Математическое моделирование оседания пропанта в горизонтальной скважине при проведении операции гидравлического разрыва пласта на маловязкой жидкости

Mathematical modeling of proppant settling in a horizontal well during hydraulic fracturing operation on a low-viscosity fluid

KASHAPOV D.V.1,
SHAKIROV L.R.1
1 «Gradient» LLC
Ufa, Republic of Bashkortostan, 450022, Russian Federation

В статье изучены вопросы о поведении жидкости с пропантом в горизонтальной скважине при проведении гидравлического разрыва пласта (ГРП) на маловязкой жидкости. Проведено моделирование движения и оседания пропанта с жидкостью ГРП при различных режимах работы: расхода используемой жидкости, концентрации пропанта в жидкости ГРП, для различных типов пропанта – плотности, диаметра, а также внутренних диаметров горизонтальной скважины. По результату проведенных расчетов определено положение оседания пропанта в стволе скважины в зависимости от параметров обработки. Моделирование проводилось с применением программного комплекса OpenFOAM.

The article examines the issues of the behavior of a fluid with a proppant in a horizontal well during hydraulic fracturing (HF) on a low-viscosity fluid. Simulation of movement and settling of proppant with hydraulic fracturing fluid was carried out under various operating modes: flow rate of the used fluid, concentration of proppant in hydraulic fracturing fluid, for different types of proppant - density, diameter, and internal diameters of a horizontal well. Based on the results of the calculations, the position of the proppant settling in the wellbore was determined, depending on the processing parameters. Modeling was carried out using the OpenFOAM software package.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Литература

1. Leen Weijers, Chris Wright, and Mike Mayerhofer, Liberty Oilfield Services; Mark Pearson, Larry Griffin, and Paul Weddle, Liberty Resources:” Trends in the North American Frac Industry: Invention through the Shale Revolution”, SPE Paper 194345, presented at the SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference and Exhibition held in The Woodlands, Texas, USA, 5–7 February, 2019.
2. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: учеб. для вузов, 7-е изд., испр. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
3. Ames, B.C., and Bunger, A. 2015. Role of Turbulent Flow in Generating Short Hydraulic Fractures With High Net Pressure in Slickwater Treatments. Presented at the SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference, The Woodlands, Texas, 3–5 February. SPE-173373-MS. [Электронный ресурс]. URL: http://dx.doi.org/10.2118/173373-MS. (дата обращения: 01.04.2021).
4. Кашапов Д.В. Течение жидкости с пропантом в горизонтальной скважине при проведении операции гидравлического разрыва пласта // Нефть. Газ. Новации. 2019. № 7. С. 62–66.
5. Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти. М.: Изд-во «НЕФТЬ и ГАЗ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2008. 296 с.
6. OpenFOAM. The Open Source Computational Fluid Dynamics (CFD) Toolbox. [Электронный ресурс]. URL: http://www.openfoam.com. (дата обращения: 01.04.2021).
7. Hirt C.W., Nichols B.D. Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries // J. Comput. Phys. 1981. Vol. 39. Pp. 201–225.

References

1. Leen Weijers, Chris Wright, and Mike Mayerhofer, Liberty Oilfield Services; Mark Pearson, Larry Griffin, and Paul Weddle, Liberty Resources:” Trends in the North American Frac Industry: Invention through the Shale Revolution”, SPE Paper 194345, presented at the SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference and Exhibition held in The Woodlands, Texas, USA, 5–7 February, 2019. (In English).
2. Loytsyanskiy L.G. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of liquid and gas]. Moscow, “Drofa” Publ., 2003, p.840 p. (In Russian).
3. Ames, B.C., and Bunger, A. 2015. Role of Turbulent Flow in Generating Short Hydraulic Fractures With High Net Pressure in Slickwater Treatments. Presented at the SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference, The Woodlands, Texas, 3–5 February. SPE-173373-MS. (In English). Available at: http://dx.doi.org/10.2118/173373-MS. (accessed 01.04.2021).
4. Kashapov D.V. Techeniye zhidkosti s propantom v gorizontal'noy skvazhine pri provedenii operatsii gidravlicheskogo razryva plasta [Fluid flow with proppant in a horizontal well during hydraulic fracturing operation]. Neft'. Gaz. Novatsii. [Oil. Gas. Innovations], 2019, no. 7, pp. 62–66. (In Russian).
5. Mishchenko I.T. Raschety v dobyche nefti [Calculations in oil production]. Moscow, Publishing house "Oil and Gas" Gubkin, Russian State University of Oil and Gas, 2008, 296 p. (In Russian).
6. OpenFOAM. The Open Source Computational Fluid Dynamics (CFD) Toolbox. (In English) Available at; http://www.openfoam.com. (accessed 01.04.2021).
7. Hirt C.W., Nichols B.D. Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries. J. Comput. Phys. 1981, Vol. 39, pp. 201–225. (In English).