انتخاب پهنه مناسب برای عملیات شکافت هیدرولیکی در سازندهای ایلام و سروک در یکی از چاه-های نفتی میادین جنوب غربی ایران
الموضوعات :مهران کلهری 1 , سجاد قره چلو 2 , سپیده یاسمی خیابانی 3
1 - جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی
2 - گروه زمین‌شناسی نفت، پژوهشکده علوم پایه کاربردی
3 - گروه زمین‌شناسی نفت، پژوهشکده علوم پایه کاربردی
الکلمات المفتاحية: شکاف هیدرولیکی, خوشه‌بندی سلسله مراتبی, پهنه¬بندی مکانیک سنگی, موانع تنشی, پهنه کاندید شکاف هیدرولیکی,
ملخص المقالة :
چکیده
شکاف هیدرولیکی یکی از روشهای انگیزش چاه است که به‌صورت گسترده در مخازن نفتی و گازی دنیا در حال انجام میباشد. انتخاب پهنه مناسب برای عملیات شکاف هیدرولیکی از نظر اقتصادی بسیار کلیدی است. پارامترهای ژئومکانیکی در انتخاب پهنههای کاندید بسیار مؤثر و پر اهمیت می‌باشند. از جمله مهم‌ترین پارامترهای ژئومکانیکی می‌توان به اندازه و جهت‌یابی تنش افقی مینیمم و ویژگی های مکانیک سنگی سازند اشاره کرد. در این مطالعه، چگونگی پهنه بندی و انتخاب پهنه مناسب، با استفاده از تعیین پهنههای تنشی از تنش افقی مینیمم، تعیین پهنههای مکانیک سنگی با استفاده از پارامترهای مکانیک سنگی و با تلفیق این نتایج با حد برشهای مجاز برای تخلخل و تروایی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، پارامترهای مکانیک سنگی شامل مدول یانگ، نسبت پواسون، مقاومت فشاری تک محوری، چقرمگی شکست، و اندیس شکنندگی سنگ با استفاده از لاگهای چاه و با به‌کارگیری روابط تجربی مختلف استخراج شدهاند. با اعمال روش خوشه‌بندی سلسله مراتبی به‌عنوان یکی از روشهای یادگیری بدون نظارت یادگیری ماشین بر روی این دادهها، شش خوشه تعیین شدهاند که با استفاده از این خوشهها بازه مخزنی به 13 پهنهA تا M تقسیم‌بندی شده است. با محاسبه مقادیر تنشهای اصلی و فشار منفذی، از تنش افقی مینیمم برای تعیین پهنههای تنشی که با موانع تنشی محدود شدهاند استفاده شده است که برای بازه مورد مطالعه در چاه شش پهنه تنشی مشخص شده است. با بررسی و تلفیق نتایج پهنه بندی مکانیک سنگی، پهنههای تنشی و پارامترهای مخزنی تخلخل و تروایی به انتخاب پهنههای مناسب برای شکاف هیدرولیکی پرداخته شده است که پهنههای تنشی شش، سه، و پنج به‌عنوان مناسب‌ترین پهنهها انتخاب شدهاند.
شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، 1393. انجام آزمایش نشت و نشت گسترده در چاه XX، ایران، گزارش شماره پ-7991.
شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، 1389. تفسیر نمودار تصویری، گزارش شماره پ-6756.
Archer, S. and Rasouli, V., 2012. A log based analysis to estimate mechanical properties and in-situ stresses in a shale gas well in North Perth Basin. Petroleum and Mineral Resources, 21: 122-135.
Economides, M.J. and Nolte, K.G., 1989. Reservoir Stimulation. 2nd ed.
Fjaer, E., Holt, R.M., Horsrud, P. and Raaen, A.M., 2008. Petroleum Related Rock Mechanics. Vol. 53, Elsevier.
Hibbeler, J. and Rae, P., 2005. Simplifying Hydraulic Fracturing: Theory and Practice. SPE-97311.
Huang, X.R., Huang, J.P., Li, Z.C., Yang, Q.Y., Sun, Q.X. and Cu, W., 2015. Brittleness index and seismic rock physics model for anisotropic tight-oil sandstone reservoirs. Applied Geophysics, 12: 11-22.
Jahandideh, A. and Jafarpour, B., 2016. Optimization of hydraulic fracturing design under spatially variable shale fracability. Journal of Petroleum Science and Engineering, 138: 174-188.
James, G.A. and Wynd, J.G., 1965. Stratigraphic nomenclature of Iranian Oil Consortium Agreement Area. AAPG Bulletin, 49: 2182-2245.
Jin, X., Shah, S., Roegiers, J.C. and Hou, B., 2014. Breakdown Pressure Determination: A Fracture Mechanics Approach. USA: SPE.
Kalhori, M., Mehrabi, H., Sfidari, E. and Khiabani, S.Y., 2024. Target zone selection for hydraulic fracturing using sedimentological and rock mechanical studies with the support of the machine learning method of cluster analysis. Geoenergy Science and Engineering, 237: 212826.
Legarth, B., Huenges, E. and Zimmermann, G., 2005. Hydraulic fracturing in a sedimentary geothermal reservoir: Results and implications. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 42: 1028-1041.
Meng, F., Zhou, H., Zhang, C., Xu, R. and Lu, J., 2015. Evaluation methodology of brittleness of rock based on post-peak stress-strain curves. Rock Mechanics and Rock Engineering, 48: 1787-1805.
Schlumberger, 2003. Using Borehole Imagery to Reveal Key Reservoir Features. In: Reservoir Optimization Conference, Tehran, Iran.
Usman, U., Marino, D. and Soelistijono, M., 2010. Study on Productivity Improvement of Low Permeability Gas Reservoir by Hydraulic Fracturing. Scientific Contributions Oil and Gas, 33(2): 120-128.
Warpinski, N.R., Clark, J.A., Schmidt, R.A. and Huddle, C.W., 1982. Laboratory Investigation on the Effect of In-situ Stresses on Hydraulic Fracture Containment. Society of Petroleum Engineers Journal, 22(3): 333-340.
Willis, R.B., Fontaine, J., Paugh, L. and Griffin, L., 2005. Geology and Geometry: A Review of Factors Affecting the Effectiveness of Hydraulic Fractures. SPE-97993.
Wright, C.A., Weijers, L., Davis, E.J. and Mayerhofer, M., 1999. Understanding Hydraulic Fracture Growth: Tricky but Not Hopeless. SPE-56724.
Wu, B., Wei, X., Wang, W., Li, J., Liu, T. and Wang, X., 2022. Effect of Stress and Material Barriers on Hydraulic Fracture Height Containment in Layered Formations. Environmental Earth Sciences, 81(1): 255.
Xu, W., Prioul, R., Berard, T., Weng, X. and Kresse, O., 2019. Barriers to Hydraulic Fracture Height Growth: A New Model for Sliding Interfaces. SPE-194327.
Zoback, M.D., 2010. Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press.