Development of Matrix for Selection of Optimal Hydraulic Fracturing Technology

The paper considers hydraulic fracturing as one of the efficient methods for stimulation of hydrocarbon production amid ever-increasing share of unconventional reserves with special focus to hydraulic fracturing applications in complex geological conditions, where fracture height containment and optimal fracture geometry are crucial. The main criterion for optimal hydraulic fracture geometry is dimensionless conductivity and intact shale barrier. Optimal geometry ensures substantial increase in well productivity and hydrocarbon production. Results of detailed analysis of the effects of fracturing fluid flow rate and volume during the pad stage for various types of fluids (high- and low-viscosity) are presented. Hydraulic fracturing scenarios were simulated in specialized simulator for the conditions of Pashian sediments of Romashkinskoye field. The obtained results were used as basis for the developed practical matrix for selection of fracturing technology, comprising specific recommendations for determination of optimal injection parameters depending on fluid type. It is noted that 40–47% of fracturing treatment success depends on adequate selection of injection parameters and fluids characteristics. Of special importance is the ability to control fracture propagation within the reservoir, which has a direct impact on treatment efficiency and minimizing the risk of fracturing an underlying aquifer bed. The present research is practically useful because it provides clear criteria for selection of hydraulic fracturing technology depending on specific geological conditions and reservoir characteristics. The developed selection matrix allows reservoir engineers to make informed decisions while planning hydraulic fracturing operations considering both fracturing fluid type and geology aspects of the field under development. The paper is of particular interest to oil and gas reservoir engineers and personnel involved in planning and implementation of hydraulic fracturing treatments. The present research findings can be used for development of new and optimization of the existing hydraulic fracturing technologies.

Разработка матрицы для выбора оптимальной технологии гидравлического разрыва пласта

Рассматривается гидроразрыв пласта (ГРП) как один из эффективных методов интенсификации добычи углеводородов в условиях роста доли трудноизвлекаемых запасов. Особое внимание уделяется проведению ГРП в осложненных геологических условиях, где критически важно контролировать высоту трещины и формировать оптимальную ее геометрию. Основным критерием оптимальной геометрии трещины ГРП выступает параметр безразмерной проводимости и отсутствия прорыва глинистой перемычки. Достижение оптимальной геометрии обеспечивает существенное повышение продуктивности скважин и интенсификацию добычи углеводородов. Приведены результаты детального анализа влияния расхода жидкости ГРП и объема жидкости на буферной стадии для различных типов жидкостей – как высоковязких, так и маловязких. Моделирование вариантов производилось в среде симулятора ГРП для условий пашийского горизонта Ромашкинского месторождения. На основе полученных результатов разработана практическая матрица выбора технологии ГРП, включающая конкретные рекомендации по определению оптимальных параметров закачки в зависимости от типа используемой жидкости. В работе отмечается, что успешность проведения ГРП на 40–47 % зависит от правильного подбора параметров закачки и характеристик применяемых жидкостей. При этом особое значение имеет способность контролировать распространение трещины в пласте, что напрямую влияет на эффективность операции и минимизацию рисков осложнений в виде прорыва трещины в нижележащий водонасыщенный пласт. Практическая значимость исследования заключается в формировании четких критериев выбора технологии ГРП в зависимости от конкретных геологических условий и характеристик пласта. Разработанная матрица позволяет инженерам-проектировщикам принимать обоснованные решения при планировании операций ГРП, учитывая как тип используемой жидкости, так и специфические геологические особенности разрабатываемого месторождения. Исследование представляет особый интерес для специалистов в области разработки нефтяных и газовых месторождений и персонала, занимающегося планированием и реализацией операций ГРП. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых и оптимизации существующих технологий ГРП.