Fracturing Fluid Distribution in Shale Gas Reservoirs Due to Fracture Closure, Proppant Distribution and Gravity Segregation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Many stimulated shale gas wells experience surprisingly low fracturing fluid recoveries. Fracture closure, gravity segregation, fracture tortuosity, proppant distribution, and shut-in (soaking) time have been widely postulated to be the contributing factors. This study examines the impacts of these factors on fracturing fluid distribution using flow and geomechanical simulations. The results are analyzed to understand the circumstances under which fluid recovery might be beneficial or detrimental to well performance. A series of 3D numerical models are constructed based on petrophysical parameters, fluid properties and operational constraints representative of Horn River shale gas reservoir. Hydraulic fracture is modeled explicitly in the computational domain. Complex partially-propped fracture geometry is computed using numerical constitutive models. The physical process of fracture closure during shut-in and production periods is modeled by adjusting the fracture volume and fracture conductivity dynamically. Non-Darcy behavior due to high gas velocity in fracture and matrix desorption are considered. The coupled effect of multi-phase flow, gravity and geomechanics is simulated to examine the mechanisms responsible for the low fracturing fluid recovery and the ensuing fluid distribution away from the wellbore. Water uptake into the matrix is influenced by forced and spontaneous imbibition due to the large pressure differential across the matrix-fracture interface and matrix capillarity. Additional water is displaced into the matrix as pressure depletes and fracture closes. Gravity segregation may lead to water accumulating near the bottom of a vertical planar fracture, but fracture tortuosity could limit the segregation and promote a more uniform fluid distribution. The influence of proppant distribution is far more complex: results of the geomechanical simulation confirm the formation of a residual opening above of the proppant pack in a partially-propped fracture. Despite gas production is often hampered by non-uniform proppant distribution, the residual opening offers a highly conductive flow path for gas, which is much more mobile than the water-based fracturing fluid; this further aggravates the phenomenon of gravity segregation. Extended shut-in time may enhance the initial gas rate, but lower late-time production is observed. Analysis of the residual opening of a partially-propped fracture and its implications on production performance is novel. The results highlight the interactions between different mechanisms on fracturing fluid distribution in 3D. A few practical insights pertinent to the optimal operation strategy are explained.
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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 | 0,001 | 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 ».