A Comprehensive Analysis of Fracture Height Control Technologies during Hydraulic Fracturing

In today's oil and gas production environment, there is a steady increase in the share of unconventional reserves, accompanied by a simultaneous increase in water cut. This trend is characterized by a significant decline in the growth rate of recoverable reserves and well volumes that meet the applicability criteria of traditional hydraulic fracturing (HF) technologies. Under these conditions, selecting the optimal HF technology to ensure maximum efficiency while minimizing the risk of complications becomes critical. Existing traditional HF technologies based on the use of gelling guar systems are characterized by high fluid viscosity, which significantly impacts fracture height development. In complex geological conditions, where productive oil-saturated formations and underlying water-saturated formations are separated by thin clay barriers, this leads to uncontrolled vertical fracture breakthrough. Attempts to reduce the viscosity of traditional fracturing fluids by varying the gelling agent loading are associated with the risk of losing sand-carrying capacity and complications such as premature pumping shutdown. This paper presents a comprehensive analysis of alternative HF technologies aimed at addressing the problem of uncontrolled vertical fracture propagation. These innovative technologies are based on regulating the viscosity of the fracturing fluid to reduce pressure within the fracture. Particular attention is paid to modern methods of fracture geometry control, which enable the optimal ratio between fracture height and length to be achieved while maintaining the required fracture dimensions. This approach facilitates the efficient development of previously undeveloped hydrocarbon reserves and significantly reduces the risk of premature water cuts. The paper also presents a comprehensive analysis of the advantages and disadvantages of the technologies considered, taking into account their applicability in various geological and technical conditions. Based on the conducted research, an optimal hydraulic fracture height control technology has been proposed, ensuring maximum efficiency with minimal economic and technological risks. The results of the study have important practical implications for improving HF efficiency in complex geological conditions and can serve as the basis for developing recommendations for optimizing HF parameters during the development of unconventional oil reserves. Implementation of the proposed technological solutions will significantly expand the applicability of the HF method and increase oil recovery at fields with complex geological structures.

Комплексный анализ технологий контроля высоты трещин гидравлического разрыва пласта

В современных условиях нефтегазодобычи наблюдается устойчивая тенденция увеличения доли трудноживлеваемых запасов при одновременном росте обводненности добываемой продукции. Данный тренд характеризуется существенным снижением темпов роста извлекаемых запасов и объемов скважин, соответствующих критериям применимости традиционных технологий гидравлического разрыва пласта (ГРП). В этих условиях критически важным становится выбор оптимальной технологии ГРП, которая обеспечит максимальную эффективность при минимальных рисках осложнений. Существующие традиционные технологии ГРП, основанные на применении гелеобразующих гуаровых систем, характеризуются высокой вязкостью жидкостей, которая оказывает значительное влияние на развитие высоты трещины. В условиях сложного геологического строения месторождений, где продуктивные нефтенасыщенные пласты и нижележащие водонасыщенные пласты разделены тонкими глинистыми перемычками, это приводит к неконтролируемому прорыву трещины ГРП по вертикали. Попытки снизить вязкость традиционных жидкостей разрыва путем изменения загрузки гелеобразователя сопряжены с риском потери песконесущей способности и возникновения осложнений в виде преждевременной остановки закачки. Данная работа посвящена комплексному анализу альтернативных технологий гидравличных на решение проблемы неконтролируемого вертикального распространения трещин. Распматриваемые инновационные технологии основаны на регулировании вязкости жидкости разрыва с целью снижения давления в формируемой трещине. Особое внимание уделяется современным методам контроля геометрии трещины, позволяющим достигать оптимального соотношения между ее высотой и длиной при сохранении необходимых фильтрационных характеристик трещины. Данный подход способствует эффективному подключению в работу ранее не вовлеченных в разработку запасов углеводородов и существенно снижает риски преждевременного обводнения добываемой продукции. В работе представлен комплексный анализ преимуществ и недостатков рассмотренных технологий с учетом их применимости в различных геолого-технических условиях. На основании проведенного исследования предложен оптимальный вариант технологии контроля высоты трещины ГРП, обеспечивающий максимальную эффективность при минимальных экономических и технологических рисках. Результаты проведенного исследования имеют важное практическое значение для повышения эффективности ГРП в осложненных геологических условиях и могут служить основой для разработки рекомендаций по оптимизации параметров процесса ГРП при разработке трудноживлеваемых запасов нефти. Внедрение предложенных технологических решений позволит существенно расширить границы применимости метода ГРП и повысить коэффициент извлечения нефти на месторождениях со сложным геологическим строением.