Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The fluid flow modeling procedure including a critically stressed fracture analysis of coalbed methane reservoir: a case study of Upper Silesian Coal Basin, Poland

Kępiński Michał, Ryder Paweł, Dudek Jacek, Podsobiński Daniel

Geology, Geophysics and Environment

|

2023

|

Vol. 49, no. 1

53--70

EN

The geomechanical modeling turned out to be an essential component of the hydrocarbon exploration assisting reduction of risk of drilling issues and optimization of hydraulic fracturing treatment. This study provides a workflow of critically stressed fracture (CSF) analysis dedicated for coal layers. The main focus of the paper is applying the 1D mechanical models and following modelling of hydraulic fracturing treatment to describe the fracture behavior under the impact of the stresses at the wellbore scale. Another objective of presented study is demonstration of benefits of 1D and 3D CSF analysis to understand fracture contribution to gained volume of hydrocarbon after fracturing of coal seam. Interpretation of fracture orientation and their behavior is vital to effective development of coal bed methane (CBM) resources as the CSF can be responsible for considerable part of CBM production. Natural fractures and faults contribute to fluid flow through rock. It is often noted that natural fractures may not be critically stressed at ambient stress state. However, during stimulation the optimally oriented natural fracture sets have an inclination to become critically stressed. Hence, understanding of the recent stress state and fracture orientations is significant for well planning and fracturing design. The outcome of this study are comprehensive 1D mechanical Earth models (MEMs) for analyzed wells and explanation of behavior of identified CSF under variable stress state as well as understanding of the connectivity of natural fractures within zone subjected to fracturing treatment.

2

Nowoczesne technologie wiercenia kierunkowego wykorzystane przy wierceniu intersekcyjnego układu otworów

Ćwik Maciej, Adamiak Jacek, Kępiński Michał

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 9

587--592

PL

Artykuł dotyczy wykorzystania technologii wiercenia otworów kierunkowych – tzw. intersekcyjnych, które Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA wykonało w ramach prac badawczych prowadzonych w latach 2016–2021. Projekt miał na celu wykorzystanie nowoczesnych technologii w próbach rozpoznania złóż niekonwencjonalnych – formacji węglowych o niskiej przepuszczalności i niskim ciśnieniu złożowym, otworami wierconymi z powierzchni na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przedstawiono zasadę gromadzenia się gazu w węglu (zjawisko adsorpcji opisywane modelem Langmuira) oraz sposób eksploatacji przez odwrócenie tego zjawiska i doprowadzenie do desorpcji przy wykorzystaniu odwadniania górotworu przez pompę zamontowaną w otworze pionowym poniżej intersekcji z otworem poziomym (horyzontalnym). Wyjaśniono celowość wiercenia otworu z odcinkiem horyzontalnym jako sposób zwiększenia strefy drenażu formacji produktywnej. W artykule zwrócono uwagę na zagadnienia związane z mechaniką górotworu, a dokładnie z określeniem kierunków naprężeń jako kluczowego parametru przy ustalaniu trajektorii otworów, które mają podlegać szczelinowaniu hydraulicznemu. Orientacja otworu prostopadle do kierunku maksymalnych naprężeń SHmax pozwala osiągać maksymalną wielkość stymulowanej strefy przyodwiertowej podczas zabiegu intensyfikacyjnego. Kluczowym fragmentem artykułu jest opis prac związanych z projektowaniem, a następnie wykonaniem systemu przecinających się (intersekcyjnych) otworów kierunkowych. Pionierskość omawianego projektu polegała zarówno na zastosowaniu technologii namierzania magnetycznego (ang. active magnetic rangening), jak i na wierceniu systemu otworów z jednego „placu” w sąsiedztwie dodatkowego otworu (również intersekcyjnego z otworem pionowym). Wykorzystane technologie wiercenia RSS (ang. rotary steerable system) pozwoliły na zrealizowanie zaprojektowanych trajektorii otworów i trafienie narzędziem o średnicy 6 cali w rurę z włókna szklanego o średnicy 7 cali na głębokości około 850 metrów. We wnioskach autorzy podkreślają innowacyjność wykonanych prac, zarówno w skali firmy, kraju, jak i światowej. Podają również przykłady zastosowania wykorzystanych technologii. Wart podkreślenia jest fakt, że wykonalność zaprojektowanych prac badawczych została potwierdzona w zastosowaniu przemysłowym.

EN

The article examines the use of directional and intersection drilling technology applied by Polish Oil and Gas Company (PGNiG) as part of research work carried out between 2016 and 2021. The project was aimed at using advanced technologies in assessment of prospectivity of unconventional reservoirs – coal formations with low permeability and low pore pressure with wells drilled from the surface in the Upper Silesian Coal Basin. Firstly, the mechanism of gas accumulation in coal was described (the adsorption phenomenon defined by the Langmuir model), followed by the method of exploitation by desorption using a pump installed in a vertical well below the intersection with a horizontal section. Finally, the expediency of drilling a well with a horizontal section as a way to increase the drainage zone of a productive formation was explained. The article draws attention to the issues related to the geomechanics, and more precisely to the determination of the stress azimuth as a key parameter in determining the optimal trajectory of the wells to be subjected to hydraulic fracturing. The findings suggest that the orientation of the well perpendicular to the direction of the maximum stresses SHmax allows to achieve the maximum stimulated rock volume during the intensification treatment. The key fragment of the paper describes the work related to the design and execution of a system of intersecting directional wells. The pioneering character of the discussed project consisted in both using active magnetic ranging technology and drilling a set of wells from one location. The RSS (rotary sterable system) drilling technology allowed for the execution of the designed well trajectories and for hitting a 7-inch diameter fiberglass pipe at a depth of about 850 meters with a 6-inch diameter tool. The conclusions emphasize the innovativeness of the performed work on the local (company), national and global scale. Examples of the application of the used technologies are also provided. It is worth highlighting that the feasibility of the designed research work has been confirmed in industrial application.

3

Determination of stress state based on well logging data and laboratory easurements – a CBM well in the southeastern part of the Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Kępiński Michał

Geology, Geophysics and Environment

|

2020

|

Vol. 46, no. 2

77--92

EN

The main objective of this study is to present calculation methods of horizontal stress profiles, taking into account the stress boundaries model, poro-elastic horizontal strain model and the effective stress ratio approach, using calibration with wellbore failure. The mechanical earth model (MEM) parameters from log measurements and well testing data were estimated for a well located in the southeastern part of the Upper Silesian Coal Basin. Log-derived horizontal stresses of the well are commonly treated as the final product of geomechanical modeling in oil and gas practices. A less popular method for estimating horizontal stresses is based on Kirsch equations juxtaposed with compressional and tensile failure observed on a micro-imager or six-arm caliper. Using this approach, horizontal stresses are determined based on the fact that when hoop stresses exceed the formation’s tensile strength, tensile fractures are created, and when those stresses exceed the compressive strength of the formation, breakouts can be identified. The advantage of this method is that it can be run without in situ stress measurements. The presented workflow is recommended every time there is an image log and dipole sonic measurement in the available dataset, both being necessary to observe the failure zones and MEM.