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Jul 02, 2023

破砕中にプロパントがどこに行くか知っていると思いますか? 最近のテストに基づく: 賭けないでください

完成エンジニアは、数十年の経験に基づいて、プロッパントがどのように流れるかについていくつかの経験則を見つけ出しました。 GEODynamics が破砕面テストを作成したときに、その知識がテストされました。

完成エンジニアは、数十年の経験に基づいて、プロッパントがどのように流れるかについていくつかの経験則を見つけ出しました。

GEODynamics が最初の支援者である PDC Energy によって作成されたステージ設計をフルサイズで全圧で再現する破砕面テストを作成したときに、その知識が試されました。

油田サービス会社の最初のテストがポンプで行われる前。 関係者は、各クラスターからどれだけの砂が流出するかを最も正確に予測した人に基づいて、勝者が決定されるプールにお金を注ぎました。

「賭けに勝ったのは、fracs がどのように機能するのか全く分かっていなかった CFO でした。 最悪だったのは、破壊を知っていると思っていた人たちだった」と、このプロジェクトのコンサルタントで、テストの設計で重要な役割を果たしたフィル・スナイダー氏は語った。

プールと同様に、テスト結果は、流体と砂が各クラスターからほぼ同じ割合で流出するという広く普及した仮定から乖離しました。

この結果は、「プロパントと流体は、多くの人が信じているほど均一には動かない」ことを示唆している、とGEODynamics社のシニアエンジニアリングテクニカルアドバイザーであるSteve Baumgartner氏は、最近開催されたSPE油圧破砕技術会議および展示会（HFTC）でのテストについて説明しながら述べた。

結果の一部は、コンピュータモデリングや、多くの高速流砂粒子がステージ内の最初の数個の塊をすり抜けて通過することを示す、あまり現実的ではない流動テストを使用した以前の研究と一致していた。

GEODynamics では、中型のプロパント (40 ～ 70 メッシュ) が初期段階をすり抜けて通過する可能性が高く、その結果、初期クラスターでの流出が減少し、後期では流出が増加することが判明しました。 しかし、粒子が小さい場合 (100 メッシュ)、分布はより均一になります。

2回目のテストでは、クラスター間のスラリー分布をより均一にすることを目的とした破壊設計の変更により、クラスター間の差異はさらに減少したが、それでも大きな粒子が初期のクラスターをすり抜ける傾向があることが示された。

GEODynamics が公開したのは、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) が発生する前の 2019 年に終了した一連のテストに使用された、独創的なエンジニアリングの一部を初公開したものです (SPE 209141)。

このテストのアイデアは、過去の破砕作業で生じた疑問に遡ります。 たとえば、破砕中にデータが収集された井戸では、すべてのクラスターが効果的に刺激されたことが示されましたが、後の分析では、クラスターの約半分が生成できなかったことが示されました。 なぜ？

「この不均一性の一部は、地層のばらつきと隣接する破壊段階からの応力シャドウイングに起因すると考えられますが、ケーシング内のプロパントの不均一な流れも重要な役割を果たしている可能性があります」と、完成エンジニアリングのモデル作成に関する 2 番目の論文で述べられています。

砂粒子は水と摩擦低減剤の混合物とは異なる挙動を示す可能性が高いため、砂粒子と流体が同期して移動しないという考えは驚くべきことではありません。

流体の流れと砂の流れが似ていないという前提に基づいて完成品の設計を始めようとするエンジニアにとって難しい問題は、その違いをどのように定量化するかということです。

GEODynamics は、試験データとダウンホール破砕解析を使用して行われたモデリングに基づく代替案を論文で提供しています。 その後、その研究は StageCoach と呼ばれる破砕勧告プログラムに組み込まれました。

この分析は、Apache (現在は APACorp の子会社)、Chesapeake Energy、ExxonMobil、Hess、Jagged Peak Energy を含む支援者グループによって行われた現物支援の 1 つでした。

現在、最初の 2 ラウンドのテスト結果が示されているが、これまでで最も現実的な水上テストが十分に現実的であるかどうかを疑問視する人々にとっては、オープンなシーズンとなっている。

水平坑井で多段階破砕が行われる方法にこれまでで最も近づいて、彼らが何か難しいことをしたことに疑問を抱く人はいないでしょう。

コノコフィリップスのシニアエンジニアリングフェロー、デイブ・クレイマー氏は「彼らはこれをセットアップする上で素晴らしい仕事をした」と語った。 同氏は、この論文は「そのようなテストを検討している人」にとって優れたリソースであると述べた。