Blog

Jul 02, 2023

Vous pensez savoir où va l'agent de soutènement pendant la fracturation ? Basé sur des tests récents : ne pariez pas là-dessus

Les ingénieurs de finition ont établi quelques règles empiriques sur la façon dont l'agent de soutènement s'écoule, sur la base de décennies d'expérience. Ces connaissances ont été mises à l'épreuve lorsque GEODynamics a créé un test de surface de fracturation.

Les ingénieurs de finition ont établi quelques règles empiriques sur la façon dont l'agent de soutènement s'écoule, sur la base de décennies d'expérience.

Ces connaissances ont été mises à l’épreuve lorsque GEODynamics a créé un test de fracturation de surface qui offrait une reconstitution grandeur nature et sous pleine pression d’une conception de scène créée par son bailleur de fonds initial, PDC Energy.

Avant que le premier test de la société de services pétroliers ne soit pompé. les personnes impliquées ont mis leur argent dans une cagnotte, le gagnant étant basé sur celui qui a prédit le plus précisément la quantité de sable qui s'écoulait de chaque grappe.

« Celui qui a gagné le pari était le directeur financier qui n’avait aucune idée du fonctionnement des fracturations. Les pires étaient ceux qui pensaient connaître la fracturation », a déclaré Phil Snider, consultant sur le projet qui a joué un rôle clé dans la conception du test.

Comme pour la piscine, les résultats des tests s'écartaient de l'hypothèse largement répandue selon laquelle le fluide et le sable s'écoulaient dans des proportions à peu près égales au niveau de chaque groupe.

Les résultats suggèrent que « l'agent de soutènement et le fluide ne se déplacent pas aussi uniformément que beaucoup le pensent », a déclaré Steve Baumgartner, conseiller technique principal en ingénierie chez GEODynamics, tout en décrivant les tests effectués lors de la récente conférence et exposition sur la technologie de fracturation hydraulique SPE (HFTC).

Certains des résultats concordaient avec des études antérieures utilisant une modélisation informatique et des tests d'écoulement moins réalistes montrant que de nombreux grains de sable à écoulement rapide glissaient au-delà des premiers amas d'un étage.

GEODynamics a découvert qu'un agent de soutènement de taille moyenne (40 à 70 mesh) est susceptible de passer au-delà des premiers stades, ce qui entraîne une réduction de l'écoulement dans les premiers groupes et un écoulement plus important plus tard dans le stade. Mais si les grains sont plus petits (100 mesh), la répartition est plus homogène.

Une deuxième série de tests a montré qu'un changement dans la conception de la fracture visant à obtenir une répartition plus uniforme de la boue d'une grappe à l'autre réduisait davantage les différences entre les grappes, mais les grains plus gros avaient toujours tendance à passer au-delà des premières grappes.

Ce que GEODynamics a rendu public est un premier aperçu d’une ingénierie ingénieuse utilisée pour une série de tests qui se sont terminés en 2019, avant l’arrivée du COVID-19 (SPE 209141).

L'idée du test remonte aux questions soulevées par les travaux de fracturation antérieurs. Par exemple, lorsqu'un puits où les données recueillies lors de la fracturation indiquaient que tous les clusters étaient efficacement stimulés, mais qu'une analyse ultérieure indiquait qu'environ la moitié d'entre eux n'avaient pas réussi à produire. Pourquoi?

"Cette non-uniformité peut être attribuée en partie à la variabilité de la formation et à l'ombre des contraintes provenant des étapes de fracture adjacentes, mais un flux non uniforme d'agent de soutènement dans le tubage peut également jouer un rôle important", indique un deuxième article sur la création d'un modèle pour l'ingénierie de complétion.

L’idée selon laquelle les grains de sable et le fluide ne se déplacent pas de manière synchronisée ne semble pas surprenante, car les grains de sable sont susceptibles de se comporter différemment d’un mélange d’eau et d’un réducteur de friction.

La question difficile pour tout ingénieur souhaitant commencer à concevoir des finitions en partant de l’hypothèse que les écoulements de fluides et de sable ne sont pas similaires est de savoir comment quantifier cette différence.

GEODynamics propose dans ses articles une alternative basée sur la modélisation réalisée à l'aide de ses données de test ainsi que sur l'analyse de fracturation en fond de trou. Ce travail a depuis été intégré à un programme consultatif sur la fracturation, appelé StageCoach.

L’analyse faisait partie du soutien en nature apporté par un groupe de partisans qui s’est élargi pour inclure Apache (maintenant une filiale d’APACorp), Chesapeake Energy, ExxonMobil, Hess et Jagged Peak Energy.

Maintenant qu’ils montrent les résultats des deux premières séries de tests, la saison est ouverte à ceux qui se demandent si le test de surface le plus réaliste jamais réalisé est suffisamment réaliste.

Personne ne remet en question le fait qu’ils ont fait quelque chose de difficile en se rapprochant le plus possible de la façon dont la fracturation en plusieurs étapes est réalisée dans les puits horizontaux.

"Ils ont fait un excellent travail en mettant cela en place", a déclaré Dave Cramer, ingénieur principal chez ConocoPhillips. Il a déclaré que cet article constitue une excellente ressource pour « quiconque envisage un test comme celui-là ».