Lëvizja Proppant në mbështjellësin Frac është zhveshur, por sa e rëndësishme është me të vërtetë për puset e argjilës?

Proppant përbëhet nga grimca me madhësi rëre të injektuara me lëng frac gjatë një operacioni fraking. Në puset e naftës dhe gazit argjilor, lëngu frac është zakonisht ujë me një reduktues të fërkimit (si sapuni) i shtuar për të ulur presionin e pompimit të frak. Qëllimi i proppantit është të ndalojë mbylljen e thyerjeve të shkaktuara në rezervuar pas ndalimit të frakturës dhe presioni i ngritur zbehet.

Në puset e naftës argjilor dhe gazit argjilor, materiali mbështetës i përdorur është një përzierje e rërës 100-mesh dhe rërës 40-70 rrjetë, dhe këto kokrra janë të dyja më të vogla se një milimetër. Përmasa të tilla të vogla të grimcave të rërës janë të nevojshme që rëra të bartet përmes thyerjeve të ngushta në një rrjet thyerjeje të krijuar nga operacioni i thyerjes. Rërë më e madhe do të mbyllte rrjetin dhe nuk do të ishte e injektueshme – kjo u zbulua në ditët e para të revolucionit të argjilës.

Në mënyrë tipike, puset horizontale në shist argjilor janë dy milje të gjata dhe pompohen me 40 operacione ose faza të veçanta fraktimi. Çdo fazë është afërsisht 250 këmbë e gjatë dhe mbështjellja metalike përmban 10-20 grupe perforimesh, me disa vrima në secilin grup. Në mënyrë ideale, pusi horizontal është i shpuar tërësisht me këto vrima.

Rruga e rrjedhjes së një kokrre mbështetëse është e pakapshme. Së pari, kokrriza duhet të bëjë një përkulje kënddrejtë për të kaluar nga rrjedhja përgjatë shtresës së jashtme në një vrimë. Pastaj përballet me një gjeometri komplekse të thyerjes - ndoshta një thyerje kryesore që degëzohet në fraktura dytësore, si një trung peme që përhapet në degë dhe pastaj në degëza.

A do të jetë në gjendje kokrriza mbështetëse të hyjë në të gjitha këto thyerje apo disa prej tyre janë shumë të ngushta? Një kokërr rëre 100-mesh mund të jetë në gjendje të shtrydhet në një thyerje më të ngushtë kur një kokërr 40-70 nuk mundet.

Një përmirësim në prodhimin e naftës dhe gazit duke përdorur propantë me madhësi kokrriza më të vogël se 100-mesh është dokumentuar, dhe sugjeron se ia vlen të futen edhe kokrra të vogla mbështetëse në fraktura më të vogla për t'i mbajtur ato të hapura ndaj rrjedhës së molekulave të naftës ose gazit. Një mbështetës i tillë quhet DEEPROP.

Testet e reja të rrjedhjes mbështetëse nga kutia.

Kohët e fundit disa teste të reja janë bërë që hetojnë rrjedha e propanitt përmes vetë shtresës së jashtme, që do të thotë një gjatësi e shkurtër e shtresës horizontale që është shpuar për të lëshuar lëngun frac. Nuk është një provë nëntokësore - tubacioni shtrihet në një vaskë në sipërfaqe dhe vaska mbledh lëndë mbështetëse dhe lëng që del nga vrimat.

Një numër i madh operatorësh kanë mbështetur këtë projekt në të cilin janë përdorur një sërë grupesh perf me ngarkesa, dizajne dhe orientime të ndryshme perforimi. Janë studiuar ritme të ndryshme pompimi, madhësi mbështetëse dhe cilësia e rërës.

Pajisja e testimit ishte sa më realiste që të ishte e mundur. Shtresë e jashtme ishte standarde 5.5 inç siç ishin diametrat e shpimit. Shpejtësia e pompës ishte deri në 90 bpm (fuçi në minutë), të cilat nuk ishin përdorur kurrë më parë në testimin e lëvizjeve mbështetëse.

Një fazë e vetme thyerjeje u testua, duke shpuar grupime të ndryshme përgjatë një tubi rreth 200 metra të gjatë. Çdo grup perf kishte qefin e vet që drejtonte lëngun e kapur dhe mbështetësin në rezervuarin e vet, në mënyrë që ato të maten.

Rezultatet u prezantuan për dy grupe të ndryshme grupimesh: 8 grupe në një fazë me 6 perfs në secilin grup, ose 13 grupe në një fazë me 3 perf në secilin grup. Testuesit përdorën rërë 40-70 rrjetë ose rërë 100 rrjetë të bartur nga lëngu i shkëlqyeshëm i ujit i pompuar me 90 bpm.

Këto dokumente të SPE raportojnë se ikja mbështetëse përmes grupeve të perf dhe në vaska është e pabarabartë:

· Disa artikuj mbështetës, veçanërisht përmasat më të mëdha të rrjetës si rrjetë 40-70, kalojnë shpimet e para të grumbullimit dhe nuk hyjnë në formim deri më tej përgjatë asaj faze. Këto grimca më të mëdha kanë më shumë vrull.

· Grimcat më të vogla mbështetëse, të tilla si 100-mesh, hyjnë në perforacionet e grumbullimit në mënyrë më uniforme.

· Janë zhvilluar dizajne me hyrje të kufizuara duke përdorur vetëm një shpim për grup në krye të shtresës së jashtme.

· Veçanërisht për mbështetësin më të madh, shpimet në fund të shtresës së jashtme tërheqin shumë lëndë mbështetëse (efekti i gravitetit) dhe mund të zmadhohen nga erozioni, në mënyrë që më pak mbështetës të arrijë në vrimat e grumbullimit më tej përgjatë fazës së frakturës.

Dalja mbështetëse nga kutia është e pabarabartë.

Të gjitha testet zbuluan shpërndarje të pabarabarta të daljes mbështetëse. Tabela tregon raportin e shtytësit më të madh që del nga një grup: mbështetësi më i vogël që del nga një grup (dmth. mbështetësi maksimal: mbështetësi minimal), si dhe mbështetësi i dytë më i madh: mbështetësi i dytë më i ulët. Këto raporte janë një tregues për pabarazinë - një raport më i madh do të thotë shpërndarje më e pabarabartë dhe anasjelltas.

Rezultatet tregojnë se mbështetësja 40-70 mesh (raporte më të mëdha) shpërndahet më pak në mënyrë të barabartë sesa mbështetësi 100-mesh (raporte më të ulëta) - në të dy skenarët e grupimeve.

Interpretimi i dhënë nga raportet është se më shumë nga 40-70 mbështetës, duke qenë kokrra rëre më të mëdha dhe më të rënda, priren të barten nga momenti i tyre përtej grupimeve të mëparshme perf përpara se të dalin në grupet e mëvonshme perf, krahasuar me proppant 100-mesh. .

Kjo nuk është aq ideale, sepse qëllimi është që mbështetësi të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjitha grupimet e shpimit në një fazë të thyerjes. Por tani për pyetjen e madhe se sa ndryshim bën kjo?

Sfida është që të optimizohen procedurat në mënyrë që shpërndarjet e daljes mbështetëse të jenë më uniforme. Nga raportet, rezultatet e testimit janë përfshirë në një model të dinamikës së lëngjeve llogaritëse (SPE 209178). Kjo qasje është ndërtuar në një program këshillues të thyer, të quajtur StageCoach.

Ndërkohë, raportet thonë se "rrjedhja jo e njëtrajtshme e materialit mbështetës në shtresë mund të jetë po aq e rëndësishme sa ndryshueshmëria e formimit dhe hijezimi i stresit". Le të shohim më thellë në këtë.

Burime të tjera të ndryshueshmërisë së prodhimit të argjilës.

Pyetja e vërtetë është se sa e rëndësishme është një shpërndarje e pabarabartë e materialit për prodhimin e naftës dhe gazit argjilor?

Ndryshueshmëria e madhe e puseve të naftës dhe gazit argjilor është dokumentuar. Për shembull, puset horizontale në shist argjilor Barnett me gjatësi tipike 4000-5000 këmbë tregojnë se pjesa e poshtme e 10% e puseve prodhon më pak se 600 Mcfd ndërsa 10% e puseve të sipërme bëjnë më shumë se 3,900 Mcfd.

Dihet se disa faktorë të tjerë kontribuojnë në ndryshueshmërinë e gjerë të rrjedhës së naftës ose gazit argjilor.

Nëse gjatësia horizontale e pusit dhe orientimi i pusit normalizohen për të hequr ndryshueshmërinë e tyre, atëherë fazat e fraksionit, madhësia mbështetëse dhe sasitë mbështetëse mund të konsiderohen efekte të rendit të parë. Këto efekte të rendit të parë janë prioritizuar dhe optimizuar në lojëra argjilore më të pjekura.

Më pas janë vetitë gjeologjike të tilla si thyerjet natyrore në shist argjilor, stresi in-situ dhe thyershmëria e shkëmbit argjilor. Këto konsiderohen efekte të rendit të dytë, sepse janë shumë më të vështira për t'u matur. Përpjekjet për të minimizuar këto burime të ndryshueshmërisë përfshijnë prerjen e pusit horizontal, instalimin e kabllove optike ose instrumenteve zanore ose gjeofonëve mikrosizmikë për të matur përhapjen e thyerjeve dhe ndërveprimin me gjeologjinë lokale përgjatë një pusi horizontal.

Kundrejt këtyre burimeve të ndryshueshmërisë, shpërndarja e daljes së shtresës së jashtme dhe uniformiteti i materialit mbështetës duket të një rëndësie të krahasueshme me efektet e tjera të rendit të dytë si gjeologjia dhe ndryshimet e stresit përgjatë një pusi horizontal. Nuk ka asnjë mënyrë që uniformiteti i daljes së shtresës së jashtme të mund të llogarisë ndryshueshmërinë e prodhimit midis 600 Mcfd dhe 3,900 Mcfd siç vërehet në Barnett Shale.

Për ta thënë këtë në një mënyrë tjetër, gjëja kritike është që mbështetësi të dalë nga shumica e grupimeve të perf-it dhe në frakturat e krijuara. Kjo është arritur duke pompuar lëndë mbështetëse shumë të vogla, rrjetë 100-mesh ose 40-70 mesh (dhe shpesh të dyja) dhe duke optimizuar përqendrimin dhe sasitë e substancave për një lojë të veçantë argjilori.

Ky është 90% e qëllimit që është arritur me sukses të jashtëzakonshëm në revolucionin e argjilës argjilore të 20 viteve të fundit. Pra, është e vështirë të shihet nga testet e reja sipërfaqësore se ndryshueshmëria e vogël në daljet mbështetëse nga një grup në tjetrin mund të ketë një efekt të rendit të parë në prodhimin e naftës ose gazit.

Por ndoshta rezultatet e testeve të tjera, testeve të ndryshme, në këtë projekt do të zbulojnë efekte më domethënëse në prodhimin e argjilës.