Быстрые расчетные модели сложной механики гидроразрыва и кислотной обработки пласта

Цель работы — выяснить особенности механики гидравлического разрыва и кислотной обработки призабойной зоны пласта в условиях их высокой плотности и большого числа работ. В работе получены две новые модели распространения трещины гидравлического разрыва пласта (ГРП) в осложняющих аналитическую оценку операции сценариях: при асимметричном росте крыльев трещины в длину из-за непостоянного вдоль трещины профиля минимальных горизонтальных напряжений и при распространении трещины в среде с вертикальными контрастами коэффициента утечек, осложнённом взаимодействием множества трещин ГРП с новой трещиной. Обе модели позволяют производить расчёты геометрии трещины ГРП с учётом всех вовлечённых в этот процесс физических явлений (механических, гидродинамических, утечек жидкости в пласт, разрушения породы). Далее, в работе исследованы особенности кислотных обработок призабойной зоны пласта и кислотных ГРП в сильно трещиноватых карбонатных коллекторах при помощи моделирования на основе приближения эффективной среды, что позволило воспроизвести явления в карбонатных коллекторах, которые обычно наблюдаются в полях и связаны с механикой естественной трещиноватости и химической реакцией кислоты с породой (резкое снижение дебита добычи флюида из пласта при сбросе давления и падение забойного давления по прибытию на забой скважины раствора кислоты). Кроме того, было проведено многопараметрическое исследование перепродавки — явления, при котором небольшой объём «чистой» жидкости попадает на забой после закачки проппанта в трещину. Были даны рекомендации по проведению перепродавки для инженеров ГРП на основе этого исследования. Наконец, был предложен новый способ контроля роста трещины ГРП в высоту при помощи бурения дополнительной скважины, которая модифицирует поле напряжений вблизи себя, создавая возможность «захвата» кончика трещины. Достоверность результатов работы подтверждается сравнением результатов с известными аналитическими решениями в предельных случаях, сравнениями с полевыми данными и с данными каротажей.