АННОТАЦИЯ 2
СПИСОК ПРИНЯТЫХ ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ГРП 7
1.1 Актуальные вызовы нефтегазовой отрасли 7
1.2 Суть технологий 8
1.3 Применяемая техника при проведении ГРП 11
2. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ 12
2.1 Ранняя история 12
2.2 Развитие метода в 1ой половине 20-го века 14
2.3 Вторая половина 20-го века 15
2.4 ГРП в наши дни (21 -ый век) 16
3. ПРИОБСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ 18
3.1 Общие сведения о месторождении 18
3.2 Южная лицензионная территория Приобского месторождения 20
3.3 Нефтеносность и ход разработки 25
3.4 Затруднения при разработке 29
4. ГЕОМЕХАНИКА РАЗРЫВА ПЛАСТА: ГЛАВНЫЕ ПОНЯТИЯ 33
4.1 Естественные разрывы в природе 33
4.2 Учет общих характеристик и свойств породы 34
4.3 Влияние химических воздействия и состава на прочность породы 38
4.4 Временная составляющая 38
4.5 Геометрические и основные параметры трещин 39
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ПРИ ГРП 44
5.1 Форма и направление разрыва 44
5.2 Вычисление основных геомеханических параметров при ГРП 48
5.3 Прогнозирование распространения трещин при ГРП на основе полученных параметрах 56
6. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГРП И РАЗРАБОТКА П.О. ДЛЯ ЕГО СИМУЛЯЦИЙ 58
6.1 Исследуемый объект 58
6.2 Расчет эффективности ГРП 60
6.3 Разработка ПО для симуляции области гидроразрыва 63
7. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГРП НА ПРИОБСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ: КОММЕНТАРИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ 73
7.1 Комментарии по результатам применения ГРП 73
7.2 Предложения по совершенствованию разработки применяя ГРП 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80
Человеческая способность к постоянному индустриальному прогрессу кажется безграничной, это особо актуально в нашем веке быстрых перемен и ускоренного развития в почти всех отраслях производственной и высокотехнологичной экономиках, в целях наращивания выпуска различных видов продукции и техники для удовлетворения жизненных потребностей постоянно растущего населения. Однако такая модель экономики имеет свою уязвимость, т.н. «Ахиллесова пята», которая заключается в резком росте мировой энергозависимости, в частности, от ископаемых видов топлива как нефть и природный газ. К сожалению, в последних лет, в нашей стране наблюдается быстрое истощение традиционных нефтегазовых месторождении, на фоне относительно низкого среднего коэффициента извлекаемой нефти по всей стране и растущей доли месторождении с неблагоприятными условиями для разработки. Все-таки, выход из этой ситуации есть, а это применения методов увеличения нефтеотдачи МУН, самой эффективной среди которых, безусловно является гидравлический разрыв пласта ГРП.
Проведение успешного ГРП не столь простая задача как может казаться неким, ведь этот процесс не начинается с приходом бригады по ГРП и начала закачки гидравлической жидкости в пласт, а намного раньше, в лабораториях и исследовательских центрах, которые проводят тщательный анализ и расчет геомеханических свойств, что позволяет точно прогнозировать поведение трещин при гидроразрыве и моделировать их поведение заранее, что в своей очереди может стать разницей между удачного ГРП и неудачного иногда даже катастрофического с экологической точки зрения разрыва пласта.
Данная работа тронет различные аспекты ГРП: суть технологий, история развития и т.д... Однако, основная часть будет посвящена геомеханической составляющей, которая будет тщательно разобрана для того чтобы далее, в последующих разделах работы показать, как можно на основе знании в области геомеханики с нуля написать скрипт для создания собственного программного обеспечения. Данное ПО запрограммировал, используя в исходном коде, ряд геомеханических формул и понятия, а также собственные знания в области программирования. Предназначение данного ПО заключается в симуляции, в 4д пространстве, распространение области трещин при ГРП со временем.
Результаты симуляции и все расчеты проведены на основе фактических данных с южной части Приобского месторождения эксплуатируемой компанией «Газпром-нефть Хантос». В добавке ко всему предыдущему, конец работы посвящен анализу полученных результатов эффективности метода ГРП, и проведению сравнения результатов с фактическими данными, а также внесены мои предложения по увеличению эффективности разработки используя ГРП.
Самое главное, хочу выразить отдельную благодарность научному руководителю, г-н. Лушпеев В. А. и научному консультанту, г-н. Кулиш А. В., за их бесценную помощь и сопровождение в течение этих 2-х лет пока я работал над своей выпускной квалификационной работе.
Гидравлический разрыв пласта, ключевой метод необходимый для увеличения нефтеотдачи на нефтяных месторождениях, с низкопроницаемыми коллекторами, и где традиционные системы поддержания пластового давления давно истощили свои возможности. Яркими подтверждениями того факта, являются проведенные расчеты эффективности применения ГРП и анализа данных на примере Приобского месторождения.
Своевременный правильный подход к прогнозированию поведения трещин в области разрыва при проведении ГРП, является определяющим фактором успеха или провала любой операции по гидроразрыву пласта, а любой прогноз по развитию трещин ГРП, опирается на четкие понятия в области геомеханики, позволяющие проводить расчеты и моделировать конечных параметров разрыва. Тщательное исследование геомеханических свойств породы, также позволяется, автоматизировать и упрощать дальнейшие процессы расчета и моделирования ГРП, путем разработки программного обеспечения для симуляции развития области разрыва пласта при ГРП, запрограммированное на основе кочевых геомеханических сведения и формул, на подобие мною разработанного симулятора.
Стоит добавить, что предыдущий тезис является ключевым, не только с точки зрения автоматизации процессов моделирования, но и в наших Российских реалиях, в которых, разработка различных ПО для решения ряд задач в нефтегазовой области, является одной из приоритетных задач, на фоне введения стран запада санкции против нашей страны и ограничении доступа к иностранному ПО. Так что, разработка и дальнейшее усовершенствование отечественных симуляторов по ГРП, которые на сей день почти не существуют, внесет огромный вклад в продвижение и развитие всей данной отрасли, а также приводит к укреплению независимости наших компании от зарубежных поставщиков лицензии, что входит в общий курс страны на импортозамещение.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
