В статье предложен подход к решению задачи оптимизации дизайна многостадийного разрыва пласта (МГРП) для горизонтальной скважины. В качестве свободных параметров оптимизации приняты длина горизонтального участка скважины, число трещин и количество проппанта, загружаемого на одну трещину. Целевыми показателями оптимизации являлись максимальный уровень накопленной добычи нефти, максимальный уровень доходов от МГРП и минимальный уровень затрат на его проведение. Применен оптимизационный алгоритм — генетический алгоритм NSGA-II, в ходе работы которого на каждом итерационном шаге решаются три взаимосвязанные подзадачи: определение геометрических характеристик трещин, нахождение накопленного после проведенного МГРП дебита и расчет чистого дисконтированного дохода. Предложенный метод определения оптимального дизайна МГРП показан на примере низкопроницаемого нефтяного пласта при следующих предположениях. Пласт считается прямоугольным, скважина проходит вдоль центральной линии пласта, трещины расположены на одном расстоянии перпендикулярно скважине и симметрично относительно нее. Кроме того, все трещины идентичны, их геометрические характеристики (длина и ширина) определяются количеством закачанного в пласт проппанта и находятся по эмпирическим формулам. Для расчета притока к скважине применяются приближенные аналитические формулы, позволяющие учитывать конечную проводимость трещин. В качестве основного экономического показателя, характеризующего экономическую рентабельность процедуры МГРП, принят доход на основе чистой дисконтированной стоимости (NPV). Проведена серия расчетов для разных значений средней проницаемости пласта. Результаты расчетов показывали, что NPV не всегда линейным образом зависит от уровня добычи нефти. Отмечено, что после адаптации алгоритма к параметрам конкретного месторождения модель может быть использована для планирования разработки.
Список литературы
1. Economides M.J., Oligney R.E., Valko P.P. Unified Fracture Design: Bridging the gap between theory and practice. – Texas: Orsa Press Alvin. 2002.
2. Marongiu-Porcu M., Economides M.J., Holditch S.A. Economic and physical optimization of hydraulic fracturing // J. Nat. Gas. Sci. Eng. – 2013. – V. 14. – P. 91–107.
3. Rahman M.M., Rahman M.K., Rahman S.S. An integrated model for multiobjective design optimization of hydraulic fracturing // J. Petrol. Sci. Eng. – 2001. – V. 31. – P. 41–62.
4. Rahman M.M., Rahman M.K., Rahman S.S. Multicriteria Hydraulic Fracturing Optimization for Reservoir Stimulation // Pet. Sci. Technol. – 2003. – V. 21. – P. 1721–1758.
5. A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II / K. Deb, S. Agrawal, A. Pratap [et al.] // IEEE Trans.Evol.Comp. – 2002. – V. 6. – P. 182–197.
6. Retrospective Analysis of Hydrofracturing with the Dimensionless Parameters: Comparing Design and Transient Tests / Shel E. [et al.] //SPE Russian Petroleum Technology Conference. – 2018.
7. Шель Е.В., Падерин Г.В., Кабанова П.К. Методика тестирования моделей симулятора гидроразрыва пласта //Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 12. – С. 42–45.
8. Модель для расчета дебита горизонтальной скважины в зависимости от числа трещин гидроразрыва пласта / С.В. Елкин, А.А. Алероев, Н.А. Веремко [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 1. – С. 64–67.
9. Учет влияния безразмерной проводимости на экспресс-расчет дебита жидкости после многозонного гидроразрыва пласта / С.В. Елкин, А.А. Алероев, Н.А. Веремко [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 12. – С. 110–113.
