Simultaneous Numerical Simulation of the Hydraulic Fractures Geometry in Multi-Stage Fracturing for Horizontal Shale Gas Wells (2021)
En este estudio, se simula la geometría de la fractura hidráulica de tratamientos multietapa. Se implementa una estrategia de simulación numérica simultánea para los tres módulos que permiten el cálculo de la geometría de la fractura hidráulica. Los módulos implementados de la estrategia de simulación son la propagación de la fractura, el esfuerzo de formación y la distribución del caudal que se acoplan para obtener una solución simultánea. Una ecuación diferencial parcial de segundo orden que describe el módulo de propagación de fracturas se resuelve utilizando un Método de Diferencias Finitas (FDM) implícito, aprovechando el concepto de transmisibilidad. El módulo de distribución de caudal calcula el caudal de entrada en cada fractura resolviendo un sistema de ecuaciones no lineales. El módulo de tensiones de formación se describe mediante un sistema de ecuaciones lineales, resuelto con el Método de Desplazamiento Discontinuo (DDM) para el cálculo de la formación de tensiones inducidas. El acople de los módulos requiere la solución de dos sistemas de ecuaciones implícitas y la evaluación de un criterio de longitud de fractura. Un caso de estudio basado en el pozo X2-HF ubicado al noreste del campo Fuling de shale gas, en la formación Wufeng y Longmaxi. Se simula un tratamiento de estimulación de cuatro etapas con tres clústers de fracturas. La discretización del espacio para cada etapa se realiza para 30 elementos con 10 ventanas de tiempo de 666 s. La geometría obtenida en el campo mencionado tiene una longitud media máxima de 165,6 [m] y una longitud media mínima de 136,8 [m]. La solución numérica requiere 9.55 s para resolver un escenario de una sola etapa y 34,2 segundos para resolver un escenario de cuatro etapas.