Introducció Amb els recursos no convencionals de petroli i gas que reben una atenció creixent, la tecnologia de fractura en etapa per a pous horitzontals de petroli i gas s'ha aplicat àmpliament a nivell mundial. Aquesta tecnologia pot millorar significativament la taxa de producció i alliberar una gran quantitat de recursos no convencionals de petroli i gas. No obstant això, encara hi ha colls d'ampolla tècnics en aplicacions pràctiques, que limiten la millora de la producció: l'efecte creixent. Per tant, té una gran importància pràctica realitzar investigacions en profunditat sobre les direccions d’optimització i innovacions d’aquesta tecnologia.
Visió general de la tecnologia de fracturació en etapa per a pous de petroli i gasos horitzontals Principis bàsics i història de desenvolupament del pou horitzontal. La tecnologia de fracturació en etapa aconsegueix un augment de la producció formant fractures proposades amb formes geomètriques específiques en formacions ajustades de dipòsit de petroli i gas. Des de 1947, aquesta tecnologia s'ha aplicat en més d'un milió de pous. Inicialment, es van utilitzar principalment gels enllaçats viscoelàstics i, posteriorment, la tecnologia de fracturació d'aigua s'ha aplicat àmpliament a causa del seu baix cost, funcionament senzill i la capacitat de formar xarxes de fractures més complexes. La combinació de la tecnologia de perforació horitzontal i la tecnologia de fracturació en etapes és una força clau per a la revolució de l’esquist. Els avantatges tècnics i l’estat de l’aplicació En comparació amb els pous verticals tradicionals, la tecnologia de fracturació de múltiples etapes horitzontals pot contactar en major mesura, augmentar l’àrea de drenatge i millorar les reserves i la taxa de recuperació d’un sol control. Actualment, aquesta tecnologia s’ha convertit en la tecnologia principal del desenvolupament global d’embassaments de petroli i gas i s’ha aplicat àmpliament a les principals conques d’esquist dels Estats Units i la Xina.
Principals colls d'ampolla tècnics actuals de la tecnologia de fractura en etapa per a pous horitzontals de petroli i gas Extensió efectiva de fractures de fractura i formació de xarxes de fractures complexes durant el procés de fractura en fase en fase, és difícil aconseguir una expansió uniforme de totes les fractures. Factors com els efectes de l’ombra de l’estrès i les fractures naturals afecten la propagació de la fractura i el control exacte de la geometria de la fractura i la complexitat de la xarxa continua sent un repte. Els models de simulació numèrica actuals també tenen limitacions. Selecció òptima i control de migració de proppants El tipus, la mida, la forma i la força dels proppants afecten directament el seu efecte de propòsit sota estrès elevat de tancament. Les propietats del fluid de fracturació tenen un impacte important en la migració i la col·locació dels proppants. És necessari desenvolupar tecnologies avançades de propòsit i controlar la generació de fluxos i multes. El disseny d’optimització dels sistemes de fluids de fractura i la reducció i l’eficiència del cost - Millora L’optimització del sistema de líquids de fracturació necessita un equilibri entre la migració efectiva de proppants i la reducció del dany del dipòsit. La investigació sobre nous líquids de fracturació és una direcció en calenta i és crucial seleccionar un sistema de fluids de fracturació adequat segons les característiques del dipòsit. Utilització efectiva dels camps d’estrès in situ i fractures naturals que caracteritzen amb precisió els camps d’estrès situats i la seva heterogeneïtat és un repte. L’optimització de les indicacions de pous i els dissenys de fracturació per utilitzar eficaçment fractures naturals és extremadament important per formar sistemes de fractura complexos. Optimització i control dels paràmetres de funcionament de fracturació: monitorització del temps i control de les operacions de fracturació del forat afronta els reptes tècnics. La tecnologia de fracturació d’entrada i el disseny de la perforació tenen un impacte significatiu en l’inici i la propagació de la fractura. L’anàlisi de les lleis de descens de la productivitat de la fractura i la influència dels factors de la producció de pous d’esquistos disminueix ràpidament després de la fractura. Es requereix una anàlisi precisa de la corba de declivi per estimar les reserves. Les propietats del dipòsit, les característiques de la fractura i els paràmetres de funcionament tenen un impacte important en la disminució de la producció.
Les futures indicacions innovadores de la tecnologia de fracturació en etapa per a pous de petroli i gasos horitzontals de la tecnologia de fracturació intel·ligent integren la tecnologia real - temps de control del temps i un sistema automatitzat de fracturació i utilitza les tecnologies d’aprenentatge i de les màquines grans per optimitzar els paràmetres de fracturació en temps real, millorant l’eficiència i el nivell de control d’operacions de fracció. La investigació i el desenvolupament i l’aplicació de nous líquids i proppants fracturant es desenvolupen líquids fracturables ambientalment i biodegradables i apliquen tecnologies de proppant avançades, com ara proppants d’auto -curació, propicis conductors i nanopartícules, milloren els líquids de fracturació, així com tecnologies de fracturació sense aigua. Estratègies de fracturació diferencials per a dipòsits no convencionals desenvolupen estratègies de fracturació diferencials per a les característiques de diferents dipòsits no convencionals, optimitzen dissenys de finalització i milloren els efectes de fracturació. Desenvolupament i aplicació de tecnologies de fracturació mediambiental redueix el consum d’aigua, minimitzen l’ús de productes químics nocius el màxim possible, resoldre problemes ambientals i implementar les bones pràctiques per a la gestió i l’eliminació de les aigües residuals. Aplicació de dades grans i intel·ligència artificial en l’optimització de fracturació utilitza l’anàlisi de dades grans i la intel·ligència artificial per construir models de predicció més precisos, optimitzar paràmetres de fracturació i prendre decisions reals de temps més informades durant les operacions de fracturació.
Exemples específics d’optimització de la tecnologia de fracturació en etapa per a pous horitzontals de petroli i gas per augmentar un estudi de casos d’esquist de Bakken Shale de producció única en l’estudi de casos d’esquist de Bakken, es va fer una comparació entre el disseny basat en el disseny i la corba de tipus - tipus - tipus - basat en la corba. Els resultats van mostrar que aquest últim va predir un 61% més de producció acumulada de petroli el primer any de producció de pous. L’experiència dels recursos continentals demostra que les finalitzacions millorades van augmentar la taxa de producció 180 - de dia un 45% - 60% en comparació amb el disseny estàndard tradicional i la taxa de recuperació final prevista es va incrementar un 35% - 45%. Eagle Ford Shale Study a The Eagle Ford Shale, l'aplicació d'estratègies de finalització d'enginyeria va millorar significativament l'eficiència del clúster de perforació, l'aplicació de la tecnologia de fracturació de cremallera efectivament, va crear efectivament xarxes de fractures complexes i va maximitzar el volum d'embassament estimulat i l'aplicació de la tecnologia de finalització intel·ligent i els mètodes de dades, també van aportar beneficis econòmics importants. Estudi de casos de la conca del Permià El treball d’optimització a la conca del Permià destaca l’ús de tecnologies de diagnòstic avançades, com ara l’anàlisi geoquímica i l’anàlisi del traçador, per millorar els models d’embassament, guiar les decisions d’espai i disseny de fractures i maximitzar els rendiments econòmics. Màquina - Aprenentatge: l’aprenentatge de casos d’optimització impulsada s’està convertint en una potent eina per optimitzar els paràmetres de fracturació. Combinant l’aprenentatge automàtic amb els algoritmes d’optimització de partícules o algoritmes genètics millorats, etc., pot predir eficaçment la producció i optimitzar els paràmetres de fracturació.
Conclusió La tecnologia de fracturació múltiple per a pous horitzontals de petroli i gasos té un paper important en el desenvolupament de petroli i gas, però encara s’enfronta a molts colls d’ampolla tècnics. En el futur, mitjançant direccions innovadores com ara la tecnologia de fracturació intel·ligent, la investigació i el desenvolupament de nous líquids i propants fracturadors, es preveu que les estratègies de fracturació diferencials i l’aplicació de les tecnologies de fracturació del medi ambient, combinades amb el suport de grans dades de dades i la intel·ligència artificial, millori encara més l’efecte d’optimització i la producció: la capacitat creixent d’aquesta tecnologia, que proporciona un fort suport per al desenvolupament sostenible i el gas i el gas.