Experimental and Numerical Study on Spontaneous Imbibition of Fracturing Fluids in Shale Gas Formation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract During some hydraulic fracturing processes, it is found that only 10% to 50% of fracturing fluids is recovered. This paper investigates how much of the remaining fracturing fluids are imbibed by shale rocks as a function of time, and also investigates the influence of various parameters on the imbibition process including: lithology, reservoir characteristics, and fluid properties. In addition, based on the experimental results, a numerical model is developed to estimate the amount and rate of spontaneous imbibition during fracturing over the entire fracture face. The rock samples are from the Horn River formation. The fracturing fluids used in the experiments include 2% KCL, 0.07% friction reducer and 2% KCL substitute. Distilled water is also used in experiments as control groups. Through spontaneous imbibition experiments, the relationships between imbibed weight of fluid and time show that the content of clay is the most important factor which affects the total amount imbibed. Shale matrix with high clay content can imbibe volume of fluid greater than its measured porous space because of the clay's strong ability to expand and hold water. Small porosity with less total organic carbon (TOC) results in the highest imbibed rate. Contact angle results show the stronger water wet shale samples have a faster imbibed rate. Temperature also influence amount of imbibition. The total imbibed volume decreases as the environment temperature rises. From this paper, it can help optimally design fracturing fluid for different conditions of shale formation to reduce fluid loss. We find that 2% KCL and 2% KCL substitute fracturing fluid are imbibed 10% to 40% less than 0.07% friction reducer in shale formation with high clay content; while in shale formation with low clay content, the opposite occurs. 0.07% friction reducer is imbibed 10% to 30% less than 2% KCL, but has similar imbibed amount with 2% KCL substitute. The numerical model results are matched with the experiment results in order to estimate relative permeability and initial water saturation in the model which can represent the properties of rocks. This model can use to estimate the total imbibed volume along fracture faces through spontaneous imbibition.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».