Un système de chargement hydraulique utilise des pompes à piston haute pression pour appliquer une pression d'huile contrôlée à une cellule de conductivité, recréant ainsi efficacement les conditions extrêmes des formations souterraines profondes. En générant des plages de pression spécifiques — généralement comprises entre 20 et 60 MPa — cet équipement simule l'immense "pression de fermeture" qui s'exerce sur les roches du réservoir et les fractures hydrauliques.
En maintenant des niveaux de contrainte stables et extrêmes, ce système permet aux chercheurs de quantifier la perte physique de largeur de fracture causée par l'écrasement et l'enfoncement des agents de soutènement, fournissant ainsi une prédiction réaliste de la conductivité à long terme du réservoir.
Simulation de la pression des formations profondes
Pour modéliser avec précision les réservoirs compacts, un environnement de laboratoire doit reproduire le poids d'écrasement des couches rocheuses supérieures.
La source d'énergie
Le cœur de la simulation repose sur des pompes à piston haute pression. Ces pompes sont capables de générer la force immense nécessaire pour imiter les conditions des profondeurs terrestres.
Application contrôlée
Le système applique une pression d'huile contrôlée directement à une cellule de conductivité. Ce fluide hydraulique agit comme le médium de transfert, convertissant la force de la pompe en une contrainte uniforme sur l'échantillon.
Atteindre les pressions cibles
L'équipement cible une plage de pression de fermeture de 20 à 60 MPa. Cette plage spécifique est essentielle pour reproduire l'environnement de contrainte réel trouvé dans les réservoirs profonds et compacts.
Évaluation des changements physiques sous contrainte
Le but de l'application de cette pression n'est pas seulement d'atteindre un chiffre, mais d'observer comment les matériaux se dégradent physiquement.
Surveillance de l'écrasement des agents de soutènement
Sous ces hautes pressions, le sable artificiel (agent de soutènement) utilisé pour maintenir les fractures ouvertes peut se briser. Le système permet aux chercheurs d'observer l'étendue de cet écrasement.
Mesure de l'enfoncement
Simultanément, le système teste dans quelle mesure l'agent de soutènement s'enfonce dans la paroi rocheuse. C'est ce qu'on appelle l'enfoncement dans les plaques de carottes, ce qui réduit considérablement la largeur effective de la fracture.
Tests de stabilité à long terme
Les formations réelles exercent une pression pendant des années, pas des minutes. Cet équipement maintient des niveaux de contrainte stables dans le temps pour simuler les conditions de fermeture à long terme, garantissant que les données reflètent la durée de vie du réservoir.
Comprendre les compromis
Bien que les systèmes de chargement hydraulique fournissent des données critiques, il est essentiel de comprendre les variables impliquées pour interpréter correctement les résultats.
Contrainte statique vs dynamique
Le système excelle dans le maintien d'une contrainte stable. Cependant, vous devez tenir compte du fait que les conditions réelles du réservoir peuvent fluctuer en raison des changements de production, alors que cette simulation privilégie une pression constante.
Focus sur la perte physique
Cette méthode quantifie spécifiquement la perte physique de largeur de fracture. C'est un test mécanique. Il ne tient pas compte intrinsèquement des interactions chimiques, à moins que des fluides spécifiques ne soient introduits séparément.
Faire le bon choix pour votre objectif
Lors de l'analyse des données d'un système de chargement hydraulique, adaptez votre attention à votre objectif d'ingénierie spécifique.
- Si votre objectif principal est la sélection des agents de soutènement : Privilégiez les données d'observation de l'écrasement pour choisir des matériaux capables de résister à la cible spécifique de 20 à 60 MPa de votre réservoir.
- Si votre objectif principal est la prédiction de la productivité : Concentrez-vous sur les métriques d'enfoncement et de perte de largeur pour calculer la conductivité réelle restante après la fermeture de la fracture.
Comprendre comment la pression modifie physiquement la géométrie des fractures est la première étape vers une modélisation précise des réservoirs.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Spécification/Impact | Objectif de la simulation |
|---|---|---|
| Source de pression | Pompes à piston haute pression | Génère une force souterraine immense |
| Plage de pression | 20 à 60 MPa | Reproduit la contrainte de fermeture dans les réservoirs compacts |
| Média | Pression d'huile contrôlée | Assure une application de contrainte uniforme sur les échantillons |
| Mesures principales | Écrasement et enfoncement | Quantifie la perte physique de largeur de fracture |
| Stabilité | Contrainte constante à long terme | Modélise la durée de vie de la conductivité du réservoir à long terme |
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Références
- Chuanliang Yan, Yuanfang Cheng. Long‐term fracture conductivity in tight reservoirs. DOI: 10.1002/ese3.1708
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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