статья Мухэтайэр А.. Анализ производительности многостадийного гидроразрыва пласта сланцевого газа по горизонтальным скважинам
 Скачать 223.33 Kb.
|
|
Мухэтайэр Айхэмайти Шихалиев Батыр Исламович Анализ производительности многостадийного гидроразрыва пласта сланцевого газа по горизонтальным скважинам Уфимский государственный нефтяной технический университет г. Уфа, Россия Аннотация: Добыча сланцевого газа становится главной проблемой в большинстве стран всего мира. Анализ производительности и сложности добычи газа в пластах. Для Китая и России предстоит разработкам новых методов добычи из-за сложного геологического строения пластов/климата и т.д. Анализ многостадийного разрыва пласта сланцевого газа горизонтальных скважин. Основные предположения математической модели заключаются в следующем: зона искусственного разрушения является однородной и изотропной; микротрещины в зоне разрушения сетки также являются однородными и изотропными. Проведены сравнения суточного объёма добычи газа при разной половине длины трещины. Ключевые слова: cланцевый газ, гидроразрыв пласта, разрыв, горизонтальный ствол, математическая модель. История развития. XXI век уже давно считается веком исчерпания огромной части традиционных запасов ископаемого топлива и наступает время разработки нетрадиционных ресурсов углеводородов. В США газ из плотных песчаников и метан из угольных пластов был произведен в течение длительного времени, а добыча сланцевого газа резко увеличилась в последние несколько лет при использовании технологий многоствольного горизонтального бурения и крупномасштабного много - стадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП). По прогнозу МЭА (International Energy Agency), к 2035 году 46% газов будут добываться из сланцевых пластов. Эти цифры стимулировали процессы поиска и разработки аналогичных сланцев по всему миру, в том числе, и в Китае, в России. Препятствиями для Китая и России в развитии газосланцевой разработки выступают сложные геологические строения пластов, климат, дефицит водных ресурсов для проведения ГРП, отсутствие необходимой инфраструктуры газопроводов, отсутствие права и экологических нормативов для защиты окружающей среды, отсутствие значительных налоговых льгот, стимулирующих разведку и разработку месторождений сланцевого газ, и самое важное – отсутствие собственных технологий разработки. Используя существующие технологии Китая и России, затраты на разработку сланцевого газа высоки. Уменьшение этой стоимости и повышение эффективности разработки через привлечение зарубежного опыта для оптимизации проектирования разработки и совершенствования технологий добычи является наиболее актуальной задачей в области освоения ресурсов сланцевого газа в КНР и РФ. В 2010 году, основываясь на исследованиях традиционных газовых коллекторов, Duan Yonggang всесторонне рассмотрел вопросы адсорбции, десорбции, диффузии и фильтрации сланцевого газа, использовал квазистационарную диффузию Фика, установил метод определения сланцевого газа с помощью точечного источника и создал математическую модель бесконечно отклоненных скважин ГРП для однофазных пластов с двумя средами. Кривая производной давления для скважины вертикального разрыва сланцевого газа была построена с помощью компьютерного программного обеспечения, и было проанализировано влияние коэффициента адсорбции и турбулентности на продуктивность скважины вертикального разрыва сланцевого газа, что указало на создание отечественной модели сланцевого газа. Цель. Понять сланцевый газ в двухпористой среде, проанализировав закон диффузии-фильтрации сланцевого газа, а также изучить производительность и факторы ее влияния на сегментарный разрыв горизонтального ствола сланцевого газа. Содержание исследования: Коллекторские характеристики пластов сланцевого газа и изучение механизма добычи сланцевого газа и механизма миграции; характеристик пластов сланцевого газа; структуры пор и характеристик трещин в пластах сланцевого газа; характеристик залегания сланцевого газа механизма миграции и добычи газа в пластах сланцевого газа. Анализ многостадийного разрыва пласта сланцевого газа горизонтальных скважин. Самое большое различие между резервуарами сланцевого газа и обычными резервуарами газа состоит в том, что в резервуаре для газа имеется специальный метод сосуществования адсорбционного газа и свободного газа. Для этой особенности аналитический метод используется для установления пластовой трещиноватости сланцевого газа на основе модели двойной среды. На основе аналитического метода установлена модель нестабильной фильтрации для горизонтального разрушения пластов сланцевого газа на основе модели двойной среды. Решение точечного источника для пластов сланцевого газа получено с помощью преобразования Лапласа. В соответствии с принципом суперпозиции потенциала и принципом Дюамеля, решение по забойному давлению горизонтальной скважины пласта сланцевого газа во время добычи фиксированной добычи получается с помощью численной инверсии Штефеста, и получается формула для расчета забойного давления и добычи без измерения: выберите разумные параметры для моделирования расчетов, результаты показывают, что процесс добычи сланцевого газа имеет большую долю адсорбционного и десорбционного газа. После рассмотрения характеристик адсорбционной десорбции разность производственного давления, необходимая для добычи при фиксированной добыче, мала, и распространение волны давления достигает границы. Время наступает, и канавка кривой производной давления становится заметной, в то же время выработка давления в нижнем потоке больше, а период стабильной добычи тем дольше: чем больше объем Ленгмюра, тем медленнее распространение волны давления и тем меньше требуемый перепад давления. Чем глубже кривая производного давления в канавке, тем дольше стабильное время производства. Основываясь на предыдущих исследованиях теории фильтрации сланцевого газа, учитывая процесс адсорбции изотермы Ленгмюра, диффузионный процесс Кнудсена и эффект проскальзывания, была создана модель прогнозирования производительности для сегментарного разрыва горизонтального ствола сланцевого газа. Для зоны разрыва, учитывая проблему угла α между искусственной трещиной и горизонтальным стволом скважины и проблему интерсит-интерференции, модель фильтрации газа в горизонтальной зоне разрыва скважины пласта в граничных условиях постоянного давления получается по принципу отражения источника и поглотителя. Представлены конкретные идеи для решения вышеупомянутой модели：в соответствии с геологическими особенностями блока М в пласте сланцевого газа Вэйчан-Чаннинг в Сычуани, были выбраны разумные основные параметры. С помощью этой модели конкретные скважины в блоке М были смоделированы с помощью программного обеспечения Matlab, и была получена вода для гидроразрыва в этой области. Параметры оптимизации трещин обеспечивают теоретическое руководство для разработки сланцевого газа в этой области. Модель трещины в горизонтальной скважине сланцевого газа. Технология разработки пластов сланцевого газа с использованием технологии гидроразрыва пласта на горизонтальной скважине постепенно стала более зрелой. В отличие от обычного разрыва пласта, разрыв пласта сланцевого газа может не только привести к образованию более длинных основных трещин в результате разрыва, но также образовать вторичные трещины в ближнем стволе скважины вблизи горизонтального ствола скважины. Решетчатые трещины эквивалентны разрезанию сланцевых коллекторов на сланцевые блоки разных размеров, тем самым увеличивая связь между зазорами и увеличивая урожайность. Установленная здесь модель отделяет зону гидроразрыва от газового коллектора и получает модель коллективного газового коллектора с газовым резервуаром и зоной гидроразрыва. Модель трещины показана на рисунке ниже. Математическая модель: Основные предположения математической модели заключаются в следующем: Зона искусственного разрушения является однородной и изотропной； Микротрещины в зоне разрушения сетки также являются однородными и изотропными (k - равны в каждом направлении)； Газ в разрыве сетки Однофазный поток следует закону Дарси.Процесс газового потока представляет собой поток газа из трещины сетки в основную трещину, а затем течет из основной трещины в ствол скважины； Считается, что все основные потоки трещины равны, независимо от газа в стволе скважины； Температура пласта сланцевого газа остается постоянной, независимо от воздействия силы тяжести и капиллярных сил.  Рис. 1. Модель горизонтальных скважин ГРП в пласте сланцевого газа Метод Matlab используется для решения задачи решения уравнений в частных производных. Формат вызова решения следующий: sol = pdepe (m, @pdefun, @pdeic, @pdebc, x, t). Посредством вышеупомянутого анализа, принимая начальное граничное давление для определенного периода времени, определяется производная точечного давления по времени и пространству, и условное суждение используется для решения контура до тех пор, пока не будет выполнено решение условия решения. В соответствии с моделью прогнозирования производительности, установленной выше, рассчитывается суточная добыча газа из скважины X пласта Longmaxi с пятью трещинами и тремя месяцами различных трещин. Суточная добыча газа значительно увеличилась, и добыча уменьшилась на начальной стадии добычи. Чем длиннее половина длины трещины, тем меньше начальное снижение добычи, тем больше добыча в течение стабильного периода добычи. Однако когда половина длины трещины превышает 120 м, тенденция к увеличению замедляется. Чем больше длина трещины, тем меньше потери давления в призабойной зоне и объем трансформации разрыва, поэтому длину трещины следует контролировать.  Рис. 2. Сравнение суточного объёма добычи газа при разной половине длины трещины ЛитератураСин У.С.Ц, Сиань Ч., Ли В. — Геолого-инженерная интеграция для эффективной разработки морского сланцевого газа на юге Китая. Разведка Нефти Китая, 2017, — 235с. Ма Ш.Ч, , Ху Ш. Модель оценки нестационарной мощности для горизонтальных скважин с объемным разрывом сланцевого газа. Наука о природном газе, 2014, 664с. АвторыМухэтайэр А., магистрант 2 - курса, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа, Россия E-mail:muhtar-ahmet@mail.ru Шихалиев Б. И., магистрант 2 - курса, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа, Россия E-mail: shihaliev@gmail.ru |