Geomechanical modeling as a basic step in secondary reservoir stimulation treatment design

• Autorzy: Słota-Valim M. , Jędrzejowska-Tyczkowska H.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.01.01

Warianty tytułu

PL

Modelowanie geomechaniczne jako element optymalizacji wtórnego szczelinowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Unconventional reservoirs require a new approach at every level of the operation on the object, starting from exploration of reservoir formation, through well and drilling design and ending with well completion including reservoir development. Due to the specific nature of unconventional reservoir properties, the hydrocarbons bearing formation requires stimulation treatments like hydraulic fracturing, aiming to improve the pores connectivity and enabling the free flow of the gas into the well bore, which in the end brings production rates to economic levels. In the paper a geomechanical model of the synthetic object, allowing the analysis of many processes accompanying real hydrocarbons exploitation was presented. Special attention was paid to the demonstration of changes in the state of stress in the geological formation, due to the exploitation of hydrocarbons and the influence of the initial horizontal stresses relationship (σ_H/σ_h), on the effectiveness of stimulation treatments in unconventional formations.

PL

Formacje złożowe o charakterze niekonwencjonalnym do poprawy właściwości transportowych i uzyskania eksploatacji na poziomie uzasadnionym ekonomicznie wymagają stymulacji poprzez szczelinowanie hydrauliczne, którego efektywność uzależniona jest od panujących warunków mechanicznych, m.in. właściwości sprężystych szczelinowanego ośrodka i oddziałującego pola naprężeń. W pracy przedstawiono i omówiono wyniki modelowania geomechanicznego obiektu syntetycznego, pozwalającego na analizę wielu procesów towarzyszących wydobyciu węglowodorów. Specjalną uwagę poświęcono zmianom w rozkładzie naprężeń w górotworze będących skutkiem eksploatacji oraz wpływowi początkowego układu naprężeń poziomych na efektywność zabiegów udostępnienia niekonwencjonalnej formacji złożowej.

Słowa kluczowe

EN

unconventional reservoirs; hydraulic fracturing; principal stresses; elastic properties; strength properties

PL

złoża niekonwencjonalne; szczelinowanie hydrauliczne; pole naprężeń; właściwości sprężyste

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 1
• Strony: 3--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Słota-Valim M.

• Department of Geology and Geochemistry Laboratory of Petrophysics Oil and Gas Institute - National Research Institute ul. Lubicz 25 A, 31 -503 Kraków

autor

Jędrzejowska-Tyczkowska H.

• Oil and Gas Institute - National Research Institute ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Akbar Ali, Brown A.H, Delgado T., Lee R., Plumb D., Smirnov D., Marsden N., Prado-Velarde R., Ramsey E., Spooner L., Stone D., Stouffer T.: Watching Rocks Change-Mechanical Earth Modeling. Oilfield Review 2008, vol. 9, pp. 22-39.
• [2] Barton N.: Rock quality, seismic velocity, attenuation and anisotropy. Taylor & Francis Group, London 2007, 109 pp.
• [3] Bellotti P., Giacca D.: Seismic data can detect overpressures. Oil and Gas Journal 1978, vol. 4, pp. 148-158.
• [4] Bjørlykke K.: Petroleum Geoscience: From sedimentary Environments to Rock Physics. Springer 2010, 288 p.
• [5] Castillo D.A., Moss D.: Reservoir geomechanics applied to drilling and completion programs in challenging formations: North West shelf, Timor Sea, North Sea and Colombia. Australian Petroleum Production and Exploration Association Journal 2000, vol. 16, pp. 509-520.
• [6] Ciechanowska M., Matyasik I., Such P.: Uwarunkowania rozwoju wydobycia gazu z polskich formacji łupkowych. Nafta-Gaz 2013, no. 12, pp. 963-975.
• [7] Dozier G., Elbel J., Fielder E., Hoover R., Lemp S., Reeves S., Siebrits E., Wisler D., Wolhart S.: Refracturing works. Oilfield Review 2003, vol. 15, pp. 38-53.
• [8] Dunphy R., Campagna D.: Fractures, Elastic Moduli & Stress: Geological Controls on Hydraulic Fracture Geometry in the Horn River Basin. Conference Paper at Energy, Environment, Economy Recovery SCPG/CSEG/CWLS convention in Calgary 2011, pp. 1-9.
• [9] Fertl W.H.: Abnormal Formation Pressures. Developments in Petroleum Science, Elsevier 1976, 382 pp.
• [10] Fjaer E., Holt R.M., Horsrud P., Raaen A.M., Risnes R.: Petroleum Related Rock Mechanics. 2nd Edition. Elsevier 2008, 20 pp.
• [11] Herwanger J., Koutsabeloulis N.: Seismic Geomechanics: How to Build and Calibrate Geomechanical Models using 3D and 4D Seismic Data. EAGE Publications 2011, 17 pp.
• [12] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Malaga M., Zukowska K.: Dynamic seismic velocity modeling. First Break EAGE Pu¬blications 2011, vol. 29, pp. 73-76.
• [13] Jedrzejowska-Tyczkowska, H., Słota-Valim M.: Mechaniczny Model Ziemi - jako nowy i konieczny warunek sukcesu w poszukiwaniach i eksploatacji złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2012, no. 6, pp. 329-340.
• [14] Kasza P.: Efektywne szczelinowanie łupków w Polsce. Nafta-Gaz 2013, no. 11, pp. 807-813.
• [15] King G.E.: Hydraulic Fracturing 101: What every representative, environmentalist, regulator, reporter, investor, university researcher, neighbor and engineer should know about estimating frac risk and improving frac performance in Unconventional gas and oil wells. SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference held in The Woodlands, Texas 6-8 February2012.
• [16] Plumb R., Edwards S., Pidcock G., Lee D., Stacey B.: The Mechanical Earth Model concept and its application to high-riskwell construction projects Schlumberger. IADC/SPE Drilling Conference, New Orleans, Louisiana 23-25 February 2000.
• [17] Sayers C.M., Smit T.J.H., van Eden C., Wervelman R., Bachmann B., Fitts T., Bingham J., McLachlan K., Hooyman P., Noeth S., Mandhiri D.: Use of reflection tomography to predict pore pressure in overpressured reservoir sands. SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2003.
• [18] Siebrits E., Elbel J.L., Hoover R.S., Diyashev I.R., Holditch R.T., Griffin L.G., Demetrius S.L., Wright C.A., Davidson B.M., Steinsberger N.P., Hill, D.G.: Refracture reorientation enhances gas production in Barnett Shale tight gas wheld in Dallas, Texas, 1-4 October 2000.
• [19] Slatt R.M.: Important geological properties of unconventional resource shales. Central European Journal of Geosciences 2011, no. 3, pp. 435-448.
• [20] Sowiżdżał K., Stadtmüller M., Lis-Śledziona A., Kaczmarczyk W: 3D geological modeling for prospectiveness evaluation of shale formations. Nafta-Gaz 2015, no. 12, pp. 963-975.
• [21] Themig D.: The key to Europe's unconventional success may not be found in the Barnett Shale: Critical Issues for Unconventionals Europe 2013. Conference and Exhibition, Warsaw, 23-24 October 2013.
• [22] U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory: Modern Shale Gas Development in United State: A Primer, April 2009.
• [23] Zoback M.D.: Reservoir Geomechanics. Cambridge 2010, 380 p.

Uwagi

EN

The article is the result of research conducted in connection with the project: Methodology of determining sweet spots on the basis of geochemical, petrophysical, and geomechanical properties, based on the correlation of the results of laboratory examinations with the geophysical measurements and the 3D generation model, co-funded by the National Centre for Research and Development as part of the programme BLUE GAS - POLISH SHALE GAS. Contract No. BG1/MWSSSG/13.Literature

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)