Projektowanie wtórnego zabiegu udostępniania złóż typu niekonwencjonalnego z uwzględnieniem geomechanicznego modelu Ziemi

• Autorzy: Słota-Valim, M.

Warianty tytułu

EN

The application of geomechanical modeling at the stage of secondary stimulation treatment design

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Złoża typu niekonwencjonalnego wymagają nowego podejścia na każdym poziomie pracy z obiektem złożowym, począwszy od fazy rozpoznania formacji złożowej, przez zaprojektowanie otworu wiertniczego i procesu wiercenia, po uzbrojenie odwiertu, w tym zabiegi udostępnienia złoża. Te ostatnie stanowią technologiczny proces hydraulicznego szczelinowania, mający na celu wygenerowanie sieci połączonych ze sobą szczelin, umożliwiających przepływ dotychczas uwięzionych węglowodorów. Na każdym z powyższych etapów istotne jest rozpoznanie własności mechanicznych formacji gazo- lub roponośnej. Znajomość parametrów geomechanicznych umożliwia między innymi zaprojektowanie właściwego kierunku horyzontalnego odcinka otworu, zabiegów udostępnienia złoża, a także uniknięcie wielu problemów technicznych podczas procesu wiercenia, co bezpośrednio przekłada się na jego czas i koszty. W pracy zaprezentowano model geomechaniczny dla obiektu syntetycznego, pozwalający na analizę wielu procesów zachodzących na skutek eksploatacji węglowodorów. Szczególną uwagę poświęcono zmianom w rozkładzie naprężeń będących efektem postępującej produkcji, a także ich konsekwencjom przy projektowaniu wtórnych zabiegów udostępniania złóż niekonwencjonalnych.

EN

Unconventional reservoirs require a new approach at every level of their operation, starting from the exploration of the reservoir formation, through the design of the borehole and the drilling process and ending with the development of the reservoir including treatments like hydraulic fracturing. At each of these stages it is important to identify the mechanical properties of hydrocarbon bearing formations. With the knowledge of the geomechanical parameters, among others, it is possible to design the proper direction of the horizontal section of the borehole, reservoir development treatments and to avoid many technical problems during the drilling process, which directly translates into time and cost of drilling. The paper presents a geomechanical model of a synthetic object allowing for the analysis of many processes occurring as a result of exploitation of hydrocarbons. Particular attention was paid to changes in stress distribution resulting from ongoing production as well as their consequences for the design of secondary development treatments of unconventional formations.

Słowa kluczowe

PL

złoża typu tight gas; złoża typu shale gas; szczelinowanie hydrauliczne; modelowanie geomechaniczne; właściwości mechaniczne skał; właściwości sprężyste skał

EN

tight gas reservoir; shale gas reservoir; hydraulic fracturing; geomechanical modeling; mechanical rock properties; elastic rock properties

• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 70, nr 9
• Strony: 563--573
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il.

Twórcy

autor

Słota-Valim, M.

• Zakład Geologii i Geochemii, Laboratorium Petrofizyki. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 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, pp. 22-39.
• [2] Bjørlykke K., Høeg K., Haque Mondol M.: Introduction to Geomechanics: Stress and Strain in Sedimentary Basins [w:] Petroleum Geoscience: From sedimentary Environments to Rock Physics. 2010, pp. 281-298.
• [3] 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, pp. 509-520.
• [4] Ciechanowska M., Matyasik I., Such P., Kasza P., Lubas J.: Uwarunkowania rozwoju wydobycia gazu z polskich formacji lupkowych. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 7-17.
• [5] Dozier G., Elbel J., Fielder E., Hoover R., Lemp S., Reeves S., Siebrits E., Wisler D., Wolhart S.: Refracturing works. Oilfield Review 2003, Autumn, pp. 38-53.
• [6] Dunphy R., Campagna D. J.: 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.
• [7] Herwanger J., Koutsabeloulis N.: Seismic Geomechanics: How to Build and Calibrate Geomechanical Models using 3D and 4D Seismic Data. EAGE Publications, 2011.
• [8] Hoek E., Brown E. T.: In situ and induced stresses [w:] Underground Excavations in Rock. Published for the Institution of Mining and Metallurgy by Elsevier Applied Science, 1980.
• [9] Jedrzejowska-Tyczkowska H., Slota-Valim M.: Mechaniczny model Ziemi jako nowy i konieczny warunek sukcesu w poszukiwaniach i eksploatacji zloz niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2012, nr 6, s. 329-340.
• [10] Kasza P.: Zabiegi stymulacji wydobycia w niekonwencjonalnych zlozach weglowodorow. Nafta-Gaz 2011, nr 10, s. 697-701.
• [11] King G.: Hydraulic Fracturing 101: What every Represents live, 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, USA, 6-8 February 2012.
• [12] Plumb R., Edwards S., Pidcock G., Lee D., Stacey B.: The Mechanical Earth Model Concept and Its Application to High-Risk Well Construction Projects. IADC/SPE Drilling Conference, 23-25 February 2000, New Orleans, Louisiana.
• [13] Siebrits E., Elbel J. L., Hoover R. S., Diyashev I. R., 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 Wells. SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Dallas, Texas, 1-4 October 2000.
• [14] Slatt R. M.: Important geological properties of unconventional resource shales. Central European Journal of Geosciences 2011, vol. 3, issue 4, pp. 435-448.
• [15] Slota-Valim M.: Seismic and well log data as a source for calculation of elastic properties of rock media — conditioning for successful exploration, well trajectory, completion and production design of unconventional reservoirs. Nafta-Gaz 2013, no. 8, pp. 585-587.
• [16] U.S. Departament of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory: Modern Shale Gas Development in United State: A Primer. April 2009.
• [17] www.skifergas.dk (dostęp: marzec 2013).
• [18] Zoback M. D., Day-Lewis A., Kim S. M.: Predicting changes in hydrofrac orientation in depleting oil and gas reservoirs. Patent Application Pending, 2007.

Uwagi

PL

Artykuł powstał na podstawie pracy statutowej pt. Budowa geomechanicznego modelu wybranych obiektów złożowych według banku danych UW oraz map impedancji sejsmicznej - praca INiG na zlecenie MNiSW; nr zlecenia: 1/SG1/13, nr archiwalny: DK-4100-1/2013.