Under de senaste åren tenderar sprickkonstruktioner att använda längre sprickavsnitt och öka antalet perforeringskluster med målet att spara tid och kostnad. Emellertid visar papper som presenterades vid SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference och utställning att begreppet att minska antalet perforeringar i varje perforeringskluster och förbättra sprickningseffekten gradvis blir branschkonsensus.
Traditionella sprickkonstruktioner tror att långa sprickavsnitt och flera perforeringskluster kan öka olje- och gasproduktionen. Men med djupgående forskning har vissa företag börjat ifrågasätta detta samförstånd och försöka använda kortare sprickavsnitt och färre perforeringskluster för att genomföra sprickor för att verifiera om olje- och gasproduktionen kan ökas.
ConocoPhillips överväger att "återvända till sprickor med färre perforeringskluster." Dave Cramer, en seniorteknisk forskare vid företaget, sa att de i vissa områden testar färre perforeringskluster baserat på fiberoptiska övervakningsdata från angränsande brunnar. Uppgifterna visar att efter att ha minskat antalet perforeringskluster har den avlägsna fraktureringens enhetlighet förbättrats. Han tillade också att en annan fördel med att förkorta sprickavsnittet är att det kan öka den hydrauliska sprickningsinjektionshastigheten och därmed öka sprickbredden och förbättra proppanttransporten. Denna utforskning av förkortning av sprickavsnittet har en grund.
Ett papper som nyligen publicerades av Devon Energy drog slutsatsen att korta sprickavsnitt med färre perforeringskluster har högre sprickningseffektivitet än långa sprickavsnitt med fler perforeringskluster. Sidpapperet 36- är baserat på det storskaliga sprickningstestet av hydraulisk sprickningstestplats 1 (HFTS1) i Eagle Ford hydrauliska sprickfält.
En testbrunn användes för att testa spricksektioner med olika antal perforeringskluster för att utforska den mest effektiva upprepade sprickningsmetoden och kompensera för de berikade olje- och gasbergningsformationerna som inte helt användes i den tidiga sprickningsdesignen. Forskningsdata har delats med företagen som stöder detta offentlig-privata partnerskapsprojekt, och ConocoPhillips är en av deltagarna. Författarna till uppsatsen sa: "Sammantaget har sprickavsnittsdesignen med färre perforeringskluster högre klustereffektivitet." Perforeringsklustereffektivitet beror på om vätskesintagshålen i perforeringsklustret kan erhålla tillräcklig vätska och nå en tillräckligt hög injektionshastighet för att bilda effektiva frakturer, och spricklängden påverkas av många faktorer, inklusive pumphastigheten, antalet vätskesintagshål, öppningsstorleken och dess fördelning. Det aktuella kärnkonceptet för de flesta sprickningsdesigner är baserat på metoden med begränsad inträde.
Branschens uppmärksamhet på balanserad sprickning kan spåras tillbaka till tidig fiberoptisk övervakningsforskning. Vid den tiden konstaterades att de första perforeringsklusterna vid hälen på den horisontella sektionen absorberade det mesta av vätskan och bildade det dominerande frakturen, och de efterföljande perforeringsklusterna var under otillräckligt tryck, vilket resulterade i ojämnt sprickor.
Devon Energy använder en ny metod som utvecklats oberoende för att samla in sprickutbredningsdata, vilket gör sin fraktureringsutvärderingsmetod annorlunda än traditionell kognition. På Eagle Ford Test Well-webbplatsen placerade Devon optiska fibrer i observationsbrunnen 225 meter från en återfraktande brunn och registrerade expansionsplatsen för varje fraktur genom töjningsmätning. Den använde också WellBore Imaging Technology för att observera utvidgningen av frakturer vid vätskeintagets perforering under tryckpumpningsprocessen och utvärderade sprickningseffektiviteten hos sprickorna genom att kombinera de två typerna av data.
Forskare observerade att klusteravsnittet 22-} producerade de mest långa frakturerna (totalt 4), men stod endast för 18% av det totala antalet långa frakturer uppmätta i observationsbrunnen; Avsnittet 7- hade i genomsnitt 2,5 långa frakturer, och stod för 35%och presterade bättre. Dataanalys visar att klustereffektiviteten för 7- klusterfraktureringssektionen med hög perforeringsfriktionstryck når 100%, effektiviteten för klusteravsnittet 22-} är mellan de två.
I sprickavsnittet med ett stort antal perforeringskluster konstaterades att alla dominerande frakturer kom från hälen på sprickavsnittet, vilket indikerar att perforeringskluster vid tåänden inte var helt reformerade, vilket visar att den höga klusterdensitetsdesignen kan leda till otillräcklig reform av icke-dominerande perforeringskluster. Dessutom lade Cramer fram en icke-intuitiv vy baserad på proppantfördelningen av kortare sprickavsnitt. Han tror att det dominerande perforeringsklusteret som absorberar den mest vätskan kanske inte kan absorbera samma mängd proppant. I det här fallet, även om det stora frakturen fungerar bra i det tidiga skedet, kan produktionskapaciteten minska på grund av otillräckligt stöd på lång sikt.
Även om det för närvarande finns en brist på specifika uppgifter om huruvida förkortning av sprickavsnittet kan öka tillräcklig produktion för att kompensera för de extra sprickningskostnaderna, har denna fråga blivit avgörande eftersom marknadsandelen för noterade företag i stora skifferblock fortsätter att expandera. Under trenden med ultra-långa sprickavsnitt är det av stor betydelse att utforska fördelarna med att förkorta sprickavsnitt.