Эффективность скважины во многом зависит от того, насколько хорошо призабойная зона (пласт, прилегающий к стволу скважины) пропускает нефть или газ. Проницаемость этой зоны может снижаться, например, из-за попадания воды или примесей, загрязнения отложениями солей. Тогда дебит скважины – объем полезного продукта, который она отдает за единицу времени – уменьшается, а оставшиеся запасы становится трудно и малорентабельно добывать традиционными методами. В этой ситуации применяют гидравлический разрыв пласта. В скважину под высоким давлением закачивается жидкость или гель, они растрескивают породу, и через трещины начинают более интенсивно поступать нефть или газ. Однако физика процесса развития трещины очень сложна, поэтому предварительные расчеты, насколько сильно увеличится дебит, зачастую не совпадают с реальными результатами. Чтобы избежать нерациональной траты ресурсов, ученые ПНИПУ разработали специальную модель прогнозирования: она определит эффективность гидроразрыва пласта до его проведения.

Исследование опубликовано в журнале «Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов», 2023. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

В основу модели прогнозирования легли значения технологических параметров объекта разработки, которые влияют на эффективность гидроразрыва: обводненность и пластовое давление до гидроразрыва, удельный расход пропанта, расчлененность (неоднородность пластов), давление смыкания на забое и дебит жидкости. Обводненность – содержание воды в продукции скважины. Пластовое давление – давление, под которым нефть, вода и газ находятся в недрах. Пропант – гранулообразный материал, служащий для закрепления трещин при гидроразрыве. Давление смыкания на забое – давление жидкости, при котором трещина смыкается.

Ученые ПНИПУ исследовали двенадцать скважин. Проведя математические вычисления, они определили, что среди перечисленных выше параметров наибольшее влияние на итоговый дебит нефти оказывают удельный расход пропанта, расчлененность, давление смыкания на забое и дебит жидкости до гидроразрыва. Эти параметры легли в основу уравнения, позволяющего прогнозировать дебит нефти после гидроразрыва пласта.

Разработанная политехниками модель универсальна, поскольку для проведения расчета требует лишь подстановки в уравнение значимых технологических параметров объекта, на котором планируется устраивать гидроразрыв.

– Результаты при моделировании близки к полученным на практике. Отклонение модельных значений дебита нефти от фактических составляет в среднем 8,86 %, – отмечает доктор технических наук, доцент, профессор кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Григорий Хижняк.

Гидравлический разрыв – один из самых дорогостоящих методов повышения нефтеотдачи скважины, поэтому требуется заранее определить, насколько целесообразно его применение. Основные преимущества модели ученых ПНИПУ – универсальность и простота, ее использование не требует приобретения зарубежного коммерческого ПО, преимущественно распространенного в данной сфере. Полученные в ходе исследования данные расширяют представления о том, как происходит гидроразрыв пласта и какие параметры месторождения или скважины в наибольшей мере повлияют на дебит нефти после его проведения.

Поддержать редакцию