Пропантното движење во обвивката на фрак е заковано, но колку е навистина важно за бунарите од шкрилци?

Proppant се состои од честички со големина на песок, инјектирани со фрак течност за време на операцијата на фракинг. Во бунарите за нафта и гас од шкрилци, фрак-флуидот обично е вода со некој редуктор на триење (како сапун) додаден за да се намали притисокот на пумпање на фрак. Целта на потпирачот е да ги спречи индуцираните фрактури во резервоарот да се затворат по прекинот на фракингот и зголемениот притисок да избледи.

Во бунарите за нафта од шкрилци и гас од шкрилци, употребениот потпора е мешавина од песок од 100 мрежи и песок од 40-70 мрежи, а овие зрна се и помали од еден милиметар. Ваквите мали големини на честички од песок се неопходни за песокот да се носи низ тесни фрактури во мрежа на фрактури создадена од операцијата на фракинг. Поголемиот песок ќе ја приклучи мрежата и нема да може да се инјектира - тоа беше откриено во раните денови на револуцијата на шкрилци.

Вообичаено, хоризонталните бунари во шкрилци се долги две милји и се испумпуваат со 40 одделни операции или фази на фракинг. Секоја фаза е долга приближно 250 стапки, а металната обвивка содржи 10-20 кластери на перфорации, со неколку перфорации во секој кластер. Идеално, хоризонталниот бунар е темелно перфориран со овие дупки.

Патот на протокот на потпорното зрно е неостварлив. Прво, зрното треба да направи свиткување под прав агол за да не тече по обвивката во перфорација. Потоа се соочува со сложена геометрија на фрактура - можеби главна фрактура која се разгранува во помошни фрактури, како стебло од дрво да се шири во гранки, а потоа во гранчиња.

Дали потпорното зрно ќе може да влезе во сите овие фрактури или некои од нив се премногу тесни? Зрното песок од 100 мрежи може да се притисне во потесна фрактура кога зрното од 40-70 не може.

Подобрување на производството на нафта и гас со употреба на средства со големина на зрно помала од 100-мрежи е документирано, и сугерира дека е вредно да се внесат дури и ситни потпорни зрна во помали фрактури за да се одржат отворени за проток на молекули на нафта или гас. Еден таков потпора се нарекува DEEPROP.

Нови тестови за проток на потпора надвор од куќиштето.

Неодамна некои нови тестови се направени што ги истражуваат проток на пропанt низ самата обвивка, што значи кратка должина на хоризонтална обвивка што е продупчена за да ја испушти течноста од фрак. Тоа не е подземен тест - цевководот лежи на када на површината и кадата собира потпора и течност што излегува од перфорациите.

Голем број на оператори го поддржаа овој проект во кој се користени различни кластери за перфирање со различни обвиненија за перфорација, дизајни и ориентации. Проучени се различни стапки на пумпање, големини на потпора и квалитет на песок.

Хардверот за тестирање беше максимално реален. Обвивката беше стандардна 5.5 инчи како и дијаметрите на перфорацијата. Стапките на пумпата беа високи до 90 отчукувања во минута (буриња во минута), што никогаш порано не биле користени при тестирање на движењата на потпорите.

Беше тестирана една фаза на фрактура, со перфорирање на различни кластери долж цевка долга околу 200 стапки. Секој перф кластер имаше своја обвивка што ја насочуваше заробената течност и потпора во својот резервоар, за да може да се измерат.

Резултатите беа претставени за две различни групи на кластери: 8 кластери во фаза со 6 perfs во секој кластер или 13 кластери во фаза со 3 perfs во секој кластер. Тестерите користеа песок од 40-70 мрежни мрежи или песок од 100 мрежни мрежи што се носи со масна водена течност пумпана со 90 bpm.

Овие документи на SPE известуваат дека бегството на потпирачот низ кластерите на перф и во кадите е нерамномерно:

· Некои потпорни артикли, особено поголемите големини на мрежи како 40-70 mesh, пловат покрај првите кластерни перфорации и не влегуваат во формацијата дури понатаму по таа фаза. Овие поголеми честички имаат поголем импулс.

· Помалите потпорни честички, како што се 100-mesh, порамномерно влегуваат во перфорациите на кластерот.

· Развиени се ограничени дизајни за влез користејќи само една перфорација по кластер на врвот на куќиштето.

· Особено за поголеми потпирачи, перфорациите на дното на обвивката привлекуваат премногу потпора (ефект на гравитација) и може да се зголемат со ерозија, така што помалку потпорно ќе дојде до кластерните перфорации понатаму долж фазата на фрак.

Пропант излезот од куќиштето е нерамномерен.

Сите тестови открија нерамномерна распределба на потпорните излези. Табелата го прикажува соодносот на најголемиот потпора што излегува од кластерот: најмалиот потпор што излегува од кластерот (т.е. максимална потпора: минимална потпора), како и второто по големина потпора: второто најниско поткрепување. Овие соодноси се прокси за нерамномерност - поголем сооднос значи понерамномерна распределба и обратно.

Резултатите покажуваат дека 40-70 mesh потпора (поголеми соодноси) е помалку рамномерно распоредена од 100-mesh потпора (пониски коефициенти) - во двете кластерски сценарија.

Толкувањето дадено во извештаите е дека повеќе од 40-70 тела, бидејќи се поголеми и потешки зрнца песок, имаат тенденција да се носат со нивниот импулс покрај претходните кластери на перф пред да излезат во подоцнежните перф кластери, во споредба со потпорот со 100 мрежи .

Ова не е толку идеално бидејќи целта е потпорот да биде рамномерно распореден низ сите перфорациски кластери во една фаза на фракинг. Но, сега на големото прашање колку ова прави разлика?

Предизвикот е да се оптимизираат процедурите така што дистрибуциите за излез на потпора да бидат поуниформни. Од извештаите, резултатите од тестот се инкорпорирани во модел на динамика на пресметковна течност (СВП 209178). Овој пристап е вграден во советодавна програма за фрактура, наречена StageCoach.

Во меѓувреме, извештаите наведуваат дека „нееднаквиот проток на потпора во обвивката може да биде исто толку важен како варијабилноста на формирањето и засенчувањето на стресот“. Ајде да погледнеме подлабоко во ова.

Други извори на варијабилност на производството на шкрилци.

Вистинското прашање е колку е важна нерамномерната дистрибуција на супстанцијата за производство на нафта и гас од шкрилци?

Големата варијабилност на бунарите за нафта и гас од шкрилци е документирано. На пример, хоризонталните бунари во шкрилците Барнет со типична должина од 4000-5000 стапки покажуваат дека долните 10% од бунарите прават помалку од 600 Mcfd додека горните 10% од бунарите прават повеќе од 3,900 Mcfd.

Познато е дека неколку други фактори придонесуваат за широката варијабилност на протокот на нафта или гас од шкрилци.

Ако хоризонталната должина на бунарот и ориентацијата на бунарот се нормализираат за да се отстрани нивната варијабилност, тогаш фазите на фрак, големината на потпорот и количеството на потпора може да се сметаат за ефекти од прв ред. Овие ефекти од прв ред се приоритизирани и оптимизирани во позрели игри со шкрилци.

Потоа, тука се геолошките својства како што се природните фрактури во шкрилците, стресот на самото место и фрактурабилноста на карпата од шкрилци. Овие се сметаат за ефекти од втор ред бидејќи е многу потешко да се квантифицираат. Напорите за минимизирање на овие извори на варијабилност вклучуваат сеча на хоризонталниот бунар, инсталирање оптички кабел или звучни инструменти или микросеизмички геофони за мерење на ширењето на фрактурата и интеракцијата со локалната геологија долж хоризонталниот бунар.

Наспроти овие извори на варијабилност, дистрибуцијата на излезот на обвивката и униформноста на потпирачот се чини споредлива важност со другите ефекти од втор ред, како што се геологијата и промените на стресот долж хоризонталниот бунар. Не постои начин дека униформноста на излезот на обвивката може да ја земе предвид варијабилноста на производството помеѓу 600 Mcfd и 3,900 Mcfd како што е забележано во Барнет шкрилецот.

Да се ​​каже ова на друг начин, критична работа е да се добие потпора да излезе од повеќето кластери на перф и во создадените фрактури. Ова е постигнато со испумпување на многу мал потпор, 100-мрежи или 40-70 mesh (и често и двете) и оптимизирање на концентрацијата и количествата на потпора за одредена игра на шкрилци.

Ова е 90% од целта што е постигната со извонреден успех во револуцијата на шкрилци во последните 20 години. Така, тешко е да се види од новите површински тестови дека малата варијабилност во излезите на потпора од еден во друг перфорациски кластер може да има ефект од прв ред на производството на нафта или гас.

Но, можеби резултатите од други тестови, различни тестови, во овој проект ќе откријат позначајни ефекти врз производството на шкрилци.