2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/PMI.2022.98 pmi-15957 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15957 Comprehensive assessment of hydraulic fracturing technology efficiency for well construction during hydrocarbon production Комплексная оценка эффективности технологии гидравлического разрыва пласта для проведения скважин при добыче углеводородов Bosikov Igor I. Босиков И. И. Bosikov Igor I. igor.boss.777@mail.ru 0000-0001-8930-4112 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (Россия) North Caucasus Mining and Metals Institute (State Technological University) (Russia) Klyuev Roman V. Клюев Р. В. Klyuev Roman V. igor.boss.777@mail.ru 0000-0003-3777-7203 Московский политехнический университет (Россия) Moscow Polytechnic University (Russia) Мayer Аndrey V. Майер А. В. Мayer Аndrey V. igor.boss.777@mail.ru 0000-0003-4408-8633 Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина (Россия) National University of Oil and Gas “Gubkin University” (Russia) 29 12 2022 2022 258 1018 1025 15 09 2022 17 11 2022 29 12 2022 © 2022 И. И. Босиков, Р. В. Клюев, А. В. Майер © 2022 Igor I. Bosikov, Roman V. Klyuev, Аndrey V. Мayer 2022 И. И. Босиков, Р. В. Клюев, А. В. Майер Igor I. Bosikov, Roman V. Klyuev, Аndrey V. Мayer Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15957

Неотъемлемой и одной из основополагающих отраслей для экономики Российской Федерации на протяжении последних лет является нефтегазовая промышленность. Основными проблемами этой отрасли традиционно были ухудшение структуры запасов нефти; изношенность основных фондов; замедление темпов роста и падение добычи нефти. В последнее время к ним добавился ряд новых негативных тенденций, связанных с недостаточным инвестированием, ограничением объемов финансирования, ухудшением ситуации с доступом к новой технике и технологиям. Задачей исследований является комплексная оценка технологии гидравлического разрыва пласта при проведении скважин и повышение извлечения и интенсификации добычи углеводородов. При проведении исследований использовались методы моделирования для оценки продуктивности каждой трещины. Для определения геомеханических свойств пласта применялись геофизические методы (сейсморазведка). Проведена комплексная оценка технологии гидравлического разрыва пласта при проводке скважин, что позволило на практике увеличить вертикальную проницаемость и объединить разрозненные части коллектора, определить эффективность разработки месторождения углеводородов.

The oil and gas industry has been an integral and fundamental sector of the Russian economy for the past few years. The main problems of this industry have traditionally been the deteriorating structure of oil reserves; depreciation of main assets; slowdown and decline in oil production. Recently these have been complicated by a number of new negative trends related to underinvestment, limited financial resources, deteriorating access to new equipment and technologies. The task of the research is to make a comprehensive assessment of hydraulic fracturing technology during well construction and to increase the recovery and intensification of hydrocarbons production. In this research, modeling techniques were used to assess the productivity of each fracture. Geophysical methods (seismic survey) were used to determine the geomechanical properties of the formation. Comprehensive assessment of hydraulic fracturing technology during well construction was carried out, which allowed to increase vertical permeability and unite disparate parts of the reservoir in practice, and to determine the development efficiency of the hydrocarbon field.

 Ключевые слова нефтяные и газовые месторождения технология гидравлического разрыва пласта трещиноватость пласта ориентация трещин шельф горизонтальные скважины Keywords oil and gas fields hydraulic fracturing technology formation fracturing fracture orientation offshore horizontal wells Агзамов А.Х., Эфендиев Г.М., Молдабаева Г.Ж. и др. Результаты численных экспериментов по установлению степени влияния депрессий на коэффициенты извлечения газа и конденсата // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2022. № 4. С. 57-76. DOI: 10.31660/0445-0108-2022-4-57-76 Agzamov A.K., Efendiyev G.М., Moldabayeva G.Z. et al. Results of numerical experiments to establish the influence of drawdown degree on gas and condensate recovery factors. Oil and Gas Studies. 2022. N 4, p. 57-76 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2022-4-57-76 Бембель Р.М., Сухов Л.А., Щетинин И.А. Пути повышения геологической эффективности освоения месторождений углеводородов в Западной Сибири // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2017. № 6. С. 6-10. DOI: 10.31660/0445-0108-2017-6-6-10 Bembel R.M., Sukhov V.A., Schetinin I.A. Ways of Increasing Geological Efficiency of Hydrocarbon Fields Development in Western Siberia. Oil and Gas Studies. 2017. N 6, p. 6-10 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2017-6-6-10 Босиков И.И., Клюев Р.В., Егорова Е.В. Оценка перспектив нефтегазоносности Северо-Восточного блока Южно-Хулымского месторождения // Устойчивое развитие горных территорий. 2019. Т. 11. № 1 (39). С. 7-14. DOI: 10.21177/1998-4502-2019-11-1-7-14 Bosikov I.I., Klyuev R.V., Egorova E.V. Assessment of Oil and Gas Potential Prospects of the North Eastern Unit of the South Khulym Deposit. Sustainable Development of Mountain Territories. 2019. Vol. 11. N 1 (39), p. 7-14 (in Russian). DOI: 10.21177/1998-4502-2019-11-1-7-14 Гайдук В.В. Природа нефтегазоносности Терско-Сунженского нефтегазоносного района // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2019. № 2. С. 40-46. DOI: 10.30713/2413-5011-2019-2-40-46 Gayduk V.V. The Nature of the Oil and Gas Potential of the Tersko-Sunzhensky Oil and Gas-Bearing Region. Geology, Geophysics and Development of Oil and Gas Fields. 2019. N 2, p. 40-46 (in Russian). DOI: 10.30713/2413-5011-2019-2-40-46 Данилов В.Н. Надвигообразование и нефтегазоносность Предуральского краевого прогиба // Геология нефти и газа. 2021. № 1. С. 57-72. DOI: 10.31087/0016-7894-2021-1-57-72 Danilov V.N. Formation of Thrusts and Hydrocarbon Potential of Urals Foredeep. Russian Oil and Gas Geology. 2021. N 1, p. 57-72 (in Russian). DOI: 10.31087/0016-7894-2021-1-57-72 Бородкин В.Н., Смирнов О.А., Лукашов А.В. и др. Сейсмогеологическая модель и перспективы нефтегазоносности палеозойско-мезозойских отложений севера Западной Сибири на базе сейсморазведки 2D, 3D // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2022. Т. 17. № 2. DOI: 17353/2070-5379/18_2022 Borodkin V.N., Smirnov O.A., Lukashov A.V. et al. Seismogeological Model and Petroleum Prospects of the Paleozoic-Mesozoic Strata Belonging to the North of Western Siberia on the Basis of 2D, 3D Seismic Exploration. Petroleum Geology. Theore-tical and applied studies. 2022. Vol. 17. N 2 (in Russian). DOI: 10.17353/2070-5379/18_2022 Ивлев Д.А. Метод регионального прогноза нефтегазоносности территорий алгоритмами машинного обучения на примере Тюменской свиты Западной Сибири // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 1. С. 41-53. DOI: 10.18799/24131830/2021/1/2998 Ivlev D.A. Method for Regional Forecast of Oil and Gas Potential Territories by Machine Learning Algorithms on the Example of the Tyumen Formation of Western Siberia. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2021. Vol. 332. N 1, p. 41-53 (in Russian). DOI: 10.18799/24131830/2021/1/2998 Каукенова А.С. Перспективы нефтегазоносности в Южно-Торгайском бассейне // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2020. № 3. С. 38-45. DOI: 32454/0016-7762-2020-63-3-38-45 Kaukenova A.S. Oil and gas potential of the south Turgay basin. Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration. 2020. N 3, p. 38-45 (in Russian). DOI: 10.32454/0016-7762-2020-63-3-38-45 Кобылинский Д.А. Критерии определения нефтегазоносности территории на основе данных наземной геохимической съемки, выполненной по грунту и искусственному сорбенту // Вестник евразийской науки. 2020. Т. 12. № 6. № 5120. Kobylinsky D.A. Criteria for determining the oil and gas potential of the territory based on the data of ground geochemical survey performed on the ground and artificial sorbent. The Eurasian Scientific Journal. 2020. Vol. 12. N 6. N 51NZVN6.20. Босиков И.И., Мазко А.И., Майер А.В., Гагарина О.В. Комплексный анализ условий и особенностей нефтегазоносности в пределах Ахловской структурной зоны (Северный Кавказ) // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2021. № 2. С. 25-38. DOI: 31660/0445-0108-2021-2-25-38 Bosikov I.I., Mazko A.I., Mayer A.V., Gagarina O.V. A Comprehensive Analysis of Conditions and Features of Oil-And-Gas Content within the Akhlovskaya Structural Zone (The North Caucasus). Oil and Gas Studies. 2021. N 2, p. 25-38 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2021-2-25-38 Паникаровский Е.В., Паникаровский В.В., Анашкина А.Е. Опыт разработки Ванкорского месторождения // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2019. № 1. С. 47-51. DOI: 10.31660/0445-0108-2019-1-47-51 Panikarovskii E.V., Panikarovskii V.V., Anashkina A.E. Vankor oil field development experience. Oil and Gas Studies. 2019. N 1, p. 47-51 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2019-1-47-51 Насибова Г.Д., Мухтарова Х.З. Перспективы нефтегазоносности Шамахы-Гобустанской впадины в связи с ее структурно-тектоническими особенностями // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 4. С. 7-16. DOI: 10.18799/24131830/2021/04/3143 Nasibova G.J., Mukhtarova Kh.Z. Oil and gas prospects of the Shamakhy-Gobustan depression in relation to its structural and tectonic properties. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2021. Vol. 332. N 4, p. 7-16 (in Russian). DOI: 10.18799/24131830/2021/04/3143 Севостьянова Р.Ф., Ситников В.С. Развитие представлений о строении и нефтегазоносности территории непско-ботуобинской антеклизы и прилегающей части предпатомского прогиба // Записки Горного института. 2018. Т. 234. С. 599-603. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.599 Sevostyanova R.F., Sitnikov V.S. The Development of Ideas about the Structure and Oil and Gas Potential of Nepa-Botuoba Anteclise and Adjacent Part of Predpatomskii Trough. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 234, p. 599-603. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.599 Черкашин В.И., Сабанаев К.А., Гаджиева Т.Р. и др. Тектоническое строение и перспективы нефтегазоносности осадочного покрова дна Каспийского моря // Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2018. № 4 (75). С. 24-29. DOI: 10.31161/2541-9684-2018-62-4-25-30 Cherkashin V.I., Sabanaev K.A., Gadzhieva T.R. et al. Tectonic structure and prospects on oil and gas content in the sedimentary cover of the Caspian Sea bed. Trudy Instituta geologii Dagestanskogo nauchnogo tsentra RAN. 2018. N 4 (75), p. 24-29 (in Russian). DOI: 10.31161/2541-9684-2018-62-4-25-30 Ульмасвай Ф.С., Добрынина С.А., Сидорчук Е.А. Новые закономерности распределения нефтегазоносности в осадочной толще (на примере Предкавказья) // Актуальные проблемы нефти и газа. 2018. № 1(20). DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-20.art8 Ulmasvay F.S., Dobrynina S.A., Sidorchuk E.A. New Regularities in the Distribution of Oil and Gas in Sedimentary Stratum (by the Case of Ciscaucasia). Actual Problems of Oil and Gas. 2018. N 1 (20) (in Russian). DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-20.art8 De Oliveira D.M., Sobral L.G.S., Olson G.J., Olson S.B. Acid leaching of a copper ore by sulphur-oxidizing microorganisms // Hydrometallurgy. Vol. 147-148. P. 223-227. DOI: 10.1016/j.hydromet.2014.05.019 De Oliveira D.M., Sobral L.G.S., Olson G.J., Olson S.B. Acid leaching of a copper ore by sulphur-oxidizing microorganisms. Hydrometallurgy. 2014. Vol. 147-148, p. 223-227. DOI: 10.1016/j.hydromet.2014.05.019 Клюев Р.В., Босиков И.И., Майер А.В., Гаврина О.А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-технической системы // Устойчивое развитие горных территорий. 2020. № 2. С.283-290. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290 Klyuev R.V., Bosikov I.I., Mayer A.V., Gavrina O.A. Comprehensive Analysis of the Effective Technologies Application to Increase Sustainable Development of the Natural-Technical System. Sustainable Development of Mountain Territories. 2020. N 2, p. 283-290 (in Russian). DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290 Босиков И.И., Клюев Р.В., Гаврина О.А. Анализ геолого-геофизических материалов и качественная оценка перспектив нефтегазоносности Южно-Харбижинского участка (Северный Кавказ) // Геология и геофизика Юга России. 2021. Т. 11. № 1. С. 6-21. DOI: 46698/VNC.2021.36.47.001 Bosikov I.I., Klyuev R.V., Gavrina O.A. Analysis of geological-geophysical materials and qualitative assessment of the oil and gas perspectives of the Yuzhno-Kharbizhinsky area (Northern Caucasus). Geology and Geophysics of Russian South. 2021. Vol. 11, p. 6-21 (in Russian). DOI: 10.46698/VNC.2021.36.47.001 Босиков И.И., Мазко А.И., Майер А.В. Комплексная оценка коллектора продуктивного пласта Каневского месторождения // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2021. № 3. С. 25-36. DOI: 31660/0445-0108-2021-3-25-36 Bosikov I.I., Mazko A.I., Mayer A.V. A comprehensive evaluation of the productive formation collector of the Kanevskoye field. Oil and Gas Studies. 2021. N 3, p. 25-36 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2021-3-25-36 Босиков И.И., Клюев Р.В., Силаев И.В. Комплексный анализ геолого-промышленных параметров Дороговского месторождения // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12. № 2. С. 89-102. DOI: 10.46698/VNC.2022.32.98.007 Bosikov I.I., Klyuev R.V., Silaev I.V. Comprehensive analysis and assessment of Prospective gold-ore zones using modern geophysical methods. Geology and Geophysics of Russian South. 2022. Vol. 12. N 2, p. 89-102 (in Russian). DOI: 10.46698/VNC.2022.32.98.007 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. Vol. 29. Р. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector. Natural Resources Research. 2020. Vol. 29, p. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Nassani A.A., AldakhilM., Zaman K. Ecological footprints jeopardy for mineral resource extraction: Efficient use of energy, financial development and insurance services to conserve natural resources // Resources Policy. 2021. Vol. 74. № 102271. DOI: 10.1016/j.resourpol.2021.102271 Nassani A.A., Aldakhil A.M., Zaman K. Ecological footprints jeopardy for mineral resource extraction: Efficient use of energy, financial development and insurance services to conserve natural resources. Resources Policy. 2021. Vol. 74. N 102271. DOI: 10.1016/j.resourpol.2021.102271 Zhong Li, Renjun Xi, Yi Wu, Junliang Yuan. Progress and prospect of CNOOC's oil and gas well drilling and completion technologies // Natural Gas Industry B. 2022. Vol. 9. Iss. 2. P. 209-217. DOI: 10.1016/j.ngib.2021.08.020 Zhong Li, Renjun Xi, Yi Wu, Junliang Yuan. Progress and prospect of CNOOC's oil and gas well drilling and completion technologies. Natural Gas Industry B. 2022. Vol. 9. Iss. 2, p. 209-217. DOI: 10.1016/j.ngib.2021.08.020 Xizhe Li, Zhenhua Guo, Yong Hu et al. High-quality development of ultra-deep large gas fields in China: Challenges, strategies and proposals // Natural Gas Industry B. 2020. Vol. 7. Iss. 5. P. 505-513. DOI: 10.1016/j.ngib.2020.09.008 Xizhe Li, Zhenhua Guo, Yong Hu et al. High-quality development of ultra-deep large gas fields in China: Challenges, stra-tegies and proposals. Natural Gas Industry B. 2020. Vol. 7. Iss. 5, p. 505-513. DOI: 10.1016/j.ngib.2020.09.008 Zengkai Liu, Qiang Ma, Xuewei Shi et al. A dynamic quantitative risk assessment method for drilling well control by integrating multi types of risk factors // Process Safety and Environmental Protection. 2022. Vol. 167. P. 162-172. DOI: 10.1016/j.psep.2022.08.066 Zengkai Liu, Qiang Ma, Xuewei Shi et al. A dynamic quantitative risk assessment method for drilling well control by integrating multi types of risk factors. Process Safety and Environmental Protection. 2022. Vol. 167, p. 162-172. DOI: 10.1016/j.psep.2022.08.066 Jun Liu, Jianxun Wang, Xiaoqiang Guo et al. Investigation on axial-lateral-torsion nonlinear coupling vibration model and stick-slip characteristics of drilling string in ultra-HPHT curved wells // Applied Mathematical Modelling. 2022. Vol. 107. P. 182-206. DOI: 10.1016/j.apm.2022.02.033 Jun Liu, Jianxun Wang, Xiaoqiang Guo et al. Investigation on axial-lateral-torsion nonlinear coupling vibration model and stick-slip characteristics of drilling string in ultra-HPHT curved wells. Applied Mathematical Modelling. 2022. Vol. 107, p. 182-206. DOI: 10.1016/j.apm.2022.02.033 Sudharsan J., Khare S.K. Role of nanocomposite additives in well bore stability during shale formation drilling with water based mud – A comprehensive review // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 62. Part 12. P. 6412-6419. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.009 Sudharsan J., Khare S.K. Role of nanocomposite additives in well bore stability during shale formation drilling with water based mud – A comprehensive review. Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 62. Part 12, p. 6412-6419. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.009 Shingala J., Vora N., Shah M. Emerging the dual string drilling and dual coil tubing drilling technology in a geothermal well applications // Petroleum. 2021. Vol. 8. Iss. 1. P. 102-109. DOI: 10.1016/j.petlm.2021.03.007 Shingala J., Vora N., Shah M. Emerging the dual string drilling and dual coil tubing drilling technology in a geothermal well applications. Petroleum. 2021. Vol. 8. Iss. 1, p. 102-109. DOI: 10.1016/j.petlm.2021.03.007 Dao-Bing Wang, Fu-Jian Zho, Yi-Peng Li et al. Numerical simulation of fracture propagation in Russia carbonate reservoirs during refracturing // Petroleum Science. DOI: 10.1016/j.petsci.2022.05.013 Dao-Bing Wang, Fu-Jian Zho, Yi-Peng Li et al. Numerical simulation of fracture propagation in Russia carbonate reservoirs during refracturing. Petroleum Science. 2022. DOI: 10.1016/j.petsci.2022.05.013 Мартюшев Д.А., Пономарева И.Н., Филиппов Е.В., Ли Ювэй. Образование трещин гидравлического разрыва пласта в карбонатных сложнопостроенных коллекторах с естественной трещиноватостью // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 1. С. 85-94. DOI: 10.18799/24131830/2022/1/3212 Martyushev D.A., Ponomareva I.N., Filippov E.V., Li Yuwei. Formation of hydraulic fracturing cracks in complicated carbonate reservoirs with natural fracturing. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering. 2022. Vol. 333. N 1, p. 85-94 (in Russian). DOI: 10.18799/24131830/2022/1/3212 Kunpeng Zhang, Bing Hou, Mian Chen et al. Fatigue acid fracturing: A method to stimulate highly deviated and horizontal wells in limestone formation // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 208. Part B. № 109409.DOI: 10.1016/j.petrol.2021.109409 Kunpeng Zhang, Bing Hou, MianChen et al. Fatigue acid fracturing: A method to stimulate highly deviated and horizontal wells in limestone formation. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 208. Part B. N 109409. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.109409 Liang Zhang, ZhiPing Li, Feng Peng Lai et al. Integrated optimization design for horizontal well placement and fracturing in tight oil reservoirs // Journal of Petroleum Science and Engineering. Vol. 178. P. 82-96. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.03.006 Liang Zhang, ZhiPing Li, Feng Peng Lai et al. Integrated optimization design for horizontal well placement and fracturing in tight oil reservoirs. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019. Vol. 178, p. 82-96. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.03.006 Khan R.A., Awotunde A.A. Determination of vertical/horizontal well type from generalized field development optimization // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. Vol. 162. P. 652-665. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.10.083 Khan R.A., Awotunde A.A. Determination of vertical/horizontal well type from generalized field development optimization. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. Vol. 162, p. 652-665. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.10.083 Huang L.A., Peijia Jiang, Xuyang Zhao et al. Modeling Study of the Productivity of Horizontal Wells in Hydrocarbon-Bearing Reservoirs: Effects of Fracturing Interference // Geofluids. Vol. 2021. № 2168622. DOI: 10.1155/2021/2168622 Huang L.A., Peijia Jiang, Xuyang Zhao et al. Modeling Study of the Productivity of Horizontal Wells in Hydrocarbon-Bearing Reservoirs: Effects of Fracturing Interference. Geofluids. 2021. Vol. 2021. N 2168622. DOI: 10.1155/2021/2168622 Wuguang Li, Hong Yue, Yongpeng Sun et al. Development Evaluation and Optimization of Deep Shale Gas Reservoir with Horizontal Wells Based on Production Data // Geofluids. Vol. 2021. № 4815559. DOI: 10.1155/2021/4815559 Wuguang Li, Hong Yue, Yongpeng Sun et al. Development Evaluation and Optimization of Deep Shale Gas Reservoir with Horizontal Wells Based on Production Data. Geofluids. 2021. Vol. 2021. N 4815559. DOI: 10.1155/2021/4815559