Казанские ученые нашли быстрый способ определения длины трещин при гидроразрыве пласта
Сотрудники Института математики и механики им. Н.И. Лобачевского Казанского федерального университета нашли способ существенно ускорить один из этапов проектирования нефтегазовых скважин — определение длины трещин многозонного гидравлического разрыва пласта. Открытие поможет при разработке месторождений углеводородов.
При разработке нефтегазовых месторождений, особенно низкопроницаемых коллекторов, применяется такой метод интенсификации добычи, как многозонный гидравлический разрыв пласта. При этом способе вдоль горизонтальных скважин, длина которых составляет сотни и тысячи метров, создается до нескольких десятков трещин гидроразрыва. Протяженность каждой такой трещины достигает сотен метров, вследствие чего кратно увеличивается область пониженного давления в окрестности скважины.
Для долгосрочного планирования и управления процессом разработки пласта требуются знания о размерах и фильтрационных параметрах трещин на каждом интервале гидроразрыва, однако эти параметры не поддаются прямым измерениям. С этой целью используют косвенные методы измерений, например, трассерные исследования.
Ученые КФУ предложили и описали алгоритм решения задачи интерпретации трассерных исследований для определения длин трещин многозонного гидравлического разрыва пласта с помощью модели фильтрации в трубках тока. При этом способе каждый интервал гидроразрыва задается единой трещиной с эффективными свойствами, а пространственная фильтрационная модель переноса в пласте раскладывается на набор задач пониженной размерности в отдельных фиксированных трубках тока.
«Основное достоинство используемых нами методов — в принципиальном увеличении скорости расчета при сохранении высокой точности решения. Дело в том, что объем закачиваемых индикаторов весьма мал и требует сеток высокого разрешения. При этом традиционные трехмерные модели настолько долго имитируют процессы многофазной многокомпонентной фильтрации вблизи трещин гидроразрыва пласта, что многовариантное высокоточное решение обратных задач с их помощью занимает недели и месяцы. Такие сроки намного превышают допустимое время принятия технологических решений. Предложенная нами методика делает принципиально возможной надежную интерпретацию результатов трассерных исследований с помощью наиболее обоснованного подхода — численного моделирования фильтрационных течений», — прокомментировал один из авторов разработки, заведующий кафедрой аэрогидромеханики Института математики и механики им. Лобачевского КФУ Константин Поташев.
Точность прогноза достигается применением расчетных сеток высокого разрешения с пространственным шагом всего порядка нескольких сантиметров. В трехмерной модели сетки такого уровня детальности неизбежно привели бы к огромному количеству расчетных блоков, из-за чего машинное время моделирования кратно возрастает, отметил ученый.
Дополнительное ускорение обеспечивает реализация параллельного решения задач фильтрации в независимых трубках тока. Такие преимущества модели позволяют достигать ускорения по сравнению с аналогами до десятков и сотен раз даже на персональном компьютере средней конфигурации.
Методика, разработанная специалистами КФУ, уже апробирована на одном из нефтяных месторождений. Полученные результаты использованы в проекте разработки скважин.