Янв 21
Добрый день, хотелось бы прояснить один момент, при бурении горизонтального ствола вдоль направления минимального регионального стресса трещина развивается перпендикулярно минимальному напряжению.Почему в данном случае (при направлении горизонтального ствола вдоль линии стресса) система ППД будет более эффективна?
Опубликовано
30 Янв 2021
Активность
37
ответов
4844
просмотра
9
участников
4
Рейтинг
В условиях существенной горизонтальной анизотропии стрессов и на невозмущенном поле давлений трещина развивается всегда в одном направлении, вне зависимости от того, в каком направлении вы бурите ГС.
Эффективность ППД будет зависеть от многих параметров - свойств коллектора и флюидов, расчлененности пласта, конфигурации и плотности сетки, режима нагнетания, возможности возникновения ЗКЦ и авто-ГРП. Все это нужно смотреть в комплексе прежде чем выбрать как будет устроено заводнение.
Но если взять распространенную ситуацию, когда проницаемость низкая и давление закачки высокое - есть большой риск образования трещин авто-ГРП (вдоль тех же направлений, что и закрепленные трещины). И если ГС будут проведены перпендикулярно трещинам - равномерно поддерживать давление в зонах добычи будет очень сложно. Поэтому в этом конкретном случае скорее наоборот - лучше бурить ряды ГС вдоль направления развития трещин.
Вы посмотрите на свою сетку и сопоставьте её с геомеханикой. Это вот немного другими словами, то, что господин Krichevsky говорит. А вообще современные численные модели и вычислительные мощности позволяют ответить на Ваш вопрос. Ответ на него достаточно неоднозначный и это тоже отметил г-н Krichevsky. Все зависит от конкретных условий как заложения ствола, так и вероятного направления развития трещин.
Разберите это на элементе разработки. Можно по простому смотреть время прорыва до добывающих скважин по датам. Главное, чтобы элементы сетки были регулярными. Повезёт, если будет девятиточка, которую при желании можно конвертировать в пятиточку. При семиточке я могу Вам только посочувствовать.
Т.е если не применять автоГРП, то азимут проводки горизонтального ствола значения иметь не будет?
Я такого не писал. Просто привел пример когда в конкретных условиях будет скорее эффективна система с трещинами вдоль ГС.
Если делать МсГРП, то конечно азимут ГС будет влиять на эффективность ППД.
Надо не забывать, что ГРП оказывает существенное влияние на стресс. Было исследование, может Репсол, может еще кто то... если расстояние между портами (упрощенно трещинами) меньше возникающей зоны возмущения при ГРП, то каждая последующая трещина как бы схлопывается. Если первая будет строго перпендикулярно стволу они показали что на 6-7 трещина станет параллельно направлению ствола. Ктоб повторил...
И по поводу авто-ГРП. Читал материалы по FAST - управляемому авто-ГРП. Интересный подход.
Да, видел похожие расчеты, правда там трещины выходили из ГС все-таки все перпендикулярно, но каждая следующая имела все более выраженную U-образную форму. Как следующие трещины могут начать поворачиваться в месте выхода из ГС, учитывая что все начальные силы и воздействия симметричны относительно оси ГС - я не понимаю.
Но проблема в том, что на глубинной микросейсмике, которая наверное самый надежный способ понять истинный азимут трещин, никто таких эффектов не показывал.
Что имеется в виду под "глубинной микросейсмикой"?
Вывше писали что грп меняет напряженное состояние пород, я бы добавил что его еще сильнее меняет бурение. А учитывая, что это напряженное состояние изучается дистанционными методами, либо выполняется геомеханическое моделирование, которое по больешй части - фантазия, основанная опять же на косвеных методах (либо замерах стенок скважин, а следовательно уже нарушенного изначального ндс), то мне кажется именно это объясняет уверенность многих что трещины идут строго перпендикулярно стволу. На самом деле в пласте все намного сложнее, очень много случайностей и не изученных особенностей. Наблюдая результаты микросейсмических исследований на множестве скважин, пока не выявил определенной закономерности. В каждом случае трещины вели себя хаотично, бывало от порта к порту меняя направление, часто располагаясь вдоль ствола (это подтверждается в литературе кстати - наиболее вероятное направление, ведь вдоль ствола породы уже нарушены бурением).
Трещины идут по стрессу. Да, возможно бурение как-то меняет картину стрессов вблизи скважины, но если начальная анизотропия сильная - все равно: пробуришь вдоль стресса - получишь трещины вдоль ствола, пробуришь поперек - получишь поперек. Впрочем, я повторяюсь.
Глубинная микросейсмика - это я имею в виду скважинную, когда гирлянды сейсмоприемников спускают в наблюдательную скважину.
Трещины идут по стрессу, согласен отчасти. Вопрос, откуда вы знаете направление этого стресса? Именно в каждой точке пласта. Странно будет заявлять, что локальный стресс (а именно он отвечает за распространение трещин) одинаков. Да направление регионального стресса еще можно предположить что примерно одно на всей площади, но локальный завист от множества факторов. От той же горизонтальной анизотропии свойств, которую весьма сложно прогнозировать. К тому же при ГРП создается сеть трещин, а не одна, и направления может как такового и не быть.
ПС. Скважинная микросейсмика не может определить направление (азимут распространения трещин), если только в наблюдении не участвовала сеть скважин. Обычно одна..
Мы делаем стресс-тесты в открытом стволе, смотрим куда открывается трещина ориентированной акустикой, потом бурим 100500 скважин, ориентируя ряды заводнения вдоль трещин и потом наблюдаем прямые прорывы в соседние по ряду скважины при переводе под закачку, а в редких случааях - даже просто при ГРП. И потом по динамике нагнетательных рядов видим как трещины авто-ГРП срослись в одну на целый ряд. На огромной площади, практически без исключений.
Это при анизотропии стрессов 20 атм.
А так вы все правильно пишете, в общем случае хрен его знает что там будет, может трещины и звездой пойдут.
Насчет скважинной микросейсмики и направления - конечно может определить, сейсмоприемники многокомпонентные, а их ориентация привязывается на известные по координатам события.
можете скинуть статью про управляемый автоГРП?
SPE-130471
FAST Optimization of Line-drive Water Injection, 2010
Ага =) Перфоратор было бы круто, но как его сделать в компоновке МГРП=)
Еще бы неплохо объяснить физику процесса, как многокомпонентные датчики позволят определить направление трещины?
Коллеги, а можно тоже материалами поделиться по оценке пространственного направления трещин МГРП?
Ну ок, давайте я за микросейсмиков отвечу как я сам понимаю ) когда приходит возмущение, датчик его фиксирует тремя взаимно перпендикулярными сенсорами, определяя амплитуду события и направление откуда оно пришло. Имея гирлянду датчиков можно рассчитать координаты точек возникновения событий.
Отображаем эти точки в 3D и получаем траекторию трещины.
Перфорация только на Plug and perf видимо. Если на шариках - в чьих то материалах я видел, что они видят событие от посадки шара - его координаты тоже известны.
Спасибо. Статья хорошая и полезная всем кто занимается авто-ГРП, а модель, которую они используют, хорошо работает для условий однородного по вертикали и горизонтали пласта. Идея технологии в том, чтобы создать трещины, контролируя их площадь по мере роста, а потом балансировать давлением, поддерживая его на таком уровне, чтобы они не росли дальше. То есть когда мы накачиваем пластовое - трещины прикрываются потому что Pc увеличивается - добавляем давления чтобы они держали ту же площадь контакта и т.д.
Но про управление азимутом трещин почти ничего нет. В качестве подтверждения они приводят 4D сейсмику, где видно, что изменения амплитуды идут вдоль скважин, на которых они работали, но на этой же карте видно, что в соседних скважинах, где они не делали свой FAST - такая же картина. Такое ощущение что это изменение амплитуды вообще не с трещинами связано. Может быть с давлением?
Посадка шара видна на записях, это верно, но даже без нее момент открытия клапана и шум от него сильно выделяется и также можно по нему привязаться.
ПС. Можете статью выложить здесь?
Давйте начнем с того как расположены эти датчики? в линию, правильно? В вертикальной скважине или горизонтальной?
Это важно, также как расстояние между наблюдательной и скважиной с грп. Обычно оно порядка полукилометра, а расстояние между приемниками (компонентами) датчика миллиметры (ну максимум сантиметры) соответсвенно волна придет в разные компоненты одновременно.
Наглядно это можно понять на примере одного профиля 2Д сейсмической съемки: вы можете по нему определить что находится в стороне от него? не под ним.
Там была не статья, а маркетинговый материал, кажется Weatherford.
Про датчики - я не понимаю вопросов наверное. Ну конечно на сенсоры одного датчика волна придет одновременно. Но датчиков же много, длина косы больше 200 м.
Вас когда взрывной волной толкает - вы же можете понять вас в спину толкнуло или в бок? И датчик тоже может. А когда двух человек толкнуло, которые друг от друга на расстоянии стоят - можно определить где был взрыв? Можно.
У вас противоречие во втором и третьем абзаце).
Если придет одно временно то как понять куда толкнуло?
Ну у вас один сенсор понимает что толкают спереди, другой - что сбоку, третий - что сверху. Из показаний трех сенсоров вы понимаете откуда вас толкнули.
Это что то новое в физике!
У вас волна от события (прямая) придет во все датчики с одной стороны. Так как источник (порт ГРП) находится с одной стороны от наблюдательной скважины. При этом область создаваемой трещины ориентировочно до 50 м в диаметре, а расстояние между скважинами (источник- приемник) обычно больше 500 м (это в 10 раз больше). Но в каждый сенсор сигнал придет с разным временем, по этому времени можно установить либо глубину события (если наблюдательная скважина перпендикулярна наблюдаемой горизонтальной, либо азимут если скважины параллельны. Но никак нельзя одновременно установить глубину и азимут, среда то трехмерна, а система наблюдения в этом случае - 2-х.
Отвечу как микросейсмик, а то Владимира засыпали вопросами))
Возможно тут немного про другое речь - скважинная микросейсмика не может (при использовании только одной наблюдательной скважины) определить механизм возникновения каждого конкретного события, т.е. рассчитать для каждого события его механику (раскрытие, схлопывание, сдвиг) и азимут. Но имея результаты МСМ из одной наблюдательной мы также получаем облако событий, т.к. рассчитали их координаты, и по этому облаку можем сказать в каком направлении преимущественно росли трещины, на какую длину и глубину, а также посмотреть все это в динамике в 3D.
Перфоратор да, при plug'n'perf, его использование позволяет сразу и ориентировать приборы и уточнить скоростную модель, т.к. координаты источника (перфоратора) известны.
Именно так, если используется компоновка с шарами, то по посадке шара можно отлично привязаться для целей адаптации скоростной модели - исходная строится по данным АКШ, но ее всегда лучше уточнить, т.к. акустические свойства неоднородны по латерали. Более того, можно поймать посадку шара не в свой порт, такие случаи нередки.
При этом ориентация приборов (чтобы понять, в какую сторону повернут каждый прибор в наблюдательной скважине, они ведь спускаются на гибком геофизическом кабеле) обычно выполняется в этом случае по наземным взрывам, либо импульсным ударам, даже удар ковша экскаватора по земле использовали для этого.
Датчики распоагаются обычно в вертикальной скважине, в косе длиной 100-200 метров, друг под другом. Волна приходит на все компоненты (X,Y,Z) одновременно, верно, но с разной амплитудой. Соответственно по тому, какой аплитуды пришел сигнал на каждую компоненту, по поляризации сигнала мы можем точно сказать с какой стороны расположен источник (правда есть неопределенность в +-180 градусов, но обычно мы можем предположить какие из 180 выбрать). А рассточние до источника определяется по разнице во времени меду приходами продольной и поперечной волн, и известной скоростной модели.
Точно так и наш мозг, как приводил пример Владимир определяет по взрывной волне направление - если толкнуло больше вперед, чем вбок, значит источник позади.
На картинке пример события, видно, что красные и синие кривые (это сигнал по X и Y), на разных приборах отличаются по амплитуде, поскольку все приборы повернуты в разные стороны. Вот с каждого прибора по поляризации и можно снять азимут источника.
Профиль наземной сейсмической съемки не совсем здесь подходит как пример, т.к. сенсоры там обычно однокомпонентные, и по ним действительно можно определить латераль, тоько имея распределенную сетку сейсмоприемников.
Приложил статью SPE, где про это написано.
Хорошая статья, однако процесс определения азимута событий описан весьма кратко.
Вы пишите: "Волна приходит на все компоненты (X,Y,Z) одновременно, верно, но с разной амплитудой."
Во первых какая волна? поперечная? во вторых почему с разной амплитудой?
Но даже допустим это работает, насколько точно будет определение азимута выполненное: "с помощью симплекс метода или алгоритма сетевого поиска"
А насчет физического примера из жизни так сказать: Отойдите от самолета с одним работающим двигателем на полкилометра, вы сможете определить какой именно работает двигатель, левый или правый, по звуку? У вас ведь два уха.
Кстати, тут сверху, если вы читали тему, говорилось что азимут распространения трещин всегда одинаков, в вашей статье он не одинаков (в моих примерах обычно тоже), вы согласны с Владимиром, что "трещина всегда развивается в одном направлении"?
Не надо вырывать мои слова из контекста.
Я еще раз повторю - трещина идет по стрессам, и если анизотропия стрессов большая и устойчивая по площади - бурение на азимут трещин не влияет.
Если направление стрессов меняется латерально - то и трещины могут идти с разным азимутом в разных частях месторождения или даже в одной и той же ГС. Более того, в некоторых специфических случаях даже сильная анизотропия стрессов может существенно измениться в процессе разработки, и например трещины повторного ГРП могут пойти с азимутом, отличным от первой трещины.
Волна приходит продольная, затем поперечная, по поляризации продольной и определяют обычно азимут источника.
Определение азимута достаточно точное, т.к. азимут дает каждый прибор, и если их 8,10 или 20 мы можем получить неплохую точность. Оценить ее сложно, мы несколько лет назад делали проект по решению прямой и обратной задачи на реальных данных, погрешности были от 3 до 15 метров по латерали на дистанции 300-500 метров, по глубине меньше.примерно в 2 раза (т.к. "антенна" вертикальная).
Самолет не совсем показательный здесь пример, т.к. двигатели расположены относительно близко для наблюдателя, да и человек не цифровой датчик, такие небольшие отклонения определить не может, а вот сейсмоприемник - может, именно так определяют на какой порт сел шар - плановый, или соседний.
Если есть точка среды, на которую пришла продольная волна, то колебаться она будет именно в направлении источника сигнала, а не каком-то другом, соответственно перпендикулярный направлению продольной волны датчик в этом случае покажет 0. Естественно приборы не могут быть всегда направлены на источник, но систему координат можно математически "развернуть" Х каналом в сторону источника, тогда мы получим максимальную амплитуду продольной волны на Х компоненте, а максимальную амплитуду поперечной - на Y компоненте, это и будет решением задачи.
По поводу распространения трещины в одном направлении, конечно это условно - в идеально однородной среде трещина будет расти в одном направлении независимо от азимута бурения, но в реальных условиях мы никогда не увидим единой трещины, хотя общая тенденция роста трещин будет в направлении максимального горизонтального стресса. При этом влияют и естественные трещины и разломы, и тип пород. В статье как раз показан пример разобщения зоны ГРП на 2 части с разными условиями по стрессу, там впоследствии нашли небольшой разлом, на картинке он отмечен красным - это результаты наземной широкоазимутальной 3D съемки, после обработки CGG, они нашли в этой зоне разобщенность по азимутам стресса и анизотропии.
Я не зря спрашивал про тип волны несколько раз и про поляризацию, открываем учебник физики или википедию:
Поляриза́ция волн — характеристика поперечных волн, описывающая поведение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.
В продольной волне поляризация возникнуть не может, так как направление колебаний в волнах этого типа всегда совпадает с направлением распространения[1].
Самолет (как мне кажется) как раз очень удачный пример, расстояние между дигателями метров 10, расстояние до наблюдателя 500. Практически тоже что мы имеем в реальности при МСМ ГРП: события при грп обычно до 50 м от порта возникают, а расстояние между ними и датчиками как раз около 500 м. должно быть (хотя на практике больше бывает). Только в среде еще и множество нюансов в виде неоднородности среды, влияния стенки скважин, раствора, шум колонны (уж не говоря об отражениях волны от границ). При этом источник сигнала не еще постоянный.
Получается из третьего абзаца, что вы должны систему развернуть каналом строго в направлении источника, как это сделать если вы не знаете еще направления? Не очень понятно, как "математически развернуть" уже зарегистрированные аплитуды?
Поляризация сигнала, который пишет каждый из компонент сейсмоприемника, на сейсмотрассе первое вступление P волны будет различаться для каждой из компонент, т.к. они направлены к фронту волны под разными углами.
Разворот делается в основном для лучшей читабельности, чтобы было хорошо видно полезный сигнал над шумом, определяется направление источника и с помощью матрицы поворота трассы "вращаются" в этом направлении. Так можно оценить качество определения азимута до источника - если на X канале максимизировалась амплитуда P волны, а на Y канале максимизировалась амплитуда S волны, это для вертикальной или субвертикальной скважины.
Приведены очень интересные статьи. В принципе понятно как можно определить направление до источника в случае одного сильного события, но на сколько такой подход применим в реальности, когда одновременно происходит множество событий с разными координатами, разной силы и волны интерферируют в области записи? Кроме того, на регистрируемые продольные волны накладываются поперечные, а из-за особенностей ориентирования приборов нельзя строго сказать на какой компоненте какие типы волн регистрируются. Признаться, глядя на приведённый в статье пример записи мне сложно выделить хотя бы просто волну, не говоря о том чтобы понять как у выделенной волны оценить азимут. С удовольствием почитал бы ещё о том какие техники для решения указанных проблем используются.
События не происходят при ГРП в количестве детсятков тысяч в секунду (по крайней мере такой силы, которые видно на записи), поэтому интерференция крайне редко встречается. Для выделения слабых событий используется фильтрация сигнала по частоте, разворот волновых форм, сембланс метод и т.д.
Ну вообще то событий происходит очень много, учитывая что жидкость распространяется во всех направлениях от порта (как показывает результат вашего мониторинга).
Вы оценивали максимальное расстояние на котором возможна уверенная регистрация такой короткой косой? По аналогии с наземной сейсморазведкой глубина изучения примерно равна половине длины расстановки (или длине расстановки), а у вас коса всего 200 метров.
Нет, не очень много, на 1 стадию ГРП это от нескольких десятков до тысячи примерно. Например во время землетрясения мы же регистрируем отдельные толчки, так и здесь - трещина растет не равномерно, а скачкообразно, через набор энергии и ее одномоментное высвобождение, именно это четко видно на микросейсмике. Событий обычно до нескольких штук в минуту, иногда по несколько в секунду, длительность одного события (разбег продольной и поперечной волн) до 100-150 мсек, поэтому наложиться друг на друга им не так просто, хотя конечно могут одновременно произойти события в разных частях трещины, тогда такое событие часто бракуется, из-за невозможности разделить продольные и поперечные волны разных событий.
По дальности в западной сибири на терригенных породах это порядка 1 км, чаще 700-800 метров от приборов (по латерали), по вертикали до 300-400 метров в каждую сторону, хотя бывают регистрируются и очень глубокие события, вплоть до палеозоя. В Китае на сланцах были и до 2.5 км удаления по латерали, но там конечно погрешность лоцирования уже сильно растет. Аналогия с наземной сейсморазведкой здесь не совсем подходит, т.к. коса вертикальная и располагается обычно на уровне зоны ГРП, т.е. сигнал не преломляется на большом количестве границ по пути к сейсмоприемникам.
Ох и нахуевертили в этой ветке... Всё пропустил! ((((