В настоящее время гидроразрыв пласта (ГРП) является одним из самых широко применяемых методов воздействия на пласт с целью увеличения дебита жидкости. Проведение ГРП сопряжено с большим количеством рисков, снижающих его эффективность. С целью повышения успешности проведения ГРП применяются результаты моделирования в специализированных симуляторах, в основу которых заложены различные математические модели. Большинство из используемых программных продуктов зарубежного производства. В статье представлена математическая модель, позволяющая рассмотреть особенности процесса течения вязкой жидкости с примесью частиц в раскрывающейся трещине ГРП. Рассматриваемая модель является альтернативой представленным на рынке коммерческим симуляторам ГРП с опцией экспресс-оценки. При выполнении вычислительного эксперимента установлено, что присутствие частиц в жидкости ГРП существенно вылияет на характер процесса формирования трещины, останавливая ее рост (в частности, вследствие закупоривания кончика трещины). Уменьшение концентрации частиц в закачиваемой смеси приводит к замедлению выпадения осадка и продолжительному росту трещины. Установлена зависимость предельной длины трещины, времени подачи смеси и момента остановки роста трещиныот объемного содержания частиц. В статье представлены результаты численного решения задачи о процессе формирования трещины ГРП при закачивании в скважину жидкости гидроразрыва. Входными параметрами являются: параметры упругой среды (коэффициент Пуассона, модуль Юнга), фильтрационно-емкостные свойства породы, концентрация и время подачи смеси. Выполнено сравнение параметров трещины, полученных в ходе вычислительного эксперимента, с величинами, рассчитанными на зарубежном симуляторе ГРП.
Список литературы
1. Perkins T.K., Kern L.R. Widths of hydraulic fractures // Journal of Petroleum Technology. – 1961. – V. 13. – P. 937–949.
2. Nordgren R.P. Propagation of a vertical hydraulic fracture // SPE-18959-PA. – 1972.
3. Желтов Ю.П., Христианович С.А. О гидравлическом разрыве нефтеносного пласта // Изв. АН СССР. Отделение технических наук. – 1955. – Вып. 5. – С. 3–41.
4. Методы моделирования зарождения и распространения трещины / С.Г. Черный, В.Н. Лапин, Д.В. Есипов, Д.С. Курнаков. – Новосибирск:
Изд-во СО РАН, 2016. – 312 с.
5. Подходы к моделированию гидроразрыва пласта и направления их развития / М.М. Хасанов, Г.В. Падерин, Е.В. Шель [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 12. – С. 37–41.
6. Чесноков Ю.Г. Влияние числа Рейнольдса на закономерности турбулентного течения жидкости в плоском канале // Журнал технической физики. – 2010. – Т. 80. – Вып. 12. – С. 33–39.
7. Татосов А.В., Шляпкин А.С. Движение проппанта в раскрывающейся трещине гидроразрыва пласта // Изв. Саратовского ун-та. Новая серия. Математика. Механика. Информатика. – 2018. – Т. 18. – Вып. 2. – С. 217–226. –
DOI: 10.18500/1816-9791-2018-18-2-217-226.
8. Карнаков П.В., Лапин В.Н., Черный С.Г. Модель гидроразрыва, включающая механизм закупоривания трещины пропантом // Вестник Новосибирского государственного университета. Сер. Информационные технологии. – 2014. – Т. 12. – Вып. 1. – С. 19–33.
