20. С.В. Головин. Моделирование гидроразрыва пласта_ теория и эксперимент
Доклад “Моделирование гидроразрыва пласта: теория и эксперимент“
сделал Сергей Валерьевич Головин, д.ф.-м.н., проф. РАН, ИГиЛ СО РАН, НГУ
Аннотация
Гидроразрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее применимых современных методов увеличения нефтеотдачи. Он состоит в создании и закреплении в продуктивной части пласта протяженных трещин, являющихся высоко проводящими каналами для ластовых флюидов. Трещины создаются закачкой в пласт неньютоновских жидкостей с расклинивающим агентом – проппантом. Технологическое применение гидроразрыва опирается на предварительное моделирование, позволяющее достичь требуемых параметров трещины при заданных геологических условиях и внешних ограничениях. С точки зрения математического моделирования описание гидроразрыва является сопряженной задачей гидроупругости, включающей течение неньютоновских жидкостей и суспензий, взаимодействие с пороупругой пластовой средой, требующей описания нелинейных процессов роста и смыкания трещины, а также разрушения породы.
Доклад представляет обзор работ коллектива ИГиЛ СО РАН по теоретическому и
экспериментальному моделированию ГПР.В докладе описывается иерархия математических моделей гидроразрыва пласта, учитывающих различные режимы развития трещины и сопряженных с транспортом неньютоновских жидкостей и суспензий твердых частиц. Наличие иерархии моделей позволяет решать прикладные задачи создания дизайна трещины множественного гидроразрыва пласта с учетом ограничений, накладываемых требованиями инженерного применения, а также научные задачи механики пороупругих сред и неньютоновских жидкостей. Для лучшего понимания процессов, происходящих при гидроразрыве, а также валидации математических моделей, проведены созданы уникальные экспериментальные стенды по транспорту частиц проппанта неньютоновскими жидкостями в модельной трещине, а также по
развитию трещины ГРП в оптически прозрачных материалах. Эксперименты позволили дать описание механизмов транспорта частиц вязко-упругими жидкостями, локальной остановки (бриджинга) частиц, характерных картин течения для жидкостей ГРП различного типа. Описаны особенности роста трещины ГРП при последовательной закачке жидкостей с различной реологией, моделирующих пульсовую закачку проппанта или использование нестандартных дизайнов гидроразыва. Показана возможность существенного увеличения проводимости трещины ГРП за счет правильного подбора жидкостей и выбора дизайна разработки.
Литература
1. Golovin S.V., Isaev V.I., Baykin A.N., Kuznetsov D.S., Mamontov A.E. Hydraulic fracture numerical
model free of explicit tip tracking // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2015, 76, 174–181
2. Golovin S.V., Baykin A.N. Stationary dipole at the fracture tip in a poroelastic medium // Int. J. Sol. Struct. (2015), V. 69–70, 305–310
3. Головин С.В., Казакова М.Ю. Одномерная модель вытеснения двухфазной жидкости в щели с проницаемыми стенками // ПМТФ. (2017) т. 58, №1, 22-36
4. Golovin S.V., Baykin A.N. Influence of pore pressure on the development of a hydraulic fracture in poroelastic medium // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. (2018). 108. 198–208
5. Baykin A.N., Golovin S.V. Application of the fully coupled Planar 3D poroelastic HF model to the
analysis of the permeability contrast impact on fracture propagation // Rock Mech. Rock Eng. 2018. V. 51(10), 3205-3217
6. Б.Н. Старовойтова, С.В. Головин, Е.А. Кавунникова, Е.В. Шель, Г.В. Падерин. Оптимизация дизайна гидроразрыва пласта для горизонтальной скважины // Нефтяное хозяйство, (2019)
7. А.А. Ерофеев, Р.Н. Никитин, Д.А. Митрушкин, С.В. Головин, А.Н. Байкин, А.А. Осипцов, Г.В. Падерин, Е.В. Шель «Кибер ГРП» --– программная платформа для моделирования, оптимизации и контроля операций гидроразрыва пласта // Нефтяное хозяйство, (2019)
8. Skopintsev, A.M., Dontsov, E.V., Kovtunenko, P.V., Baykin, A.N., Golovin, S.V. The coupling of an enhanced pseudo-3D model for hydraulic fracturing with a proppant transport model // Eng. Frac. Mech., (2020), 236, 107177
9. Golovin, S., Besov, A., Chebotnikov, A., & Ermanyuk, E. Experimental Study of Proppant Bridging in a Model of a Hydraulic Fracture // SPE Journal, (2022) 1-12SPE-208618-PA.
67 views
267
78
3 weeks ago 00:05:59 1
КВАРЦВИНИЛОВАЯ плитка для пола ➤плюсы и минусы ➤виды кварцвинила ➤укладка ➤Домашний мастер 🔷АСК
3 weeks ago 00:24:13 1
САМЫЕ ИСТЕРИЧНЫЕ И СЛОЖНЫЕ женщины родились в ЭТИ даты
3 weeks ago 01:15:23 1
История, нравы и полный расколбас | Гоблин
3 weeks ago 00:54:45 1
МотоВесна 25: «Когда в павильоне больше блогеров, чем тормозных дисков»
3 weeks ago 00:50:31 1
Сброс с плеч секты законодателей! (Ю. Мухин и И. Гундаров)
3 weeks ago 00:16:01 9
Жадность как диагноз. Проклятые миллиарды Путина и его друзей. Миллер, Сечин
3 weeks ago 00:45:52 1
Вот почему скрипки Страдивари стоят $10,000,000! ft. Михаил Казиник
3 weeks ago 00:05:04 2
M3GAN 2.0 - Русский трейлер | Реакция
3 weeks ago 00:07:14 4
ШОКОЛАДНЫЙ ПИРОГ С ХУРМОЙ - рецепт от шефа Бельковича | ПроСто кухня | YouTube-версия
3 weeks ago 00:00:00 5
ЛЕОНИД АГУТИН. КОНЦЕРТ НА ВТБ АРЕНЕ с группой «Эсперанто» и Тюменским филармоническим оркестром
3 weeks ago 00:35:11 1
Как работать с СРА-блогерами в 2025? Тренды, ловушки и секреты успеха
3 weeks ago 00:40:25 1
“Сегодня Бог дает верующим УПЦ возможность стать святыми“