Frac-ի պատյանում Proppant շարժումը մատնվել է գամված, բայց որքանո՞վ է դա իրականում կարևոր թերթաքարային հորերի համար:

Proppant-ը բաղկացած է ավազի չափի մասնիկներից, որոնք ներարկվում են ֆրակ հեղուկով ֆրեկինգի գործողության ժամանակ: Թերթաքարային նավթի և գազի հորատանցքերում ֆրակ հեղուկը սովորաբար ջուր է, որին ավելացվում է շփման նվազեցնող (օրինակ՝ օճառ)՝ ֆրակ պոմպային ճնշումը նվազեցնելու համար: Պրոպանտի նպատակն է դադարեցնել ջրամբարում առաջացած կոտրվածքների փակումը ֆրեկինգի կանգից հետո և բարձրացված ճնշումը մարել:

Թերթաքարային նավթի և թերթաքարային գազի հորերում օգտագործվող նյութը 100 ցանց ավազի և 40-70 ցանց ավազի խառնուրդ է, և այդ հատիկները երկուսն էլ ավելի փոքր են, քան մեկ միլիմետր տրամագծով: Նման փոքր ավազի մասնիկների չափերը անհրաժեշտ են, որպեսզի ավազը տեղափոխվի նեղ կոտրվածքներով կոտրվածքային ցանցում, որը ստեղծվել է ֆրեկինգի գործողության արդյունքում: Ավելի մեծ ավազը կխցաներ ցանցը և ներարկելի չէր լինի, ինչը պարզվեց թերթաքարային հեղափոխության առաջին օրերին:

Սովորաբար, թերթաքարի հորիզոնական հորերը ունեն երկու մղոն երկարություն և մղվում են 40 առանձին ֆրեկինգային գործողություններով կամ փուլերով: Յուրաքանչյուր փուլը մոտավորապես 250 ոտնաչափ երկարություն ունի, իսկ մետաղական պատյանը պարունակում է 10-20 պերֆորացիաների կլաստերներ՝ յուրաքանչյուր կլաստերում մի քանի պերֆորացիաներով: Իդեալում, հորիզոնական հորը մանրակրկիտ ծակված է այս անցքերով:

Պտտվող հատիկի հոսքի ուղին անհասկանալի է: Սկզբում հացահատիկը պետք է ուղղանկյուն թեքություն կատարի, որպեսզի պատյանով հոսելուց վերածվի ծակոցի: Այնուհետև այն բախվում է կոտրվածքի բարդ երկրաչափության հետ. գուցե հիմնական կոտրվածքը, որը ճյուղավորվում է օժանդակ կոտրվածքների, ինչպես ծառի բունը տարածվում է ճյուղերի մեջ, այնուհետև ճյուղերի մեջ:

Կկարողանա՞ արդյոք պաշտպանիչ հատիկը մտնել այս բոլոր կոտրվածքները, թե՞ դրանցից մի քանիսը չափազանց նեղ են: 100 ցանց ավազահատիկը կարող է սեղմվել ավելի նեղ կոտրվածքի մեջ, երբ 40-70 հատիկը չի կարող:

Նավթի և գազի արդյունահանման բարելավում` 100 ցանցից փոքր հացահատիկի չափսերով պրոպանտների օգտագործմամբ փաստագրված է, և առաջարկում է, որ արժե նույնիսկ փոքր խթանող հատիկներն ավելի փոքր կոտրվածքների վերածել՝ դրանք բաց պահելու համար նավթի կամ գազի մոլեկուլների հոսքի համար: Նման հենակետերից մեկը կոչվում է DEEPROP:

Պատյանից դուրս հոսանքի նոր փորձարկումներ.

Վերջերս ոմանք նոր թեստեր արվել են ուսումնասիրություններ պրոպանի հոսքt միջով ինքնին պատյանով, նշանակում է հորիզոնական պատյանների կարճ երկարություն, որը ծակվել է, որպեսզի ֆրակ հեղուկը դուրս գա: Դա ստորգետնյա փորձարկում չէ. խողովակը դրվում է լոգարանի վրա մակերեսի վրա, և լոգարանը հավաքում է հենարան և հեղուկ, որը դուրս է գալիս ծակոցներից:

Բազմաթիվ օպերատորներ աջակցել են այս նախագծին, որտեղ օգտագործվել են տարբեր պերֆորացիայի լիցքերով, ձևավորումներով և կողմնորոշումներով պերֆ կլաստերների բազմազանություն: Ուսումնասիրվել են տարբեր պոմպային արագություններ, հենարանների չափսեր և ավազի որակ:

Փորձարկման սարքավորումը հնարավորինս իրատեսական էր: Պատյանը 5.5 դյույմ ստանդարտ էր, ինչպես նաև պերֆորացիայի տրամագիծը: Պոմպի արագությունը հասնում էր մինչև 90 bpm (բարել/րոպե), որը նախկինում երբեք չէր օգտագործվել հենակետային շարժումների փորձարկման ժամանակ:

Փորձարկվել է ճեղքման մեկ փուլ՝ մոտ 200 ոտնաչափ երկարությամբ խողովակի երկայնքով տարբեր կլաստերներ ծակելով: Յուրաքանչյուր պերֆ կլաստեր ուներ իր սեփական ծածկոցը, որն ուղղորդում էր բռնված հեղուկը և հենարանն իր տանկի մեջ, այնպես որ դրանք կարող էին չափվել:

Արդյունքները ներկայացվել են կլաստերների երկու տարբեր խմբերի համար՝ 8 կլաստերներ մի փուլում՝ յուրաքանչյուր կլաստերում 6 պերֆով, կամ 13 կլաստեր՝ 3 կլաստերներով փուլում: Փորձարկողներն օգտագործել են կա՛մ 40-70 ցանց ավազ, կա՛մ 100 ցանց ավազ, որը տեղափոխվում էր 90 հարված/րոպե արագությամբ մղվող ջրի հեղուկ հեղուկով:

SPE-ի այս փաստաթղթերը հայտնում են, որ նյութի փախուստը պերֆ կլաստերների միջով և դեպի լոգարանները անհավասար է.

· Որոշ հենակետային իրեր, հատկապես ցանցերի ավելի մեծ չափսերը, ինչպիսիք են 40-70 mesh-ը, անցնում են առաջին կլաստերային ծակոցների միջով և չեն մտնում ձևավորում մինչև այդ փուլի հետագա երկայնքով: Այս ավելի մեծ մասնիկները ավելի մեծ թափ ունեն:

· Ավելի փոքր խթանող մասնիկները, ինչպիսիք են 100-mesh-ը, ավելի միատեսակ են մտնում կլաստերային պերֆորացիաների մեջ:

· Սահմանափակ մուտքային նմուշներ են մշակվել՝ օգտագործելով միայն մեկ պերֆորացիա յուրաքանչյուր կլաստերի վրա պատյանների վերևում:

· Հատկապես ավելի մեծ հենարանի դեպքում, պատյանների ներքևի մասում անցքերը ձգում են չափից շատ հենարան (ձգողականության էֆեկտ) և կարող են մեծանալ էրոզիայի հետևանքով, այնպես որ ավելի քիչ հենարանային նյութը կլաստերային պերֆորացիաների է հասնում ֆրակ փուլի երկայնքով:

Պաշտպանական ելքը պատյանից անհավասար է:

Բոլոր թեստերը հայտնաբերել են հենակետային ելքի անհավասար բաշխում: Աղյուսակը ցույց է տալիս կլաստերից դուրս եկող ամենամեծ շարժիչի հարաբերակցությունը. կլաստերից դուրս եկող ամենափոքր շարժիչը (այսինքն՝ առավելագույն հենարան՝ նվազագույն հենարան), ինչպես նաև երկրորդ ամենամեծ հենարան՝ երկրորդ ամենացածր շարժիչը: Այս հարաբերակցությունները անհավասարության հավաստագիր են. ավելի մեծ հարաբերակցությունը նշանակում է ավելի անհավասար բաշխում և հակառակը:

Արդյունքները ցույց են տալիս, որ 40-70 ցանցի հենակետը (ավելի մեծ հարաբերակցություններ) ավելի քիչ հավասարաչափ է բաշխված, քան 100 ցանցի հենակետը (ավելի ցածր գործակիցներ)՝ երկու կլաստերային սցենարներում:

Զեկույցների կողմից տրված մեկնաբանությունն այն է, որ 40-70 ավազահատիկներից շատերը, լինելով ավելի մեծ և ծանր ավազահատիկներ, հակված են իրենց իմպուլսի միջոցով անցնել ավելի վաղ պերֆ կլաստերների միջով, մինչև դուրս գալ ավելի ուշ պերֆ կլաստերներում, համեմատած 100 ցանց պարունակող նյութի հետ: .

Սա այնքան էլ իդեալական չէ, որովհետև նպատակն այն է, որ նյութը հավասարաչափ բաշխվի բոլոր պերֆորացիոն կլաստերների վրա՝ ֆրեկինգի մեկ փուլում: Բայց հիմա մեծ հարցին, թե որքանո՞վ է դա տարբերություն:

Խնդիրն այն է, որ օպտիմալացվեն ընթացակարգերը, որպեսզի հենակետային ելքի բաշխումն ավելի միատեսակ լինի: Հաշվետվություններից, թեստի արդյունքները ներառվել են հաշվողական հեղուկների դինամիկայի մոդելում (SPE 209178) Այս մոտեցումը ներկառուցվել է ճեղքող խորհրդատվական ծրագրի մեջ, որը կոչվում է StageCoach:

Միևնույն ժամանակ, զեկույցներում նշվում է, որ «պատյանում հենանյութի ոչ միատեսակ հոսքը կարող է նույնքան կարևոր լինել, որքան ձևավորման փոփոխականությունը և սթրեսի ստվերումը»: Եկեք ավելի խորը նայենք դրան:

Թերթաքարային արտադրության փոփոխականության այլ աղբյուրներ:

Իրական հարցն այն է, թե որքանո՞վ է կարևոր նյութի անհավասար բաշխումը թերթաքարային նավթի և գազի արտադրության համար:

Թերթաքարային նավթի և գազի հորերի մեծ փոփոխականությունը փաստագրված է. Օրինակ, 4000-5000 ֆուտ տիպիկ երկարությամբ Բարնետի թերթաքարերի հորիզոնական հորերը ցույց են տալիս, որ հորերի ստորին 10%-ը կազմում է 600 Mcfd-ից պակաս, մինչդեռ հորատանցքերի վերին 10%-ը կազմում է ավելի քան 3,900 Mcfd:

Հայտնի է, որ մի քանի այլ գործոններ նպաստում են թերթաքարային նավթի կամ գազի հոսքերի լայն փոփոխականությանը:

Եթե ​​հորատանցքի հորիզոնական երկարությունը և հորատանցքի կողմնորոշումը նորմալացվում են դրանց փոփոխականությունը վերացնելու համար, ապա ֆրակ փուլերը, հենման չափը և հենման քանակությունը կարող են համարվել առաջին կարգի էֆեկտներ: Այս առաջին կարգի էֆեկտները առաջնահերթություն են ստացել և օպտիմիզացվել ավելի հասուն թերթաքարային խաղերում:

Այնուհետև կան երկրաբանական հատկություններ, ինչպիսիք են թերթաքարի բնական կոտրվածքները, տեղում լարվածությունը և թերթաքարային ապարների ճեղքելիությունը: Դրանք համարվում են երկրորդ կարգի էֆեկտներ, քանի որ դրանք շատ ավելի դժվար է քանակականացնել: Այս փոփոխականության աղբյուրները նվազագույնի հասցնելու ջանքերը ներառում են հորիզոնական հորի հատումը, օպտիկական մալուխի կամ ձայնային սարքերի կամ միկրոսեյսմիկ գեոֆոնների տեղադրումը` կոտրվածքների տարածումը և տեղական երկրաբանության հետ փոխազդեցությունը հորիզոնական հորի երկայնքով չափելու համար:

Հակառակ փոփոխականության այս աղբյուրների, պատյանների ելքի բաշխումը և հենանյութի միատեսակությունը համեմատելի նշանակություն ունեն երկրորդ կարգի այլ էֆեկտների հետ, ինչպիսիք են երկրաբանությունը և լարվածության փոփոխությունները հորիզոնական հորի երկայնքով: Հնարավոր չէ, որ պատյանների ելքի միատեսակությունը կարող է հաշվի առնել արտադրության փոփոխականությունը 600 Mcfd-ից 3,900 Mcfd-ի միջև, ինչպես նկատվում է Barnett Shale-ում:

Սա այլ կերպ ասելու համար, կարևորն այն է, որ պրոպանտը դուրս գա պերֆ կլաստերների մեծ մասից և մտնի ստեղծված կոտրվածքներ: Դրան հաջողվել է պոմպացնելով շատ փոքր հենարան, 100 ցանց կամ 40-70 ցանց (և հաճախ երկուսն էլ) և օպտիմիզացնելով հենանյութի կոնցենտրացիան և քանակությունը որոշակի թերթաքարային խաղաքարերի համար:

Սա այն նպատակի 90%-ն է, որը ուշագրավ հաջողությամբ ձեռք է բերվել վերջին 20 տարվա թերթաքարային հեղափոխության ժամանակ։ Այսպիսով, նոր մակերևութային փորձարկումներից դժվար է տեսնել, որ պերֆորացիոն կլաստերներից մեկ այլ պերֆորացիոն կլաստերի ելքերի աննշան փոփոխականությունը կարող է առաջին կարգի ազդեցություն ունենալ նավթի կամ գազի արտադրության վրա:

Բայց միգուցե այս նախագծում այլ փորձարկումների, տարբեր փորձարկումների արդյունքները կբացահայտեն ավելի էական ազդեցություն թերթաքարի արտադրության վրա: