Forage et complétion de puits

fracture

Fractures : La Clé pour Débloquer les Réservoirs Serrés dans le Forage et la Complétion des Puits

Dans le monde de l'exploration pétrolière et gazière, les fractures jouent un rôle crucial dans la détermination du succès des opérations de forage et de complétion des puits. Ces fissures ou crevasses au sein des formations rocheuses peuvent être d'origine naturelle ou induites, et elles impactent significativement l'écoulement des hydrocarbures du réservoir vers le puits.

Fractures Naturelles :

  • Formation : Ces fractures se développent naturellement en raison de l'activité tectonique, du stress ou de l'érosion. Elles peuvent être de petites fissures capillaires ou de grandes fissures ouvertes.
  • Impact : Les fractures naturelles peuvent améliorer la perméabilité du réservoir, permettant un écoulement accru des fluides. Elles agissent comme des conduits pour que le pétrole et le gaz migrent vers le puits, rendant la production plus efficace.
  • Exemple : Les formations de schiste serrées contiennent souvent des fractures d'origine naturelle qui jouent un rôle crucial dans leur productivité.

Fractures Induites :

  • Formation : Ces fractures sont créées intentionnellement en injectant des fluides à haute pression dans le réservoir, un processus connu sous le nom de fracturation hydraulique.
  • Impact : La fracturation induite augmente la perméabilité et crée de nouveaux chemins d'écoulement, augmentant considérablement la productivité du réservoir, en particulier dans les formations serrées avec une faible perméabilité naturelle.
  • Exemple : La fracturation hydraulique est une technique courante utilisée pour extraire le pétrole et le gaz des formations de schiste, où elle crée des réseaux de fractures complexes qui améliorent la production.

Types de Fractures :

  • Mode I (Tension) : Causées par des forces de traction qui ouvrent une fissure perpendiculairement à la direction de la force.
  • Mode II (Cisaillement) : Causées par des forces de glissement le long du plan de fracture.
  • Mode III (Déchirure) : Causées par des forces de déchirure perpendiculaires au plan de fracture.

Caractérisation des Fractures :

  • Ouverture : La largeur ou l'ouverture d'une fracture.
  • Longueur : La distance entre les extrémités de la fracture.
  • Orientation : La direction du plan de fracture.
  • Connectivité : Le degré de connexion entre les fractures.

Importance dans le Forage et la Complétion des Puits :

  • Caractérisation du Réservoir : Comprendre l'emplacement, la taille et la connectivité des fractures est crucial pour optimiser le placement des puits, la conception de la complétion et la stratégie de production.
  • Stimulation : Les opérations de fracturation sont souvent utilisées pour améliorer la productivité du réservoir et maximiser le recouvrement des hydrocarbures.
  • Stabilité du Puits : Les fractures peuvent affecter la stabilité du puits, provoquant l'effondrement du trou de forage ou des pertes de fluide.

Conclusion :

Les fractures sont des éléments essentiels dans les réservoirs de pétrole et de gaz, influençant l'écoulement des fluides, les performances des puits et l'efficacité de la production. Comprendre et caractériser ces structures géologiques est essentiel pour le succès des opérations de forage, de complétion et de production. En exploitant à la fois les fractures naturelles et induites, l'industrie peut libérer le potentiel des réservoirs serrés et maximiser le recouvrement des hydrocarbures.


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Quiz on Fractures in Drilling & Well Completion

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. Which type of fracture is formed naturally due to tectonic activity or erosion?

a) Induced fracture
b) Hydraulic fracture
c) Natural fracture

Answer

c) Natural fracture

2. What is the primary impact of fractures on reservoir productivity?

a) Reducing permeability
b) Increasing permeability
c) Decreasing reservoir pressure

Answer

b) Increasing permeability

3. Which type of fracture is created deliberately by injecting high-pressure fluids into the reservoir?

a) Mode I fracture
b) Induced fracture
c) Natural fracture

Answer

b) Induced fracture

4. Which fracture characteristic refers to the width or opening of a fracture?

a) Length
b) Orientation
c) Aperture

Answer

c) Aperture

5. Which of the following is NOT a reason why fractures are important in drilling and well completion?

a) Reservoir characterization
b) Stimulation
c) Wellbore stability
d) Increasing reservoir pressure

Answer

d) Increasing reservoir pressure

Exercise: Fracture Characterization

Scenario: You are working on a project to evaluate the potential of a tight shale formation for oil production. A geological study has identified two sets of natural fractures:

  • Set A: Fractures with an average aperture of 0.5 mm, length of 10 meters, and orientation of N45°E.
  • Set B: Fractures with an average aperture of 1.0 mm, length of 5 meters, and orientation of S30°W.

Task:

  • Compare and contrast the two sets of fractures in terms of their potential impact on reservoir productivity.
  • Explain which set of fractures would be more beneficial for well placement and stimulation.
  • Justify your reasoning based on the characteristics of the fractures.

Exercice Correction

**Comparison and Contrast:** * **Aperture:** Set B has a larger average aperture (1.0 mm) compared to Set A (0.5 mm). Larger apertures allow for greater fluid flow, making Set B more beneficial for productivity. * **Length:** Set A has longer fractures (10 meters) than Set B (5 meters). Longer fractures can potentially connect larger portions of the reservoir, enhancing fluid flow. * **Orientation:** The fractures in Set A (N45°E) and Set B (S30°W) have different orientations. This difference can be crucial for well placement and stimulation strategies, as well placement along the fracture orientation can maximize fluid flow. **Beneficial Fracture Set:** * **Set B is likely more beneficial for well placement and stimulation due to its larger aperture, which can lead to higher productivity.** * **However, Set A's longer fractures might be advantageous for connecting larger portions of the reservoir if they are well-connected.** **Reasoning:** * Larger aperture allows for easier fluid flow, making the fractures more efficient conduits for hydrocarbons. * Fracture orientation should align with well placement to optimize fluid flow and maximize production. * Longer fractures potentially connect larger reservoir areas, enhancing fluid flow and recovery. **Conclusion:** While both fracture sets have positive implications, Set B's larger aperture makes it potentially more favorable for improving productivity, particularly when considering well placement and stimulation strategies.


Books

  • "Fractured Reservoirs" by R.G. Nelson (2001) - Comprehensive overview of fractured reservoirs, covering characterization, modeling, and production techniques.
  • "Petroleum Geology" by D. Selley (2005) - Chapter dedicated to fracture characterization and their impact on reservoir performance.
  • "Hydraulic Fracturing" by M.J. Economides and K.G. Watkins (2000) - Focus on the theory, practice, and applications of hydraulic fracturing.

Articles

  • "Fractured Reservoirs: A Review of Key Concepts and Techniques" by M. O'Brien and D. Hawkins (2014) - Review of key concepts, techniques, and challenges in fractured reservoir characterization and management.
  • "The Role of Natural Fractures in Shale Gas Production" by R. Montgomery et al. (2011) - Focuses on the influence of natural fractures on shale gas production.
  • "Hydraulic Fracturing: A Review of Environmental Issues and Mitigation Strategies" by M. Fisher et al. (2016) - Examines the environmental impacts of hydraulic fracturing and potential mitigation strategies.

Online Resources

  • SPE (Society of Petroleum Engineers) - A wealth of technical papers, presentations, and publications on fractured reservoirs.
  • OnePetro - Online library with a collection of technical papers and reports related to oil and gas exploration, including fractured reservoirs.
  • Schlumberger - Offers technical resources, case studies, and white papers related to reservoir characterization, stimulation, and wellbore stability.
  • Halliburton - Provides similar resources to Schlumberger, focusing on hydraulic fracturing and well completion technologies.

Search Tips

  • "Fractured Reservoirs" + " [specific topic]" - For example, "fractured reservoirs characterization", "fractured reservoirs stimulation", etc.
  • "Natural Fractures" + " [formation type]" - For example, "natural fractures in shale", "natural fractures in carbonates", etc.
  • "Hydraulic Fracturing" + " [technical aspect]" - For example, "hydraulic fracturing design", "hydraulic fracturing fluid", "hydraulic fracturing environmental impact", etc.
  • "Fracture Network Modeling" + " [software]" - For example, "fracture network modeling Petrel", "fracture network modeling Eclipse", etc.

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