Исследование нестационарных термогидродинамических процессов в пласте с трещиной гидроразрыва применительно к скважинной термометрии

Одним из наиболее информативных методов, применяемых при контроле за разработкой нефтяных месторождений, в частности, при оценке эксплуатационных характеристик пластов, является термометрия. Температура является основным параметром, характеризующим термодинамическое состояние пласта. В настоящее время термометрия получила активное развитие в области диагностики и контроля гидравлического разрыва продуктивных пластов. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) на сегодняшний день является одним из наиболее распространенных методов интенсификации добычи нефти, он заключается в создании высокопроницаемой трещины (или сети трещин), вскрывающей нефтенасыщенный пласт. Процесс гидроразрыва продуктивных пластов является достаточно сложным и неопределенным с точки зрения прогнозирования положения и ориентации созданных трещин, а также параметров их геометрии (длины, ширины, высоты) и фильтрационных характеристик (проницаемости). В связи с вышесказанным актуальным является исследование влияния параметров трещины гидроразрыва на формирование нестационарных температурных и гидродинамических полей в пласте при различных режимах работы скважины – в режиме отбора, в процессе восстановления температуры после закачки. Исследованы особенности формирования нестационарного температурного поля притекающей в скважину жидкости в режиме отбора с постоянным дебитом, переменной и постоянной депрессией. Показано, что в зависимости от длины и ширины трещины, соотношения проницаемостей трещины и пласта на кривых изменения во времени температуры притекающей в скважину жидкости могут наблюдаться как участки длительной положительной температурной динамики, так и участки продолжительного охлаждения. Разработана математическая модель неизотермической фильтрации однофазного сжимаемого флюида в пласте с вертикальной трещиной гидроразрыва в приближении билинейного режима течения. Методом характеристик получено аналитическое решение для расчета температуры в пласте с трещиной с учетом тепломассообмена между пластом и трещиной, термодинамических эффектов (Джоуля-Томсона и адиабатического). Показано, что в режиме отбора и остановки скважины, то есть в процессе восстановления температуры, чувствительность температурного поля к изменению ширины трещины (разница температурных аномалий при варьировании ширины трещины) снижается по мере увеличения отношения проницаемостей трещины и пласта. Установлен тренд снижения температурной аномалии притекающей в скважину жидкости по мере роста безразмерной проводимости трещины. Предложена и апробирована методика оценки ширины трещины по данным восстановления температуры в скважине после прекращения закачки жидкости, базирующаяся на многовариантных расчетах с использованием численной модели, на базе практического материала количественно определена ширина трещины гидроразрыва. Предложена методика расчета динамики восстановления температуры в стволе скважины после прекращения закачки жидкости в пласт с трещиной гидроразрыва, основанная на аналитической модели. Показано, что расчетная кривая восстановления температуры чувствительна к параметрам трещины гидроразрыва.