[pt] Esta dissertação teve por objetivo expor os principais diferenciais entre um
software comercial de projeto de fraturamento hidráulico (FH) com
desenvolvimento de rede de fraturas discretas tridimensional e softwares de
projeto de fraturamento convencional, apresentando uma análise dos efeitos da
variação dos principais parâmetros que influenciam os resultados da simulação em
cima de um caso real (Coeficiente de Filtrado Total e Espaçamento entre Planos
de Fratura). Como esclarecimento do principal cenário de fraturamento não
convencional foram apresentadas a descrição e principais propriedades de shale
gas/oil (gás de folhelho e óleo de folhelho), expondo em seguida as teorias das
geometrias ortogonais e a importância das fraturas naturais que embasam as
doutrinas do DFN. Enquanto no fraturamento convencional adota-se um modelo
de fratura planar com duas asas simétricas em relação ao poço, no fraturamento
em shale gas/oil o modelo atualmente aceito é o de criação/ativação de uma
fratura dominante e uma rede de fraturas paralelas e fraturas ortogonais à
dominante. Foram apresentados as premissas da modelagem, as equações
adicionais em relação ao FH convencional, os critérios adotados para a solução
destas equações e os dados de entrada adicionais relativos à rede de fraturas. Para
ilustrar os diferenciais de modelagem convencional e com rede de fraturas
discretas foram apresentadas as equações governantes de um simulador pseudotridimensional
convencional (P3D) e as equações governantes do simulador com
criação de rede de fraturas estudado (MShale). Uma vez que os dados de entrada
adicionais são o maior desafio para os projetistas de FH, apresentou-se um
capítulo sobre os mesmos, com um exemplo de entrada de dados real comentado e
um capítulo descrevendo as formas de saída de dados do simulador. Concluiu-se
que o coeficiente de filtrado total tem grande impacto na geometria e
condutividade da fratura dominante e rede de fraturas secundárias, influenciando
também as concentrações de agente de sustentação, como também ficou provado
que a interação entre fraturas responde pela variação do espaçamento assumido
entre os planos de fratura. Verificou-se que não se deve usar softwares de projeto
de fraturamento convencional em cenários de reservatórios não convencionais,
pois os resultados são irrealistas. Apontou-se deficiências do software de projeto
de fraturamento hidráulico com rede de fraturas analisado, como a falta de opção
de se considerar, para cada fluido utilizado, o seu respectivo coeficiente de
filtrado total. Espera-se que esta dissertação seja útil aos projetistas de
fraturamento hidráulico ao lidar com reservatórios não convencionais como shale
gas/oil e que estimule o interesse da academia por este tema. / [en] This dissertation aimed to present the main differences between commercial
software for hydraulic fracturing with the development of a three - dimensional
discrete fracture network and conventional fracture design software, presenting an
analysis of the effects of the variation of the main parameters that influence the
simulation results on a real case (Total Leakoff Coefficient and Spacing between
Fracture Plans). As a clarification of the main unconventional fracturing scenario,
the description and main properties of shale gas/oil were presented. Following the
theories of the orthogonal geometries and the importance of the natural fractures
that support the doctrines of the DFN. While in the conventional fracture, a planar
fracture model with two symmetrical wings is used in relation to the well, in the
shale gas/oil fracturing, the currently accepted model is the creation/activation of
a dominant fracture and a network of parallel fractures and fractures orthogonal to
the dominant. The modeling assumptions, the additional equations in relation to
the conventional hydraulic fracture, the criteria adopted for the solution of these
equations and the additional input data related to the fracture network were
presented. To illustrate the conventional modeling differences and discrete
fracture network, we have presented the governing equations of a conventional
pseudo-three-dimensional simulator (P3D) and the governing equations of the
simulator with the creation of a fracture network studied (MShale). Since
additional input data is the biggest challenge for hydraulic fracturing designers, a
chapter on them has been presented, with an example of actual commented data
input and a chapter describing the simulator data output. It was concluded that the
total filtration coefficient has a great impact on the geometry and conductivity of
the dominant fracture and the network of secondary fractures, also influencing the
concentrations of proppant, as it was also proved that the interaction between
fractures corresponds to the variation of the assumed spacing between the fracture
planes. It was verified that conventional fracture design software should not be
used in scenarios of non-conventional reservoirs, because the results are
unrealistic. It was pointed out deficiencies of the software of hydraulic fracturing
with analyzed network of fractures, as the consideration of constant coefficient of
filtration throughout the operation. It is hoped that this dissertation will be useful
to hydraulic fracturing designers when dealing with unconventional reservoirs
such as shale gas / oil and to stimulate the interest of the academy on this subject.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:52173 |
| Date | 13 April 2021 |
| Contributors | ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA, ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
Page generated in 0.0029 seconds