Аналитическая модель неизотермической фильтрации газированной нефти в пласте с трещиной гидроразрыва

Abstract

Эффективность разработки низкопроницаемых коллекторов во многом определяется адекватной оценкой геометрии трещин, создаваемых при гидроразрыве пласта. Хотя скважинная термометрия является перспективным методом диагностики, ее информативность при отборе нефти часто ограничивается малыми температурными сигналами и сложностью их интерпретации. Настоящая работа исследует влияние разгазирования пластовой нефти на температурное поле в трещине гидроразрыва пласта и оценивает потенциал использования этого эффекта для определения параметров трещины. С помощью аналитического моделирования, основанного на решении уравнения теплового баланса с учетом ключевых термодинамических эффектов и фазовых переходов в приближении билинейного потока, проанализирована динамика забойной температуры при отборе газонасыщенной нефти. Расчеты показали, что эндотермический эффект разгазирования доминирует над другими тепловыми эффектами, приводя к значительному охлаждению флюида. Важнейшим результатом является установление зависимости степени этого охлаждения от ширины трещины: более узкие трещины, характеризующиеся большим падением давления, демонстрируют более интенсивное разгазирование и, соответственно, более низкую температуру на забое. Таким образом, процесс разгазирования позволяет усилить температурный сигнал, связанный с геометрией трещины. Это указывает на принципиальную возможность и повышенную информативность использования данных термометрии для оценки ширины трещины гидроразрыва пласта при разработке месторождений с газонасыщенной нефтью, превращая эффект разгазирования в полезный диагностический фактор.

The efficiency of developing low-permeability reservoirs is largely determined by the accurate estimation of the geometry of fractures created during hydraulic fracturing. Although downhole thermometry is a promising diagnostic method, its informativeness during oil production is often limited by small temperature signals and the complexity of their interpretation. This work investigates the influence of reservoir oil degassing on the temperature field in a hydraulic fracture and assesses the potential of using this effect to determine fracture parameters. Using analytical modeling based on the heat balance equation, which accounts for key thermodynamic effects and phase transitions in a bilinear flow approximation, the dynamics of bott om-hole temperature during the production of gas-saturated oil were analyzed. The calculations showed that the endothermic effect of degassing dominates other thermal effects, leading to significant fluid cooling. The most important result is the established dependency of the degree of this cooling on the fracture width: narrower fractures, characterized by a larger pressure drop, demonstrate more intense degassing and, consequently, a lower bott om-hole temperature. Thus, the degassing process enhances the temperature signal related to fracture geometry. This indicates the fundamental possibility and increased informativeness of using thermometry data to estimate hydraulic fracture width when developing fields with gas-saturated oil, turning the degassing effect into a useful diagnostic factor.