Frac-ის გარსაცმში პროპპანტი მოძრაობა შეწყდა, მაგრამ რამდენად მნიშვნელოვანია ეს ფიქალის ჭაბურღილისთვის?

Proppant შედგება ქვიშის ზომის ნაწილაკებისგან, რომლებიც შეჰყავთ ფრაქის სითხით ფრაქინგის ოპერაციის დროს. ფიქლის ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილებში, ფრაკის სითხე, როგორც წესი, არის წყალი, რომელსაც ემატება ხახუნის შემამცირებელი (მაგალითად, საპონი), რათა შეამციროს ფრაკის სატუმბი წნევა. პროპანტის დანიშნულებაა შეაჩეროს რეზერვუარში გამოწვეული მოტეხილობების დახურვა ფრაქინგის გაჩერების შემდეგ და ამაღლებული წნევა ქრება.

ფიქალის ნავთობისა და ფიქლის გაზის ჭაბურღილებში გამოყენებული საყრდენი არის 100-ბადიანი ქვიშის და 40-70 mesh ქვიშის ნაზავი, და ეს მარცვლები ორივე მილიმეტრზე მცირეა. ქვიშის ნაწილაკების ასეთი მცირე ზომები აუცილებელია იმისათვის, რომ ქვიშა გადაიტანოს ვიწრო ნაპრალების მეშვეობით ფრეკინგის ოპერაციით შექმნილ მოტეხილობის ქსელში. უფრო დიდი ქვიშა შეაერთებდა ქსელს და არ იქნებოდა ინექციური - ეს გაირკვა ფიქალის რევოლუციის პირველ დღეებში.

როგორც წესი, ფიქლის ჰორიზონტალური ჭაბურღილები ორი მილის სიგრძისაა და ამოტუმბულია 40 ცალკეული ფრაკინგის ოპერაციით ან საფეხურით. თითოეული საფეხური დაახლოებით 250 ფუტი სიგრძისაა და ლითონის გარსაცმები შეიცავს 10-20 მტევან პერფორაციას, თითოეულ კლასტერში რამდენიმე პერფორაციით. იდეალურ შემთხვევაში, ჰორიზონტალური ჭა კარგად არის პერფორირებული ამ ხვრელებით.

საყრდენი მარცვლის ნაკადის გზა გაუგებარია. ჯერ მარცვალმა უნდა გააკეთოს მართკუთხა მოსახვევი, რათა გარსაცმის გასწვრივ მიედინება პერფორაციაში. შემდეგ მას აწყდება მოტეხილობის რთული გეომეტრია - შესაძლოა მთავარი მოტეხილობა, რომელიც განშტოება შვილობილი მოტეხილობების სახით, როგორც ხის ტოტი ვრცელდება ტოტებად და შემდეგ ყლორტებად.

შეძლებს თუ არა საყრდენი მარცვალი ყველა ამ მოტეხილობაში შეღწევას თუ ზოგიერთი მათგანი ძალიან ვიწროა? 100-ბადიანი ქვიშის მარცვალი შეიძლება შეკუმშოს უფრო ვიწრო მოტეხილობაში, როცა 40-70 მარცვალს არ შეუძლია.

ნავთობისა და გაზის წარმოების გაუმჯობესება 100-მეშზე ნაკლები მარცვლეულის მარცვლეულის გამოყენებით დოკუმენტირებულია, და ვარაუდობს, რომ ღირს თუნდაც მცირე ზომის საყრდენი მარცვლების მოხვედრა პატარა ნაპრალებში, რათა ისინი ღია იყოს ნავთობისა და გაზის მოლეკულების ნაკადისთვის. ერთ-ერთ ასეთ საყრდენს ეწოდება DEEPROP.

საყრდენი ნაკადის ახალი ტესტები გარსაცმიდან.

ცოტა ხნის წინ ზოგიერთი ახალი ტესტები გაკეთდა, რომ გამოიძიოს პროპანის ნაკადიt თავად გარსაცმის გავლით, რაც ნიშნავს ჰორიზონტალური გარსაცმის მოკლე სიგრძეს, რომელიც პერფორირებულია ფრაქის სითხის გასასვლელად. ეს არ არის მიწისქვეშა ტესტი - მილსადენი დევს ტუბზე ზედაპირზე და ტუბო აგროვებს საყრდენს და სითხეს, რომელიც გამოდის პერფორაციებიდან.

ოპერატორების დიდმა რაოდენობამ მხარი დაუჭირა ამ პროექტს, რომელშიც გამოყენებულია პერფორაციის სხვადასხვა მუხტი, დიზაინი და ორიენტაცია. შესწავლილია ტუმბოს სხვადასხვა სიჩქარე, საყრდენი ზომა და ქვიშის ხარისხი.

ტესტირების აპარატურა მაქსიმალურად რეალისტური იყო. გარსაცმები იყო 5.5 დიუმიანი სტანდარტული, ისევე როგორც პერფორაციის დიამეტრი. ტუმბოს სიჩქარე იყო 90 დარტყმა წუთში (ლულები წუთში), რაც აქამდე არასდროს გამოუყენებიათ საყრდენი მოძრაობების შესამოწმებლად.

მოტეხილობის ერთი ეტაპი შემოწმდა, დაახლოებით 200 ფუტის სიგრძის მილის გასწვრივ სხვადასხვა მტევნის პერფორაციით. თითოეულ პერფ კლასტერს გააჩნდა საკუთარი საფარველი, რომელიც მიმავალ სითხესა და საყრდენს საკუთარ ავზში ატარებდა, ასე რომ მათი გაზომვა შეიძლებოდა.

შედეგები წარმოდგენილი იყო კლასტერების ორი განსხვავებული ნაკრებისთვის: 8 კლასტერი საფეხურზე 6 პერფით თითოეულ კლასტერში, ან 13 კლასტერი სტადიაში 3 პერფით თითოეულ კლასტერში. ტესტერებმა გამოიყენეს ან 40-70 mesh ქვიშა ან 100 mesh ქვიშა, რომელიც გადატანილი იყო გლუვი წყლის სითხით, რომელიც ტუმბოს 90 დარტყმით წუთში.

SPE-ის ეს დოკუმენტები იუწყებიან, რომ საყრდენი გაქცევა პერფის მტევანებში და ტუბებში არათანაბარია:

· ზოგიერთი სარეზერვო პროდუქტი, განსაკუთრებით უფრო დიდი ბადის ზომები, როგორიცაა 40-70 mesh, ცურავს პირველი კასეტური პერფორაციების გვერდით და არ შედის ფორმირებაში მანამ, სანამ ეს ეტაპი არ გადის. ამ დიდ ნაწილაკებს მეტი იმპულსი აქვთ.

· მცირე ზომის საყრდენი ნაწილაკები, როგორიცაა 100-mesh, უფრო თანაბრად შედიან მტევნის პერფორაციებში.

· შეზღუდული შესვლის დიზაინი შემუშავებულია გარსაცმის ზედა ნაწილში თითო კლასტერზე მხოლოდ ერთი პერფორაციის გამოყენებით.

· განსაკუთრებით უფრო დიდი საყრდენისთვის, გარსაცმის ქვედა ნაწილში პერფორაციები იზიდავს ძალიან ბევრ საყრდენს (გრავიტაციის ეფექტი) და შეიძლება გაფართოვდეს ეროზიით, ისე რომ ნაკლები საყრდენი ხვდება კასეტურ პერფორაციებს ფრაკის სტადიის გასწვრივ.

გარსაცმიდან პროპანტის გასასვლელი არათანაბარია.

ყველა ტესტმა გამოავლინა საყრდენი გამავალი არათანაბარი განაწილება. ცხრილი გვიჩვენებს მტევანიდან გამომავალი უდიდესი საყრდენის თანაფარდობას: მტევანიდან გამოსული უმცირესი მხარდამჭერი (მაგ. მაქსიმალური საყრდენი: მინიმალური საყრდენი), ასევე სიდიდით მეორე საყრდენი: მეორე ყველაზე დაბალი საყრდენი. ეს კოეფიციენტები არის უთანასწორობის მახასიათებელი - უფრო დიდი თანაფარდობა ნიშნავს უფრო არათანაბარ განაწილებას და პირიქით.

შედეგები აჩვენებს, რომ 40-70 mesh proppant (დიდი კოეფიციენტები) ნაკლებად თანაბრად არის განაწილებული, ვიდრე 100-mesh proppant (დაბალი კოეფიციენტები) - ორივე კლასტერულ სცენარში.

მოხსენებებში მოცემული ინტერპრეტაცია არის ის, რომ 40-70 საყრდენიდან მეტი, როგორც უფრო დიდი და მძიმე ქვიშის მარცვლები, მიდრეკილია მათი იმპულსით გადაიტანოს ადრინდელ პერფის მტევნებში გასვლამდე, ვიდრე 100 mesh საყრდენს. .

ეს არც ისე იდეალურია, რადგან მიზანია საყრდენი თანაბრად გადანაწილდეს ყველა პერფორაციულ კლასტერზე ფრაკინგის ერთ ეტაპზე. მაგრამ ახლა დიდ კითხვაზე, რამდენად დიდი განსხვავებაა ამას?

გამოწვევაა პროცედურების ოპტიმიზაცია ისე, რომ საყრდენი გასასვლელი განაწილება იყოს უფრო ერთგვაროვანი. მოხსენებებიდან, ტესტის შედეგები ჩართული იყო გამოთვლითი სითხის დინამიკის მოდელში (SPE 209178). ეს მიდგომა ჩაშენებულია ფრაქციების საკონსულტაციო პროგრამაში, სახელწოდებით StageCoach.

იმავდროულად, მოხსენებებში ნათქვამია, რომ „საყრდენის არაერთგვაროვანი ნაკადი გარსაცმში შეიძლება იყოს ისეთივე მნიშვნელოვანი, როგორც ფორმირების ცვალებადობა და სტრესის დაჩრდილვა“. მოდით ჩავიხედოთ ამაში უფრო ღრმად.

ფიქალის წარმოების ცვალებადობის სხვა წყაროები.

რეალური კითხვა ისაა, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია წიაღისეულის არათანაბარი განაწილება ფიქლის ნავთობისა და გაზის წარმოებაში?

ფიქლის ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილების დიდი ცვალებადობა დოკუმენტირებულია. მაგალითად, ბარნეტის ფიქლების ჰორიზონტალური ჭაბურღილები ტიპიური სიგრძით 4000-5000 ფუტი აჩვენებს ჭაბურღილების ქვედა 10% 600 Mcfd-ზე ნაკლებს, ხოლო ჭაბურღილების ზედა 10% შეადგენს 3,900 Mcfd-ზე მეტს.

ცნობილია რამდენიმე სხვა ფაქტორი, რომლებიც ხელს უწყობენ ფიქლის ნავთობისა და გაზის ნაკადების ფართო ცვალებადობას.

თუ ჭაბურღილის ჰორიზონტალური სიგრძე და ჭაბურღილის ორიენტაცია ნორმალიზებულია მათი ცვალებადობის მოსაშორებლად, მაშინ ფრაკის ეტაპები, საყრდენი ზომა და საყრდენი რაოდენობა შეიძლება ჩაითვალოს პირველი რიგის ეფექტებად. ეს პირველი რიგის ეფექტები პრიორიტეტული და ოპტიმიზირებულია უფრო სექსუალურ ფიქალის თამაშებში.

შემდეგ არის გეოლოგიური თვისებები, როგორიცაა ფიქალის ბუნებრივი ნაპრალები, ადგილზე დაძაბულობა და ფიქლის ქანების მოტეხილობა. ეს განიხილება მეორე რიგის ეფექტებად, რადგან მათი რაოდენობა გაცილებით რთულია. ცვალებადობის ამ წყაროების მინიმიზაციის მცდელობები მოიცავს ჰორიზონტალური ჭაბურღილის მოჭრას, ოპტიკური კაბელის ან ხმის ინსტრუმენტების ან მიკროსეისმური გეოფონების დაყენებას მოტეხილობის გავრცელების გასაზომად და ადგილობრივ გეოლოგიასთან ჰორიზონტალური ჭაბურღილის გასწვრივ.

ცვალებადობის ამ წყაროების საწინააღმდეგოდ, გარსაცმის გასასვლელი განაწილება და საყრდენის ერთგვაროვნება, როგორც ჩანს, შესადარებელი მნიშვნელობისაა სხვა მეორე რიგის ეფექტებთან, როგორიცაა გეოლოგია და სტრესის ცვლილებები ჰორიზონტალური ჭაბურღილის გასწვრივ. არ არსებობს გზა, რომ გარსაცმის გამოსასვლელი ერთგვაროვნება ასახავდეს წარმოების ცვალებადობას 600 Mcfd-დან 3,900 Mcfd-მდე, როგორც ეს შეინიშნება Barnett Shale-ში.

სხვაგვარად რომ ვთქვათ, კრიტიკული ისაა, რომ პროპანტი გამოვიდეს პერფ კლასტერების უმეტესი ნაწილიდან და შექმნილ მოტეხილობებში. ეს მიღწეულია ძალიან მცირე საყრდენის, 100-ბადიანი ან 40-70 ბადის ამოტუმბვით (და ხშირად ორივე) და საყრდენის კონცენტრაციისა და რაოდენობების ოპტიმიზაციის გზით კონკრეტული ფიქალის თამაშისთვის.

ეს არის მიზნის 90%, რომელიც მიღწეული იქნა შესანიშნავი წარმატებით ბოლო 20 წლის ფიქალის რევოლუციაში. ასე რომ, ახალი ზედაპირის ტესტებიდან ძნელია იმის დანახვა, რომ საყრდენის მცირე ცვალებადობა პერფორაციული მტევანიდან მეორეზე გასვლისას შეიძლება ჰქონდეს პირველი რიგის ეფექტი ნავთობისა და გაზის წარმოებაზე.

მაგრამ შესაძლოა ამ პროექტში სხვა ტესტების, სხვადასხვა ტესტების შედეგები გამოავლინოს უფრო მნიშვნელოვანი გავლენა ფიქლის წარმოებაზე.