Mae Symudiad Proppant Mewn Casin Frac Wedi Ei Hoelio I Lawr, Ond Pa mor Bwysig Ydyw Mewn Gwirionedd I Ffynhonnau Siâl?

Mae propant yn cynnwys gronynnau maint tywod wedi'u chwistrellu â hylif ffrac yn ystod gweithrediad ffracio. Mewn ffynhonnau olew a nwy siâl, mae'r hylif frac fel arfer yn ddŵr gyda rhywfaint o leihäwr ffrithiant (fel sebon) wedi'i ychwanegu i ostwng y pwysau pwmpio frac. Pwrpas propant yw atal y holltau anwythol yn y gronfa rhag cau ar ôl i ffracio ddod i ben ac mae'r pwysedd uchel yn pylu.

Mewn ffynhonnau olew siâl a nwy siâl, mae'r propant a ddefnyddir yn gymysgedd o dywod 100-rhwyll a 40-70 o dywod rhwyll, ac mae'r grawn hyn ill dau yn llai na milimetr ar draws. Mae maint gronynnau tywod mor fach yn angenrheidiol er mwyn i dywod gael ei gludo trwy holltau cul mewn rhwydwaith holltau a grëir gan y gweithrediad ffracio. Byddai tywod mwy yn llenwi’r rhwydwaith ac ni fyddai modd ei chwistrellu – a darganfuwyd hynny yn nyddiau cynnar y chwyldro siâl.

Yn nodweddiadol, mae ffynhonnau llorweddol mewn siâl yn ddwy filltir o hyd ac yn cael eu pwmpio â 40 o weithrediadau neu gamau ffracio ar wahân. Mae pob cam tua 250 troedfedd o hyd ac mae'r casin metel yn cynnwys 10-20 clwstwr o drydylliadau, gyda sawl trydylliad ym mhob clwstwr. Yn ddelfrydol, mae'r ffynnon lorweddol wedi'i thyllu'n drylwyr gyda'r tyllau hyn.

Mae llwybr llif grawn proppant yn anodd dod o hyd iddo. Yn gyntaf mae'n rhaid i'r grawn wneud tro ongl sgwâr i fynd o lifo ar hyd y casin i drydylliad. Yna mae’n wynebu geometreg hollt cymhleth—efallai prif doriad sy’n brigo’n doriadau atodol, fel boncyff coeden yn ymledu i ganghennau ac yna brigau.

A fydd y grawn proppant yn gallu mynd i mewn i'r holl doriadau hyn neu a yw rhai ohonynt yn rhy gyfyng? Efallai y bydd grawn tywod 100-rhwyll yn gallu gwasgu i doriad culach pan na all grawn 40-70.

Gwelliant mewn cynhyrchu olew a nwy trwy ddefnyddio proppants gyda maint grawn yn llai na 100-rhwyll wedi ei ddogfennu, ac mae'n awgrymu ei bod yn werth cael hyd yn oed grawn proppant bach i doriadau llai i'w cadw'n agored i lif moleciwlau olew neu nwy. Gelwir un propant o'r fath yn DEEPROP.

Profion newydd o lif propant allan o'r casin.

Yn ddiweddar rhai profion newydd wedi cael eu gwneud sy'n ymchwilio i'r llif y propant drwy'r casin ei hun, sy'n golygu darn byr o gasin llorweddol sydd wedi'i dyllog i ollwng yr hylif ffrac. Nid yw'n brawf tanddaearol - mae'r pibellau yn gorwedd ar dwb ar yr wyneb ac mae'r twb yn casglu proppant a hylif sy'n gadael y trydylliadau.

Mae nifer fawr o weithredwyr wedi cefnogi'r prosiect hwn lle defnyddiwyd amrywiaeth o glystyrau perff gyda thaliadau tyllu, dyluniadau a chyfeiriadedd gwahanol. Astudiwyd gwahanol gyfraddau pwmpio, meintiau propant, ac ansawdd tywod.

Roedd y caledwedd profi mor realistig â phosibl. Roedd y casin yn 5.5 modfedd safonol yn ogystal â diamedrau trydylliad. Roedd cyfraddau pwmp mor uchel â 90 bpm (casgenni y funud), nad oedd erioed wedi'i ddefnyddio i brofi symudiadau propp o'r blaen.

Profwyd un cam hollti, trwy dyllu gwahanol glystyrau ar hyd pibell tua 200 troedfedd o hyd. Roedd gan bob clwstwr perff ei amdo ei hun a oedd yn cyfeirio'r hylif a ddaliwyd a'r propant i'w danc ei hun, fel y gellid eu mesur.

Cyflwynwyd canlyniadau ar gyfer dwy set wahanol o glystyrau: 8 clwstwr mewn cam gyda 6 perf ym mhob clwstwr, neu 13 clwstwr mewn cam gyda 3 perf ym mhob clwstwr. Defnyddiodd y profwyr naill ai 40-70 tywod rhwyll neu dywod 100-rhwyll a gludwyd gan hylif dŵr slic a bwmpiwyd ar 90 bpm.

Mae'r papurau SPE hyn yn adrodd bod y propant yn dianc trwy'r clystyrau perff ac i mewn i'r tybiau yn anwastad:

· Mae rhai erthyglau proppant, yn enwedig y meintiau rhwyll mwy fel rhwyll 40-70, yn hwylio heibio'r trydylliadau clwstwr cyntaf ac nid ydynt yn mynd i mewn i'r ffurfiant nes ymhellach ymlaen ar y cam hwnnw. Mae gan y gronynnau mwy hyn fwy o fomentwm.

· Mae gronynnau propant llai, fel rhwyll 100, yn mynd i mewn i'r trydylliadau clwstwr yn fwy unffurf.

· Mae cynlluniau mynediad cyfyngedig wedi'u datblygu gan ddefnyddio un twll yn unig fesul clwstwr ar frig y casin.

· Yn enwedig ar gyfer llafn gwthio mwy, mae trydylliadau ar waelod y casin yn denu gormod o danwydd (effaith disgyrchiant), a gallant gael eu chwyddo gan erydiad, fel bod llai o danwydd yn cyrraedd trydylliadau clwstwr ymhellach ar hyd y cyfnod ffrac.

Mae allanfa proppant o'r casin yn anwastad.

Datgelodd yr holl brofion ddosraniadau allanfa propant anwastad. Mae’r tabl yn dangos cymhareb y propant mwyaf yn gadael clwstwr: y propant lleiaf yn gadael clwstwr (hy mwyafswm proppant: lleiafswm proppant), yn ogystal â proppant ail fwyaf: propant lleiaf ail. Mae'r cymarebau hyn yn ddirprwy ar gyfer anwastadrwydd - mae cymhareb fwy yn golygu dosbarthiad mwy anwastad, ac i'r gwrthwyneb.

Mae'r canlyniadau'n dangos bod 40-70 propant rhwyll (cymhareb mwy) wedi'i ddosbarthu'n llai cyfartal na phroppant 100-rhwyll (cymhareb is) - yn y ddau senario clwstwr.

Y dehongliad a roddir gan yr adroddiadau yw bod mwy o’r propant 40-70, sy’n ronynnau tywod mwy a thrymach, yn tueddu i gael eu cario gan eu momentwm heibio i’r clystyrau perff cynharach cyn gadael yn y clystyrau perff diweddarach, o gymharu â’r propant 100-rhwyll. .

Nid yw hyn mor ddelfrydol oherwydd y nod yw dosbarthu'r propant yn gyfartal ar draws yr holl glystyrau trydylliad mewn un cam o ffracio. Ond yn awr at y cwestiwn mawr o faint o wahaniaeth y mae hyn yn ei wneud?

Yr her yw optimeiddio gweithdrefnau fel bod dosraniadau allanfa ysgogwyr yn fwy unffurf. O'r adroddiadau, mae canlyniadau profion wedi'u hymgorffori mewn model dynameg hylif cyfrifiadol (SPE 209178). Mae'r dull hwn wedi'i ymgorffori mewn rhaglen gynghori hollti, o'r enw StageCoach.

Yn y cyfamser, mae’r adroddiadau’n nodi y “gall llif anwisg o brompant yn y casin fod mor bwysig ag amrywioldeb ffurfiant a chysgodi straen.” Gadewch i ni edrych yn ddyfnach i hyn.

Ffynonellau eraill amrywioldeb cynhyrchu siâl.

Y cwestiwn go iawn yw pa mor bwysig yw dosbarthiad anwastad o broppant i gynhyrchu olew a nwy siâl?

Amrywioldeb mawr ffynhonnau olew a nwy siâl wedi ei ddogfennu. Er enghraifft, mae ffynhonnau llorweddol yn siâl Barnett o hyd nodweddiadol 4000-5000 troedfedd yn dangos bod y 10% isaf o ffynhonnau yn gwneud llai na 600 Mcfd tra bod y 10% uchaf o ffynhonnau yn gwneud mwy na 3,900 Mcfd.

Gwyddom fod nifer o ffactorau eraill yn cyfrannu at amrywioldeb eang y llifau olew neu nwy siâl.

Os caiff hyd ffynnon llorweddol a chyfeiriadedd ffynnon eu normaleiddio i ddileu eu hamrywiaeth, yna gellir ystyried camau ffrac, maint propant, a symiau propant yn effeithiau gorchymyn cyntaf. Mae'r effeithiau gradd cyntaf hyn wedi'u blaenoriaethu a'u hoptimeiddio mewn dramâu siâl mwy aeddfed.

Yna mae yna briodweddau daearegol megis holltau naturiol yn y siâl, straen yn y fan a'r lle, a natur fracturability y graig siâl. Ystyrir bod y rhain yn effeithiau ail drefn oherwydd eu bod yn llawer anoddach eu mesur. Mae ymdrechion i leihau’r ffynonellau amrywioldeb hyn yn cynnwys logio’r ffynnon lorweddol, gosod cebl optig neu offerynnau sonig neu geoffonau microseismig i fesur lledaeniad hollt a rhyngweithio â daeareg leol ar hyd ffynnon lorweddol.

Yn erbyn y ffynonellau amrywioldeb hyn, mae dosbarthiad allanfa'r casin ac unffurfiaeth y propant yn ymddangos o bwysigrwydd tebyg i effeithiau ail drefn eraill megis daeareg a newidiadau straen ar hyd ffynnon lorweddol. Nid oes unrhyw ffordd y gall unffurfiaeth allanfa casio gyfrif am amrywioldeb cynhyrchu rhwng 600 Mcfd a 3,900 Mcfd fel y gwelwyd yn Siâl Barnett.

I ddweud hyn mewn ffordd arall, y peth hanfodol yw cael proppant i adael y rhan fwyaf o'r clystyrau perff, ac i mewn i'r toriadau a grëwyd. Cyflawnwyd hyn trwy bwmpio proppant bach iawn, rhwyll 100 neu 40-70 rhwyll (ac yn aml y ddau) a gwneud y gorau o grynodiad a symiau'r proppant ar gyfer chwarae siâl penodol.

Dyma 90% o'r nod sydd wedi'i gyflawni gyda llwyddiant rhyfeddol yn chwyldro siâl yr 20 mlynedd diwethaf. Felly mae'n anodd gweld o'r profion arwyneb newydd y gallai mân amrywiaeth mewn allanfeydd proppant o un i'r llall clwstwr trydylliad gael effaith gradd gyntaf ar gynhyrchu olew neu nwy.

Ond efallai y bydd canlyniadau profion eraill, gwahanol brofion, yn y prosiect hwn yn datgelu effeithiau mwy arwyddocaol ar gynhyrchu siâl.