малыми. Это можно предполагать, когда трещины разнесены на достаточно большие расстояния и эффекты тени напряжения являются пренебрежимо малыми. Когда расстояния между трещинами находятся в области влияния тени напряжения, она может влиять на ширину и другой размер трещин. Для иллюстрации этого можно рассмотреть простой пример пяти параллельных трещин.
[098] В этом примере трещины предполагаются имеющими постоянную высоту 100 футов (30,5 м) . Расстояние между трещинами составляет 65 футов (19,8 м) . Другие входные параметры приведены в таблице 2.
В этом простом случае обычную модель Перкинса-Керна-Нордгрена (ПКН) (см., например, Mack M.G. and Warpinski N.R., "Mechanical of Hydraulic Fracturing", Chapter 6, "Reservoir
Stimulation", 3rd Ed., eds. Economides M.J. and Nolte K.G., John Willey and Sons (2000)) для многочисленных трещин можно модифицировать путем включения вычисления тени напряжения в соответствии с уравнением (6) . Повышение напряжения смыкания можно аппроксимировать путем усреднения вычисленного на основании уравнения (6) напряжения на протяжении всей трещины. Заметим, что в этой упрощенной модели Перкинса-Керна-Нордгрена нельзя моделировать поворот трещин, обусловленный эффектом тени напряжения. Результаты из этой простой модели можно сравнивать с результатами из нетрадиционной модели трещин, в которую включены поточечное вычисление тени напряжения вдоль всех траекторий трещин, а также поворот трещин.
[099] На фиг. 9 показаны результаты моделирования длины пяти трещин, полученные на основании обеих моделей. На фиг. 9 представлен график 900, показывающий длину (по оси у) в зависимости от времени (t) пяти параллельных трещин во время нагнетания. Линии 917.1-917.5 получены из нетрадиционной модели трещин. Линии 919.1-919.5 получены из упрощенной модели Перкинса-Керна-Нордгрена.
[100] Геометрия трещин и контуры ширины из нетрадиционной модели трещин для пяти трещин из фиг. 9 показаны на фиг. 10. На фиг. 10 представлен схематичный вид 1000, показывающий трещины 1021.1-1021.5 вокруг буровой скважины 1004.
[101] Трещина 1021.3 является средней трещиной из числа пяти трещин, а трещины 1021.1 и 1021.5 являются самыми крайними трещинами. Поскольку трещины 1021.2, 102 3.3 и 1021.4 имеют меньшую ширину по сравнению с шириной крайних трещин, то вследствие эффекта тени напряжения, они могут оказывать большее сопротивление потоку, принимать меньший расход и иметь меньшую длину. Следовательно, в динамическом режиме тень напряжения может влиять на ширину трещин, а также на длину трещин.
[102] Влияние тени напряжения на геометрию трещин может находиться под воздействием многих параметров. Для иллюстрации действия некоторых из этих параметров вычисленные длины трещин для случаев различных разнесений трещин, гидравлических сопротивлений перфораций и анизотропий напряжения показаны в таблице 3.
[103] На фиг. 11.1 и 11.2 показана геометрия трещин, полученная прогнозированием с помощью нетрадиционной модели трещин для случая большого гидравлического сопротивления перфораций и случая большого разнесения трещин (например, около 12 0 футов (3 6, б м) ) . На фиг. 11.1 и 11.2 даны схематичные представления 1100.1 и 1100.2, показывающие пять трещин 1123.11123.5 вокруг буровой скважины 1104. Когда гидравлическое сопротивление перфораций большое, может создаваться большая отклоняющая сила, вследствие которой расход жидкости будет неравномерно распределяться по всем кластерам перфораций. Следовательно, тень напряжения может ослабляться, а результирующие длины трещин могут становиться приблизительно равными показанным на фиг. 11.1. Когда разнесение трещин большое, эффект тени напряжения может рассеиваться и трещины могут иметь приблизительно одинаковые размеры, показанные на фиг. 11.2.
[104] В примере из фиг. 12 нетрадиционную модель трещин
использовали, чтобы моделировать 4-этапную операцию
гидравлического разрыва пласта в горизонтальной скважине в глинистом пласте. См., например, Cipolla С, Weng X., Mack М., Ganguly U., Kresse О., Gu H., Cohen С. and Wu R., "Integrating microseismic mapping and complex fracture modeling to characterize fracture complexity", Paper SPE 140185 presented at the SPE Hydraulic Fracturing Conference and Exhibition, Woodlands, Texas, USA, January 24-26, 2011 (в дальнейшем "Cipolla 2 011") , полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки. Скважина могла быть обсаженной и цементированной и на каждом этапе закачивание осуществляли через три или четыре кластера перфораций. На каждом из четырех этапов можно закачать приблизительно 25000 баррелей (4000 м3) жидкости и 440000 фунтов (2x106 кг) проппанта. Исчерпывающие данные можно получать в скважине, в том числе высококачественные диаграммы акустического каротажа, которые позволяют оценивать минимальное и максимальное горизонтальные напряжения. Микросейсмические картированные данные можно получать на всех этапах. См., например, Daniels J., Waters G., LeCalvez J., Lassek J., and Bentley D., "Contacting more of the Barnett shale through an integration of real-time microseismic monitoring, petrophysics and hydraulic fracture design", Paper SPE 110562 presented at the 2007 SPE Annual
Technical Conference and Exhibition, Anaheim, California, USA, October 12-14, 2007. Этот пример показан на фиг. 12. На фиг.12 представлен график, отражающий микросейсмическое картирование микросейсмических событий 122 3 вокруг буровой скважины 12 04 на различных этапах.
[105] Анизотропия напряжения из диаграммы улучшенного акустического каротажа показана как более высокая анизотропия напряжения на носковом участке скважины по сравнению с пяточным участком. По результатам усовершенствованной трехмерной интерпретации сейсмических данных можно видеть, что преобладающее направление естественных трещин на носковом участке ориентировано от северо-востока к юго-западу, а на пяточном участке изменяется и ориентировано от северо-запада к юго-востоку. См., например, Rich J.P. and Ammerman М.,
"Unconventional geophysics for unconventional plays", Paper SPE 131779 presented at the Unconventional Gas Conference, Pittsburg, Pennsylvania, USA, February 23-25, 2010, полное содержание источника включено в эту заявку путем ссылки.
[106] Результаты моделирования могут быть основаны на нетрадиционной модели трещин без включения расчета тени полного напряжения (см., например, Cipolla 2011), в том числе без напряжения сдвига и поворота трещин (см., например, Weng 2011) . Как предложено в этой заявке, модель можно обновлять при использовании модели полного напряжения. На фиг. 13.1-13.4 показаны виды в плане моделированной сети 130 6 трещин вокруг буровой скважины 1304 для всех четырех этапов, соответственно, и для сравнения показаны микросейсмические измерения 1323.11323.4, соответственно.
[107] Из результатов моделирования на фиг. 13.1-13.4 можно видеть, что на этапах 1 и 2 близко расположенные трещины не расходятся значительно. Это может быть следствием высокой анизотропии напряжения на носковом участке буровой скважины. На этапах 3 и 4, на которых анизотропия напряжения меньше, можно видеть большее расхождение трещин, являющееся результатом влияния тени напряжения.
Случай №3, пример многих этапов
[108] Случай №3 является примером, показывающим, каким образом тень напряжения из предшествующих этапов может влиять на картину распространения сети трещин гидравлического разрыва на следующих этапах воздействия на пласт, приводя к изменению общей картины образованной сети трещин гидравлического разрыва в случае четырехэтапного воздействия на пласт.
Входные параметры для случая №3
[109] Этот случай включает в себя четыре этапа операции гидравлического разрыва пласта. Скважина является обсаженной и цементированной. На этапах 1 и 2 осуществляют закачивание через три перфорированных кластера, а на этапах 3 и 4 осуществляют закачивание через четыре перфорированных кластера. Структура породы является изотропной. Входные параметры перечислены в таблице 4, приведенной ниже. Виды сверху полной сети трещин гидравлического разрыва с учетом и без учета тени напряжения из предшествующих этапов показаны на фиг. 13.1-13.4.
[110] На фиг. 14.1-14-4 даны схематичные представления 1400.1-1400.4, показывающие сеть 142 9 трещин на различных этапах во время операции гидравлического разрыва пласта. На фиг. 14.1 показана сеть 1429 дискретных трещин (СДТ) до воздействия на пласт. На фиг. 14.2 показана полученная моделированием сеть 1429 дискретных трещин после первого этапа воздействия на пласт. Вследствие первого этапа воздействия на пласт сеть 1429 дискретных трещин имеет распространившиеся трещины 1431 гидравлического разрыва (РТГР) , продолженные от нее. На фиг. 14.3 показана сеть дискретных трещин с моделированными трещинами 1431.1-1431.4 гидравлического разрыва, распространившимися в
течение соответствующих четырех этапов, соответственно, но без учета влияния предшествующих этапов. На фиг. 14.4 показана сеть дискретных трещин, при этом отображены трещины 1431.1, 1431.2'-
1431.4' гидравлического разрыва, распространившиеся в течение четырех этапов, но с учетом влияния на трещины теней напряжения и трещин гидравлического разрыва, распространившихся на предшествующих этапах.
[111] Когда этапы выполняют отдельно, то, как показано на фиг. 14.3, их можно не представлять себе относительно друг друга. Когда тень напряжения и распространившиеся трещины гидравлического разрыва из предшествующих этапов учитывают, как на фиг. 14.4, картина распространения может измениться. Трещины 1431.1 гидравлического разрыва, образуемые на первом этапе, являются одинаковыми в обоих вариантах, показанных на фиг. 14.3 и 14.4. На картину распространения на втором этапе 1431.2 может влиять первый этап через посредство тени напряжения, а также через посредство новой сети дискретных трещин (в том числе через посредство распространившихся трещин 1431.1 гидравлического разрыва из этапа 1), что приводит к изменению картин распространения относительно распространившихся трещин 1431.2'
гидравлического разрыва. Распространяющаяся трещина 1431.1' гидравлического разрыва может начать следовать по пути распространившейся трещины 1431.1 гидравлического разрыва, образованной на этапе 1, когда его принимают во внимание. На третьем этапе 1431.3 может следовать по пути трещин 1431.2,
1431.2' гидравлического разрыва, образованных в течение второго
этапа воздействия на пласт, и может отсутствовать
распространение на очень большое расстояние вследствие эффекта
тени напряжения из второго этапа, как показано при помощи 1431.3
в сопоставлении с 1431.3'. По сравнению с третьим этапом на
четвертом этапе может иметься тенденция поворота 1431.4, когда
это возможно, но может быть повторение пути распространившейся
трещины 1431.3' гидравлического разрыва из предшествующих этапов,
когда происходит столкновение, и это отображено
распространившейся трещиной 1431.4' гидравлического разрыва на
фиг. 14.4.
[112] Предложен способ вычисления тени напряжения в сети сложных трещин гидравлического разрыва. Способ может включать в себя усовершенствованный двумерный или трехмерный метод разрывных перемещений с коррекцией за влияние конечной высоты трещин. Способ можно использовать для аппроксимирования взаимодействия различных ответвлений трещин в сети сложных трещин для фундаментального решения трехмерной задачи о трещинах. Это вычисление тени напряжения можно включать в нетрадиционную модель трещин, модель сети сложных трещин. Результаты для простых случаев двух трещин показывают, что в зависимости от первоначальных относительных положений трещины могут притягиваться или отталкиваться друг от друга, и результаты являются вполне сравнимыми с результатами из независимой двумерной модели непланарных трещин гидравлического разрыва.
[113] Имитационные модели многочисленных параллельных трещин от горизонтальной скважины можно использовать для подтверждения свойств двух самых крайних трещин, которые могут быть более определяющими, когда внутренние трещины имеют пониженные длину и ширину вследствие влияния тени напряжения. Кроме того, эти свойства могут зависеть от других параметров, таких как гидравлическое сопротивление перфораций и расстояние между трещинами. Когда расстояние между трещинами больше высоты трещин, влияние тени напряжения может ослабляться и могут быть незначительные различия между многочисленными трещинами. Когда гидравлическое сопротивление перфораций большое, может создаваться значительное отклонение от равномерного распределения потока по кластерам перфораций и размеры трещин могут становиться приблизительно равными независимо от влияния тени напряжения.
[114] Если при создании сложных трещин пласт имеет небольшую анизотропию напряжения, взаимодействие трещин может приводить к сильной расходимости трещин, когда они стремятся оттолкнуться друг от друга. С другой стороны, при большой анизотропии напряжения может иметься ограниченная расходимость
трещин, когда анизотропия напряжения компенсирует эффект поворота трещин, обусловленный тенью напряжения, и трещина может быть вынуждена проходить в направлении максимального напряжения. Независимо от степени расходимости трещин затенение напряжения может оказывать влияние на ширину трещины, что может влиять на распределение скоростей нагнетания по многочисленных кластерам перфораций, общую площадь, занимаемую сетью трещин, и размещение проппанта.
[115] На фиг. 15 представлена блок-схема последовательности действий способа 1500 выполнения операций гидравлического разрыва пласта на скважинной площадке, такой как скважинная площадка 100 из фиг. 1.1. Скважинная площадка расположена около подземного пласта, имеющего буровую скважину, проходящую через него, и сеть трещин. Сеть трещин имеет естественные трещины, показанные на фиг. 1.1 и 1.2. Способ (1500) может включать в себя выполнение (1580) операции интенсификации притока путем стимуляции скважины закачиванием нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин для образования сети трещин гидравлического разрыва. В некоторых случаях интенсификация притока может выполняться на скважинной площадке или путем моделирования.
[116] Способ включает в себя получение (1582) данных на
скважинной площадке и механической модели геологической среды
для подземного пласта. Данные со скважинной площадки могут
включать в себя любые данные вокруг скважинной площадки, которые
могут быть полезными при стимуляции, такие как параметры
естественного разрыва естественных трещин, изображения сети
трещин и т.д. Параметры естественного разрыва могут включать в
себя, например, ориентацию плотности, распределение и
механические свойства (например, коэффициенты трения, связность,
сопротивление развитию трещины и т.д.). Параметры разрыва можно
получать из непосредственных наблюдений скважинных
изобразительных каротажных диаграмм, оцениваемых на основании трехмерных сейсмических исследований, алгоритма прослеживания движения муравьев, анизотропии звуковых волн, кривизны геологического слоя, микросейсмических событий или изображений и
т.д. Примеры способов получения параметров разрыва представлены в заявках PCT/US2012/48871 и US2008/0183451, полные содержания которых включены в эту заявку путем ссылки.
[117] Изображения можно получать, например, при наблюдении скважинных изобразительных каротажных диаграмм, оценивании размеров трещин по скважинным измерениям, получении микросейсмических изображений и/или аналогичным образом. Размеры трещин можно оценивать путем анализа сейсмических измерений, с помощью алгоритма прослеживания движения муравьев, акустических измерений, геологических измерений и/или аналогичных. Кроме того, другие данные на скважинной площадке можно получать из различных источников, таких как измерения на скважинной площадке, исторические данные, предположения и т.д. Такие данные могут включать в себя, например, данные о заканчивании скважины, геологической структуре, петрофизические, геомеханические, каротажные измерения и данные других видов. Механическую модель геологической среды можно получать при использовании обычных способов.
[118] Кроме того, способ (1500) включает в себя образование (1584) картины роста трещин гидравлического разрыва с течением времени, например, во время операции интенсификации притока. На фиг. 16.1-16.4 показан пример образования (1584) картины роста трещин гидравлического разрыва. Как показано на фиг. 16.1, в начальном состоянии сеть 160 6.1 трещин с естественными трещинами 1623 расположена вокруг подземного пласта 1602 с буровой скважиной 1604 в нем. Когда проппант нагнетают в подземный пласт 1602 из буровой скважины 1604, давлением проппанта создаются трещины 1691 гидравлического разрыва вокруг буровой скважины 1604. Трещины 1691 гидравлического разрыва продолжаются в подземный пласт вдоль Li и L.2 (фиг. 16.2) и, как показано на фиг. 16.2-16-3, с течением времени встречаются с другими трещинами в сети 160 6.1 трещин. Точки контакта с другими трещинами представляют собой пересечения 1625.
[119] Образование (1584) может включать в себя продолжение (1586) трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин
гидравлического разрыва, включающей в себя естественные трещины и трещины гидравлического разрыва, показанные на фиг. 16.2. Картина роста трещин основана на параметрах естественных трещин и минимальном напряжении и максимальном напряжении в подземном пласте. Кроме того, образование может включать в себя определение (1588) параметров гидравлического разрыва (например, давления р, ширины w, расхода q и т.д.) трещин гидравлического разрыва, определение (1590) параметров переноса для проппанта, проходящего через сеть трещин гидравлического разрыва, и определение (1592) размеров (например, высоты) трещин гидравлического разрыва на основании, например, определенных параметров гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды. Параметры гидравлического разрыва можно определять после продолжения. Кроме того, определение (1592) можно выполнять на основании параметров переноса проппанта, скважинных параметров и других показателей.
[120] Образование (1584) может включать в себя моделирование свойств породы на основании механической модели геологической среды, описанной, например, в Koutsabeloulis and Zhang, "3D reservoir geomechanics modeling in oil/gas field production", SPE Paper 126095, 2009 SPE Saudi Arabia Section Technical Symposium and Exhibition held in Al Khobar, Saudi Arabia, 9-11 May, 2009. Кроме того, образование может включать в себя моделирование операции гидравлического разрыва пласта с использованием данных со скважинной площадки, параметров разрыва и/или изображений в качестве входных данных программного обеспечения для моделирования, например, нетрадиционной модели трещин, чтобы получать последовательные изображения наведенных трещин гидравлического разрыва в сети трещин.
[121] Кроме того, способ (1500) может включать в себя выполнение (1594) затенения напряжения относительно трещин гидравлического разрыва для определения взаимного влияния напряжений трещин гидравлического разрыва (или влияния на другие трещины) и повторение (1598) образования (1584) на основе
затенения напряжения и/или определенного взаимного влияния напряжений трещин гидравлического разрыва. Повторение можно выполнять для учета взаимодействия трещин, которое может сказываться на росте трещин. Затенение напряжения может включать в себя, например, выполнение двумерного или трехмерного метода разрывных перемещений для каждой из трещин гидравлического разрыва и обновление картины роста трещин с течением времени. Картина роста трещин может распространяться перпендикулярно к локальному главному направлению напряжения в соответствии с затенением напряжения. Картина роста трещин может включать в себя влияния естественных трещин и трещин гидравлического разрыва на сеть трещин (см. фиг.16.3).
[122] Затенение напряжения для многочисленных буровых скважин можно выполнять на скважинной площадке. Затенения напряжения от различных буровых скважин можно объединять, чтобы определять взаимодействие трещин, обнаруживаемое от каждой из буровых скважин. Образование можно повторять для каждого из затенений напряжения, выполняемых для одной или нескольких из многочисленных буровых скважин. Кроме того, образование можно повторять при затенении напряжения, осуществляемом в случае, когда производят интенсификацию притока для многочисленных буровых скважин. Кроме того, многочисленные интенсификации притока можно выполнять для одной и той буровой скважины при использовании различных сочетаний данных и при желании можно сравнивать их. Исторические и другие данные также можно вводить на этапе образования, чтобы получать многочисленные источники информации для учета в конечных результатах.
[123] Кроме того, способ включает в себя определение (1596) характера пересечения трещин гидравлического разрыва и встречающейся трещины, если трещина гидравлического разрыва встречается с другой трещиной, и повторение (1598) образования (1584) на основании характера пересечения, если трещина гидравлического разрыва встречается с трещиной (см., например, фиг. 16.3). Характер пересечения можно определять при использовании, например, способов из заявки PCT/US2012/059774, полное содержание которой включено в эту заявку путем ссылки.
[124] Определение характера пересечения может включать в себя выполнение затенения напряжения. В зависимости от скважинных условий картина роста трещин может не изменяться или изменяться, когда трещина гидравлического разрыва встречается с трещиной. Когда давление гидравлического разрыва больше, чем напряжение, действующее на встреченную трещину, картина роста трещин может распространяться вдоль встреченной трещины. Картина роста трещин может продолжать распространение вдоль встреченной трещины до достижения конца естественной трещины. Направление картины роста трещин может изменяться на конце естественной трещины, при этом, как показано на фиг. 16.4, картина роста трещин будет продолжаться в направлении, перпендикулярном к минимальному напряжению на конце естественной трещины. Как показано на фиг. 16.4, трещина гидравлического разрыва продолжается по новой траектории 1627 в соответствии с локальными напряжениями с1 и с2 •
[125] По желанию, способ (1500) может также включать в себя подтверждение (1599) правильности картины роста трещин. Подтверждение правильности можно выполнять путем сравнения результирующей картины роста с другими данными, такими как микросейсмические изображения, показанные, например, на фиг. 7.1 и 7.2.
[12 6] Способ можно выполнять в любом порядке и при желании повторять. Например, этапы образования (1584)-(1599) можно повторять с течением времени, например, путем итерации, когда сеть трещин изменяется. Образование (1584) можно выполнять для обновления итерированного моделирования, выполненного в течение образования, для учета взаимодействия и влияний многочисленных трещин, когда сеть трещин моделируют в динамике во времени.
[12 7] Способ 1500 можно использовать при различных состояниях скважины, имеющей перфорации и трещины, такие как трещины 811.1-811.3, показанные на фиг. 8. В примере из фиг. 8 трещины 811.1-811.3 могут быть расположены в пласте почти на одной и той же глубине. В некоторых случаях, как показано, например, на фиг. 18-2 0, трещины могут быть на различных
глубинах.
[12 8] На фиг. 18-20 показаны различные примеры схематичных
представлений 1800, 1900, 2000 параллельных поперечных трещин
1811.1, 1811.2, распространяющихся одновременно от
многочисленных кластеров 1815.1, 1815.2 перфораций,
соответственно, вокруг наклонной буровой скважины 1804 в пласте 18 02. Каждая из трещин 1811.1, 1811.2 на всем протяжении пласта 1802 пересекает напластования 1817.1, 1817.2, 1817.3, 1817.4, 1817.5, 1817.6 на различных глубинах D1-D6, соответственно. Пласт 18 02 может иметь одно или несколько напластований различного состава, например, из глины, песка, горной породы и т.д. Пласт 18 02 имеет общее напряжение о±, а каждое напластование 1817.1-1817.6 имеет соответствующее напряжение из C7fi- <3f6, соответственно.
[12 9] Фиг. 18 и 19 могут быть образованы при использовании затенения напряжения, описанного выше. В примере из фиг. 18 трещина 1811.1 продолжается сквозь напластования 1817.2-1817.4 и трещина 1811.2 продолжается сквозь напластования 1817.3-1817.5. В примере из фиг. 19 трещина 1811.2' продолжается сквозь напластования 1817.2-1817.5. Как показано на фиг. 19, трещины могут иметь заданную вертикальную протяженность и продолжаться на заданное расстояние сквозь одно или несколько напластований и воспринимать от них соответствующие эффекты напряжения.
[130] Для примера из фиг. 19 трещины 1811.1, 1811.2' получены без учета эффектов затенения напряжения. В этом случае на рост в высоту трещин 1811.1 и 1811.2' влияет вертикальное распределение локальных напряжений из числа напряжений <з± соответствующих напластований вблизи трещин. Трещина 1811.1 имеет вертикальную протяженность Li выше кластера 1815.1 перфораций и вертикальную протяженность L.2 ниже кластера 1815.1 перфораций. Трещина 1811.2' имеет вертикальную протяженность Ъз выше кластера 1815.2 перфораций и вертикальную протяженность L4 ниже кластера 1815.2 перфораций.
[131] Фиг. 2 0 можно образовать путем затенения напряжения при использовании трехмерного метода разрывных перемещений,
описанного выше. В примере из фиг. 2 0 трещина 1811.1' продолжается сквозь напластования 1817.1-1817.4 и трещина 1811.2" продолжается сквозь напластования 1817.3-1817.6. На фиг. 20 показано сечение трещин из фиг. 19 после учета эффекта затенения вертикального напряжения. Вследствие затенения напряжения трещина 1811.1 растет в большей степени вверх и трещина 1812.3 растет в большей степени вниз.
[132] В этом случае на рост в высоту трещин влияет вертикальное распределение локальных напряжений в дополнение к тени напряжения от соседних трещин. Трещина 1811.1' имеет
увеличенную вертикальную протяженность А выше кластера 1815.1
перфораций и уменьшенную вертикальную протяженность ^ ниже кластера 1815.1 перфораций. Трещина 1811.2" имеет уменьшенную
вертикальную протяженность А выше кластера 1815.2 перфораций и
увеличенную вертикальную протяженность ^4 ниже кластера 1815.2 перфораций. Рост, показанный на фиг. 20, отражает взрывоподобный рост, обусловленный взаимодействием трещин, схематично показанным стрелками на фиг. 18.
[133] Как и на фиг. 19-20, где трещины находятся на различных глубинах и подвергаются воздействию различных напряжений, рост в высоту трещин может сильно зависеть от относительной высоты трещины. Трещины инициируются из различных пластов, и вследствие эффекта вертикального затенения напряжения наличие соседней трещины может способствовать предотвращению роста одной трещины в слой или напластование, занятое другой трещиной.
[134] В затенении напряжения, описанного в этой заявке, может учитываться взаимодействие трещин на одинаковых или различных глубинах. Например, на фиг. 8 средняя трещина может быть сжата трещинами с любой стороны и стать меньше и уже, как было описано при обращении к фиг. 10. Нетрадиционная модель трещин, представленная в этой заявке, может быть использована для описания такого взаимодействия. В другом примере, показанном на фиг. 18-20, две трещины могут сжимать друг друга и разводить
трещины. В этом примере трещина 1811.1 продолжается вверх и трещина справа растет вниз вследствие уклона буровой скважины.
[135] На фиг. 21 показана другая версия способа 2100, в котором могут учитываться влияния трещин на различных глубинах. В способе 2100 может учитываться взаимное влияние напряжений трещин гидравлического разрыва при оценивании роста в высоту каждой трещины независимо от того, находятся ли они на одинаковых или различных глубинах. Способ 2100 можно использовать для выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинной площадке, имеющей буровую скважину с сетью трещин вокруг нее, показанной, например, на фиг. 18-20. В этой версии способ 2100 можно выполнять в соответствии с частью или всем способом 1500, ранее описанным относительно фиг. 15, за исключением дополнительного затенения 2195 напряжения, измененного определения 1596' и измененного повторения 1598'.
[13 6] Дополнительное затенение 2195 напряжения можно выполнять на основе вертикального роста трещин гидравлического разрыва, чтобы учитывать влияния трещин гидравлического разрыва на различных глубинах. Дополнительное затенение 2195 напряжения можно выполнять при использовании трехмерного метода разрывных перемещений, когда трещины находятся на различных глубинах (см., например, фиг. 18-2 0) . Дополнительное затенение 2195 напряжения можно выполнять после выполнения этапа 1594 и до измененного определения 1596'. В некоторых случаях дополнительное затенение 2195 напряжения можно выполнять одновременно с выполнением затенения 1594 напряжения. Например, в тех случаях, когда выполнение 1592 осуществляют с использованием трехмерного метода разрывных перемещений, глубину можно учитывать без дополнительного затенения 2195 напряжения. В некоторых случаях выполнение 1594 можно производить при использовании другого метода, такого как двумерный метод разрывных перемещений, а глубину трещин можно учитывать при дополнительном затенении 2195 напряжения с использованием трехмерного метода разрывных перемещений. В трехмерном методе разрывных перемещений можно учитывать влияние соседних трещин и связанных с ними
вертикальных напряжений и описывать скорректированный вертикальный рост и/или длину.
[137] Определение 1596' и повторение 1598' можно изменять, чтобы учитывать дополнительное затенение 2195 напряжения, если оно выполняется. Измененное определение 1596' включает в себя определение характера пересечения между трещиной гидравлического разрыва и встреченной трещиной на основании выполнения 1594 и дополнительного затенения 2195 напряжения. Измененное повторение 1598' включает в себя повторение картины роста трещин на основании определения 1594 взаимного влияния напряжений, дополнительного затенения 2195 напряжения и определения 1596' характера пересечения.
[138] Дополнительную корректировку 2197 можно выполнить на основании затенения 1594 и/или 2195 напряжения. Например, рост трещин можно изменить корректировкой по меньшей мере одного параметра стимуляции, такого как давление нагнетания, вязкость жидкости и т.д., во время нагнетания (или гидравлического разрыва пласта). Рост трещин можно моделировать при использовании нетрадиционной модели трещин, модифицированной в отношении регулируемых параметров нагнетания.
[139] Одну или несколько частей способа, например выполнение 1580 операции стимуляции, можно повторять на основании части или всех этапов 1594-1599. Например, на основании затенения 1594 и/или 2195 напряжения, и/или результирующего роста трещин стимуляцию можно корректировать для достижения заданного роста трещин (см., например, фиг. 20). Стимуляцию можно изменять, например, регулированием давления нагнетания, вязкости жидкости и/или других параметров нагнетания для достижения заданного режима работы скважины и/или заданного роста трещин.
[140] Различные сочетания частей способов или все способы из фиг. 15 и/или 21 можно выполнять в различном порядке.
[141] Хотя настоящее раскрытие было описано применительно к примерам вариантов осуществления и реализациям осуществлений, настоящее раскрытие не ограничено такими примерами вариантов
осуществления и/или реализациями. Точнее, в системах и способах настоящего раскрытия допускаются различные модификации, изменения и/или улучшения без отступления от сущности или объема настоящего раскрытия. В соответствии с этим объемом настоящего раскрытия определенно охватываются все такие модификации, изменения и улучшения.
[142] Следует отметить, что при разработке любого такого действительного варианта осуществления или многочисленных реализаций могут приниматься специфические решения для достижения конкретных намерений разработчика, такие как согласование с ограничениями, связанными с системой и связанными с деловой деятельностью, которые изменяются от одной реализации к другой. Кроме того, следует понимать, что такая разработка может быть сложной и требующей много времени, но тем не менее должна быть обычным делом для специалистов в данной области техники, имеющих выгоду от этого раскрытия. В дополнение к этому варианты осуществления, использованные/раскрытые в этой заявке, могут также включать в себя некоторые компоненты, отличающиеся от перечисленных.
[143] В описании каждое численное значение следует читать один раз как модифицированное термином "около" (за исключением тех случаев, когда оно уже определенно модифицировано таким образом) и затем читать еще раз как не модифицированное, если не указан иной смысл. Кроме того, следует понимать, что в описании для любых пределов, приведенных или показанных в качестве используемых, пригодных или аналогичных, предполагается, что значения в этих пределах, в том числе в конечных точках, считаются точно определенными. Например, "пределы от 1 до 10" следует читать как показывающие возможные числа на всем протяжении континуума от около 1 до около 10. Таким образом, даже если конкретные точки данных в пределах или же точки данных вне пределов явным образом идентифицированы или отнесены к нескольким специфическим точкам, следует понимать, что изобретатели принимают во внимание и предполагают, что любая точка и все точки данных в пределах считаются точно определенными, и что изобретатели располагают сведениями о всех
пределах и всех точках в пределах.
[144] Положения, изложенные в этой заявке, всего лишь обеспечивают информацию, относящуюся к настоящему раскрытию, и не могут составлять предшествующий уровень техники, а могут характеризовать некоторые варианты осуществления, иллюстрирующие изобретение. Все источники, цитированные в этой заявке, полностью включены в настоящую заявку путем ссылки.
[145] Хотя выше были подробно описаны несколько примеров вариантов осуществления, специалисты в данной области техники должны без труда понять, что в примерах вариантов осуществления возможны многочисленные модификации без существенного отклонения от системы и способа выполнения работы по стимуляции буровой скважины. Соответственно, все такие модификации предполагаются включенными в объем этого раскрытия, определенный в нижеследующей формуле изобретения. В формуле изобретения часть предложения "средство плюс функция" предполагается охватывающей структуры, описанные в этой заявке, при выполнении описанной функции, а также структурные эквиваленты и эквивалентные структуры. Таким образом, хотя гвоздь и винт не могут быть структурными эквивалентами по той причине, что в гвозде цилиндрическая поверхность используется для скрепления деревянных деталей друг с другом, тогда как в винте используется винтовая поверхность, в ситуации скрепления деревянных деталей, гвоздь и винт могут быть эквивалентными структурами. Ясно выраженной целью заявителя является отсутствие на раздел 35 кодекса законов США, 112, пункт б, для любых ограничений любого пункта формулы изобретения за исключением тех, в которых определенно используются слова "средство для" вместе с соответствующей функцией.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке, при этом скважинный участок расположен около подземного пласта, имеющего буровую скважину, проходящую сквозь него, и сеть трещин в нем, при этом сеть трещин содержит естественные трещины, со скважинного участка выполнена стимуляция закачиванием нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин, при этом способ содержит этапы, на которых:
получают данные на скважинном участке, содержащие параметры естественного разрыва естественных трещин, и получают механическую модель геологической среды для подземного пласта;
образуют картину роста трещин гидравлического разрыва для сети трещин с течением времени, при этом образование содержит:
продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, содержащей естественные трещины и трещины гидравлического разрыва;
определение параметров гидравлического разрыва трещин гидравлического разрыва после продолжения;
определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва; и
определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании определенных параметров гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды; и
выполняют затенение напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин гидравлического разрыва на различных глубинах; и
повторяют образование на основании определенного взаимного влияния напряжений.
2. Способ по п. 1, в котором выполнение затенения напряжения содержит выполнение трехмерного метода разрывных перемещений.
3. Способ по п. 1, в котором выполнение затенения
напряжения содержит выполнение первого затенения напряжения для определения взаимодействия трещин гидравлического разрыва и выполнение второго затенения напряжения для определения взаимодействия трещин гидравлического разрыва на различных глубинах.
4. Способ по п. 1, в котором выполнение затенения напряжения содержит выполнение двумерного метода разрывных перемещений и выполнение трехмерного метода разрывных перемещений.
5. Способ по п. 1, также содержащий, если трещины гидравлического разрыва встречаются с другой трещиной, определение характера пересечения с встреченной другой трещиной, и в котором повторение содержит повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений и характера пересечения.
6. Способ по п. 5, в котором картина роста трещин гидравлического разрыва является одной из неизменяемой и изменяемой в соответствии с характером пересечения.
7. Способ по п. 5, в котором давление гидравлического разрыва сети трещин гидравлического разрыва больше, чем напряжение, действующее на встреченную трещину, и в котором картина роста трещин распространяется вдоль встреченной трещины.
8. Способ по п. 1, в котором картина роста трещин продолжает распространяться вдоль встреченной трещины до достижения конца естественной трещины.
9. Способ по п. 1, в котором картина роста трещин изменяет направление на конце естественной трещины, при этом картина роста трещин продолжается в направлении, перпендикулярном к минимальному напряжению на конце естественной трещины.
10. Способ по п. 1, в котором картина роста трещин
распространяется перпендикулярно к локальному главному
напряжению в соответствии с затенением напряжения.
11. Способ по п. 1, в котором затенение напряжения содержит
выполнение разрывного перемещения для каждой из трещин
гидравлического разрыва.
12. Способ по п. 1, в котором затенение напряжения содержит
выполнение затенения напряжения вокруг многочисленных буровых скважин скважинного участка и повторение образования с использованием затенения напряжения, выполненного относительно многочисленных буровых скважин.
13. Способ по п. 1, в котором затенение напряжения содержит
выполнение затенения напряжения на многочисленных этапах
стимуляции в буровой скважине.
14. Способ по п. 1, также содержащий подтверждение правильности картины роста трещин путем сравнения картины роста трещин с по меньшей мере одним моделированием стимуляции сети трещин.
15. Способ по п. 1, в котором продолжение содержит продолжение трещин гидравлического разрыва на всем протяжении картины роста трещин гидравлического разрыва на основании параметров естественного разрыва и минимального напряжения и максимального напряжения в подземном пласте.
16. Способ по п. 1, в котором определение размеров трещин содержит одно из оценивания сейсмических измерений, прослеживания движения муравьев, акустических измерений, геологических измерений и сочетаний их.
17. Способ по п. 1, в котором данные со скважинной площадки также содержат по меньшей мере одни из геологических, петрофизических, геомеханических данных, данных каротажных измерений, заканчивания, исторических данных и сочетаний их.
18. Способ по п. 1, в котором параметры естественного разрыва образуют с помощью одного из наблюдения скважинных изобразительных каротажных диаграмм, оценивания размеров трещин по скважинным измерениям, получения микросейсмических изображений и сочетаний их.
19. Способ выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке, при этом скважинный участок расположен около подземного пласта, имеющего буровую скважину, проходящую сквозь него, и сеть трещин в нем, при этом сеть трещин содержит естественные трещины, со скважинного участка выполнена стимуляция закачиванием нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин, при этом способ содержит этапы, на
16.
которых:
получают данные на скважинном участке, содержащие параметры естественного разрыва естественных трещин, и получают механическую модель геологической среды для подземного пласта;
образуют картину роста трещин гидравлического разрыва для сети трещин с течением времени, при этом образование содержит:
продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, содержащей естественные трещины и трещины гидравлического разрыва;
определение параметров гидравлического разрыва трещин гидравлического разрыва после продолжения;
определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва; и
определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании определенных параметров гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды; и
выполняют затенение напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин гидравлического разрыва;
выполняют дополнительное затенение напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений гидравлических трещин на различных глубинах;
если трещина гидравлического разрыва встречается с другой трещиной, определяют характер пересечения трещин гидравлического разрыва и встреченной трещины на основании определенного взаимного влияния напряжений; и
повторяют образование на основании определенного взаимного влияния напряжений и характера пересечения.
20. Способ по п. 19, также содержащий подтверждение правильности картины роста трещин.
21. Способ выполнения операции гидравлического разрыва пласта на скважинном участке, при этом скважинный участок расположен около подземного пласта, имеющего буровую скважину, проходящую сквозь него, и сеть трещин в нем, при этом сеть
20.
трещин содержит естественные трещины, при этом способ содержит этапы, на которых:
выполняют стимуляцию на скважинном участке закачиванием нагнетаемой жидкости вместе с проппантом в сеть трещин;
получают данные на скважинном участке, содержащие параметры естественного разрыва естественных трещин, и получают механическую модель геологической среды для подземного пласта;
образуют картину роста трещин гидравлического разрыва для сети трещин с течением времени, при этом образование содержит:
продолжение трещин гидравлического разрыва от буровой скважины и в сеть трещин подземного пласта для формирования сети трещин гидравлического разрыва, содержащей естественные трещины и трещины гидравлического разрыва;
определение параметров гидравлического разрыва трещин гидравлического разрыва после продолжения;
определение параметров переноса для проппанта, проходящего по сети трещин гидравлического разрыва; и
определение размеров трещин гидравлического разрыва на основании определенных параметров гидравлического разрыва, определенных параметров переноса и механической модели геологической среды; и
выполняют затенение напряжения относительно трещин гидравлического разрыва, чтобы определить взаимное влияние напряжений трещин гидравлического разрыва на различных глубинах;
повторяют образование на основании определенного взаимного влияния напряжений; и
корректируют стимуляцию на основании затенения напряжения.
22. Способ по п. 20, также содержащий подтверждение правильности картины роста трещин гидравлического разрыва.
23. Способ по п. 20, также содержащий, если трещины гидравлического разрыва встречаются с другой трещиной, определение характера пересечения трещин гидравлического разрыва и встреченной другой трещины, и в котором повторение содержит повторение образования на основании определенного взаимного влияния напряжений и характера пересечения.
24. Способ по п. 21, в котором корректировка содержит
изменение по меньшей мере одного параметра стимуляции, содержащего скорость закачивания и вязкость жидкости.
По доверенности
534591
AAA
' 407.1
A A / APJ
V V ^
<:
i i У
A A A A A A0^
h н
ФИГ. 4
4/21
.500.1
1.20
1.00 0.80
\ 0.60
ОАО 0.20 0.00
-•-ТБАЛСС
-е-РАСШИРЕННЫЙ
ДМРП
Й88Ь
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 НОРМИРОВАННОЕ РАССТОЯНИЕ ОТ ТРЕЩИНЫ
ФИГ. 5.1
.500.2
0.70 0.60 0.50 ^ ОАО 0.30 0.20 0.10 0.00
-•-7
-е-/
ЪЖС
ЪННЫУ
ЩМРП
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 НОРМИРОВАННОЕ РАССТОЯНИЕ ОТ ТРЕЩИНЫ
ФИГ. 5.2
500.3
600.1
\0*
600.2
'it.
607.1
615.1
МОД CSI
ЕЛЬ y
RO / HMT
ТОЧИ
¦ТАНИЯ
615.2-
yj?
607.2
'40 -2
30 -2
20 -2
10 -2
00 -2
> 90
609.1
МОДЕЛЬ CSIRO HMT
615.2
615.1
609.2
350 -340 -330 -320 -310 -300 -290 -280
ОСЬХ(м)
ФИГ. 6.2
ОСЬХ(м)
ФИГ. 6.1
700.1
МОДЕЛЬ CSIRO I HMT \ m
711.1
709.1
-709.2
77 7.2
40 -2
30-3
20 -3 ОСЬ
70-3
00-2
}90 -2
М0Д?/7Ь CSIR0 HMT
ФИГ. 7.1
ФИГ 9
1100.2.
ШИРИНА
0.11
0.10
-0.09
-0.08
-0.07
-0.06
-0.05
-0.04
-о.оз
-0.02
-0.01
1123.4
1123.5
1600
1400 ОСЬУ
ФИГ. 11.2
ЗЕЛЕНЫЙ Э ЭТАП 1
КРАСНЫЙ 1 ЭТАП 2
ЖЕЛТЫЙ 1 ЭТАПЗ
ГОЛУБОЙ * ЭТАП 4
Г\5
-3600 -3200 -2800 -2400 -2000-1600-1200 -800 -400
ОСЬХ
0 400
1431.1
-400 -300 -200 -100 0 ОСЬХ(м)
-600 -500 -400 -300 -200 -100 О
ОСЬХ(м)
БУРОВАЯ СКВАЖИНА-е- БУРОВАЯ СКВАЖИНА-^-
ЭТАП 1 ? ЭТАП 1 ?
-700 -500 -300 -100 100 -700 -500 -300 -100 100
СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НА СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ, ИМЕЮЩЕЙ БУРОВУЮ СКВАЖИНУ С СЕТЬЮ ТРЕЩИН ВОКРУГ НЕЕ
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЕРАЦИИ СТИМУЛЯЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ
СТИМУЛЯЦИЮ НА СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ ПУТЕМ ЗАКАЧИ-
ВАНИЯ НАГНЕТАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ВМЕСТЕ С ПРОППАНТОМ
В СЕТЬ
, j-РЕЩИН
ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ НА СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ (НАПРИМЕР, ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОГО РАЗРЫВА ЕСТЕСТВЕННЫХ ТРЕЩИН, ДАННЫХ О НАГНЕТАНИИ) И МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕ^Ы ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА
ОБРАЗОВАНИЕ КАРТИНЫ РОСТА ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКО ГО РАЗРЫВА С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ, ПРИ ЭТОМ ОБРАЗОВАНИЕ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
ПРОДОЛЖЕНИЕ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА В СЕТЬ ТРЕЩИН ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТИ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА С ЕСТЕСТВЕННЫМИ ТРЕЩИНАМИ И ТРЕЩИНАМИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕНОСА ДЛЯ ПРОППАН-
ТА, ПРОХОДЯЩЕГО ПО СЕТИ ТРЕЩИН
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НА ОСНОВАНИИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕНОСА И МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАТЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕ-
ЛЕНИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ТРЕЩИН
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ЕСЛИ ТРЕЩИНА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ВСТРЕЧАЕТСЯ С ТРЕЩИНОЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА И ВСТРЕЧЕННОЙ ТРЕЩИНЫ
ПОВТОРЕНИЕ КАРТИНЫ РОСТА ТРЕЩИН НА ОСНОВАНИИ ОПРЕДЕЛЕННОГО ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, ЗАТЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И/ИЛИ ХАРАКТЕРА ПЕРЕСЕЧЕНИЯ
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПРАВИЛЬНОСТИ РОСТА ТРЕЩИН
ФИГ. 15
1811.1'
ФИГ. 21
21/21
СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НА СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ, ИМЕЮЩЕЙ БУРОВУЮ СКВАЖИНУ С СЕТЬЮ ТРЕЩИН ВОКРУГ НЕЕ
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЕРАЦИИ СТИМУЛЯЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ СТИМУЛЯЦИЮ НА
СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ ПУТЕМ ЗАКАЧИВАНИЯ НАГНЕТАЕМОЙ ЖИДКОСТИ
ВМЕСТЕ С ПРОППАНТОМ В СЕТЬ ТРЕЩИН
ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ НА СКВАЖИННОЙ ПЛОЩАДКЕ (НАПРИМЕР, ПАРАМЕ-
ТРОВ ЕСТЕСТВЕННОГО РАЗРЫВА ЕСТЕСТВЕННЫХ ТРЕЩИН, ДАННЫХ О
НАГНЕТАНИИ) И МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ
ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА
ОБРАЗОВАНИЕ КАРТИНЫ РОСТА ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ, ПРИ ЗТОМ ОБРАЗОВАНИЕ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
ПРОДОЛЖЕНИЕ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА В СЕТЬ ТРЕЩИН
ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТИ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕ-
СКОГО РАЗРЫВА С ЕСТЕСТВЕННЫМИ ТРЕЩИНАМИ И ТРЕЩИНАМИ ГИДРАВ-
ЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ТРЕЩИН ГИ-
ДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕНОСА ДЛЯ ПРОППАНТА, ПРОХОДЯЩЕГО
ПО СЕТИ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НА ОСНОВАНИИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕНОСА И МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАТЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА
ВЫПОЛНЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЗАТЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НА РАЗЛИЧНЫХ ГЛУБИНАХ
ЕСЛИ ТРЕЩИНА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ВСТРЕЧАЕТСЯ С ТРЕЩИНОЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ТРЕЩИН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА И ВСТРЕЧЕННОЙ ТРЕЩИНЫ
ПОВТОРЕНИЕ КАРТИНЫ РОСТА ТРЕЩИН НА ОСНОВАНИИ ОПРЕДЕЛЕННОГО ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, ЗАТЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И/ИЛИ ХАРАКТЕРА ПЕРЕСЕЧЕНИЯ
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПРАВИЛЬНОСТИ РОСТА ТРЕЩИН
КОРРЕКТИРОВКА ОПЕРАЦИИ СТИМУЛЯЦИИ НА ОСНОВАНИИ РОСТА
ТРЕЩИН
1/21
1/21
2/21
2/21
3/21
3/21
1000
1000
1000
,1200
,1200
,1200
,1200
ФИГ. 14.2
ФИГ. 14.1
ФИГ. 14.2
ФИГ. 14.1
ФИГ. 14.4
ФИГ. 14.3
ФИГ. 14.4
ФИГ. 14.3
17/21
17/21
ФИГ. 16.3
ФИГ. 16.4
ФИГ. 16.3
ФИГ. 16.4
19/21
19/21
20/21
20/21