Xây dựng mô hình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao numerical modelling of high energy gas fracturing

TÊN ĐỀ TÀI: NUMERICAL MODELING OF HIGH ENERGY GAS FRACTURING NHI ỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Khảo sát tổng quan về công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao, thành phần thiết bị, cơ chế hoạt độ

- -NGUYỄN CAO TRIỀU

XÂY DỰNG MÔ HÌNH CÔNG NGHỆ NỨT VỈA BẰNG KHÍ NĂNG

LƯỢNG CAO NUMERICAL MODELING OF HIGH ENERGY GAS

FRACTURING (HEGF)

Chuyên ngành: Kĩ thuật Dầu Khí

Mã số: 60 52 06 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM C ỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

-

Họ và tên học viên: NGUYỄN CAO TRIỀU MSHV: 1670728

Ngày, tháng, năm sinh: 22/10/1982 Nơi sinh: TP HCM

Chuyên ngành: Kĩ thuật Dầu Khí Mã số: 60520604

I TÊN ĐỀ TÀI:

NUMERICAL MODELING OF HIGH ENERGY GAS FRACTURING

NHI ỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

 Khảo sát tổng quan về công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao, thành phần thiết

bị, cơ chế hoạt động, qui trình vận hành, phạm vi ứng dụng cũng như ưu điểm vàhạn chế của công nghệ này so với các công nghệ nứt vỉa khác

 Khảo sát quy trình xây dựng mô hình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao

 Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình theo số liệu áp suất đo được ở đáy giếng trong quátrình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao cho giếng X-1

 Dự báo hiệu quả của quá trình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao cho giếng X-1

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ………

(Họ tên và chữ kí)

TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ kí)

L ỜI CẢM ƠN

Em xin kính gửi lời biết ơn sâu sắc nhất của em đến quý thầy trong khoa Kỹ thuật Địachất và Dầu khí đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu với sự tận tâm và đầy nhiệt huyếttrong suốt thời gian em học cao học tại Khoa

Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Mai Cao Lân đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo em quatừng buổi học trên lớp cũng như những buổi trao đổi, thảo luận riêng ngoài giờ học để

em có thể hoàn thành luận văn Thạc sĩ

Học viên cũng cảm ơn sự giúp đỡ của những bạn bè trong lớp cũng như những lớp khác

dù rằng thời gian học tập không nhiều bên cạnh đó vì lí do nghề nghiệp nên các bạn họcviên trong lớp cũng ít có thời gian gặp gỡ nhau thường xuyên

Vì đề tài này còn khá mới trong khi thời gian thực hiện luận văn không nhiều nên chắcchắn luận văn vẫn còn nhiều thiếu sót và hạn chế Rất mong nhận được những ý kiếnđóng góp từ quý Thầy Cô và bạn bè để luận văn này được hoàn thiện hơn

Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu Khí thậtdồi dào sức khoẻ, thành công trong cuộc sống và sứ mệnh trồng người cao quý

Mặc dù công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao đã được ứng dụng rộng rãi ở khuvực Bắc Mỹ và Trung Đông từ cuối thế kỷ 20, các nghiên cứu về mô hình hoá cho côngnghệ này vẫn chưa có nhiều và tính thực tiễn của các nghiên cứu còn hạn chế Trongluận văn này, mô hình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao được xây dựng trên cơ sở mô tảcác hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình thực hiện như quá trình cháy, quá trình tăng

áp, quá trình hình thành và phát triển khe nứt

Hiệu quả của công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao được đánh giá thông qua hiệuquả khai thác của giếng X-1 ở giai đoạn trước và sau khi nứt vỉa Lưu lượng khai tháccủa giếng X-1 sau khi nứt vỉa cao hơn hẳn so với trước khi áp dụng công nghệ cho thấyviệc nứt vỉa là có hiệu quả

Chương 1: công nghệ được khảo sát một cách tổng quan về thành phần thiết bị, cơ chếhoạt động, qui trình vận hành, phạm vi ứng dụng, ưu điểm và hạn chế của công nghệ nứtvỉa bằng khí năng lượng cao so với các công nghệ nứt vỉa khác Áp suất cao được tạo ra

do quá trình cháy của các viên thuốc cháy trong vỏ bọc kim loại tạo ra trong khoảng thờigian vài ms Áp suất lớn sẽ tạo ra các khe nứt toả tia trong thành hệ, các khe nứt này có

chiều dài thâm nhập không lớn như nứt vỉa thuỷ lực nhưng có nhiều ưu điểm hơn so vớinứt vỉa truyền thống.

Chương 2: Các thông tin cơ bản của giếng X-1 được thu thập bao gồm các thông tin vềvỉa, cấu trúc giếng, khoảng bắn mở vỉa, thông tin khai thác, thông tin vùng cận đáy giếng.Thông tin địa vật lí giếng khoan và thông tin về áp suất được đo thược tế trong quá trình

áp dụng công nghệ cũng được thu thập nhằm phục vụ cho việc xác định các thông số địa

cơ và hiệu chỉnh mô hình sẽ được trình bày trong chương 4 Những thông tin có đượccho biết tình trạng khai thác đã suy yếu của giếng X-1 Công nghệ nứt vỉa bằng khí nănglượng cao đã được lựa chọn để áp dụng cho giếng X-1 nhằm nâng cao hiệu quả khaithác

Chương 3: Quy trình xây dựng mô hình bao gồm xác định các đặc trưng về địa cơ khuvực cận đáy giếng và xác định các hiện tượng vật lí xảy ra trong giếng khi áp dụng côngnghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao Các đặc trưng của địa cơ là thông số cơ học đá

và ứng suất quanh thành giếng, phương pháp xác định các đặc trưng địa cơ được đề cậptrong luận văn này là dựa trên dữ liệu địa vật lí giếng khoan Qua khảo sát, đề tài nghiêncứu của Nguyễn Hoàng Phương cũng chưa đề cập đến vấn đề này vì thế đây cũng làđóng góp của luận văn Sau khi xác định các thông số địa cơ, các hiện tượng vật lí xảy

ra khi áp dụng công nghệ được hệ thống hoá và mô tả Lí thuyết của phương pháp hiệuchỉnh mô hình và đánh giá hiệu quả cũng được đề cập ở phần cuối của chương

Chương 4: Dựa vào quy trình xây dựng mô hình đã đề cập ở Chương 3, các dữ liệu củagiếng X-1 được sử dụng để tính toán và đưa ra các kết quả Kết quả thu được là đồ thịthể hiện quá trình cháy, quá trình tăng áp và quá trình hình thành các khe nứt Mô hình

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi Các sốliệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quyđịnh Ngoài ra, luận văn có sử dụng các kết quả nghiên cứu của các tác giả khác, các kếtquả này đều được trích dẫn và chú thích nguồn gốc Các kết quả nghiên cứu trong luậnvăn do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan Các kết quả này chưatừng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

Người cam đoan

Nguyễn Cao Triều

M ỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

LỜI CAM ĐOAN vi

MỤC LỤC vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH x

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiii

MỞ ĐẦU xiv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NỨT VỈA BẰNG KHÍ ÁP SUẤT CAO 1

1.1 Giới thiệu về Công nghệ 1

1.2 Thiết bị 3

1.3 Quy trình vận hành thiết bị 5

1.4 Cơ chế tăng áp 6

1.5 Phạm vi ứng dụng 13

1.5.1 Vỉa gần với ranh giới nước 13

1.5.2 Giếng ngang 14

1.5.3 Giếng bơm ép 15

1.5.4 Vỉa có vết nứt tự nhiên 16

1.5.5 Giếng thân trần 17

1.5.6 Hư hại vùng cận đáy giếng 18

1.7 Nhược điểm của công nghệ HEGF 26

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ GIẾNG X-1 28

2.1 Giới thiệu về giếng X-1 28

2.1.1 Thông tin về vỉa của giếng X-1 28

2.1.2 Thông tin vùng cận đáy giếng của giếng X-1 29

2.1.3 Cấu trúc giếng X-1 30

2.1.4 Tình trạng khai thác giếng X-1 32

2.2 Xây dựng mô hình và đánh giá hiệu quả phương pháp HEGF 33

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH HEGF 34

3.1 Thu thập và phân tích số liệu 36

3.2 Xác định các đặc trưng về địa cơ khu vực cận đáy giếng của giếng X-1 36

3.2.1 Tính toán các thông số cơ lí của đá 37

3.2.2 Tính toán các ứng suất 41

3.3 Xác định đặc trưng quá trình cháy 44

3.3.1 Mô hình cháy 44

3.4.2 Mô hình miêu tả tỉ lệ khối lượng viên thuốc cháy đã cháy 46

3.4.3 Mô hình tính khối lượng khí sinh ra 46

3.4 Xác định đặc trưng quá trình tăng áp 47

3.4.1 Mô hình tính thể tích khí chiếm chỗ trong giếng 47

3.4.2 Mô hình tính lượng khí chiếm chỗ trong khe nứt 47

3.4.3 Mô hình tính thể tích cột dung dịch 48

3.4.4 Mô hình tính áp suất trong giếng tại thời điểm t bất kì 49

3.5 Xác định quá trình hình thành và phát triển khe nứt 51

3.6 Hiệu chỉnh mô hình 54

3.7 Dự báo hiệu quả khai thác 55

3.7.1 Xây dựng đường IPR dựa vào đặc trưng của vỉa 56

3.7.2 Xây dựng đường IPR dựa vào dữ liệu thử giếng 58

CHƯƠNG 4 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH VÀ DỰ BÁO HIỆU QUẢ CỦA CÔNG NGHỆ HEGF CHO GIẾNG X-1 60

4.1 Thu thập và phân tích số liệu giếng X-1 60

4.2 Xác định các đặc trưng về địa cơ của giếng X-1 62

4.2.1 Tính toán các thông số cơ học đá của giếng X-1 62

4.2.2 Tính các ứng suất tập trung quanh thành giếng 66

4.3 Mô hình mô tả quá trình cháy của viên thuốc cháy 68

4.4 Mô hình mô tả quá trình tăng áp trong giếng X-1 70

4.4.1 Giai đoạn 1 71

4.4.2 Giai đoạn 2 72

4.4.3 Giai đoạn 3 73

4.4.4 Mô hình tính thể tích khí chiếm chỗ trong giếng 74

4.5 Mô hình mô tả quá trình phát triển vết nứt 75

4.5.1 Giai đoạn hình thành và phát triển khe nứt 75

4.5.2 Giai đoạn phát triển khe nứt khe các viên thuốc cháy cháy gần hết và tắt hẳn .77

4.5.3 Hệ số Lamda (λ2) 80

4.6 Hiệu chỉnh mô hình 83

4.7 Đánh giá hiệu quả khai thác 87

4.8 Nhận xét và kết luận 89

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHẦN LÍ LỊCH TRÍCH NGANG 93

Hình 1-1 Mặt cắt dọc của thiết bị HEGF [2] 3

Hình 1-2 Quy trình vận hành thiết bị HEGF [2] 5

Hình 1-3 Hình ảnh minh họa các quá trình lần lượt xảy ra a) Đặt thiết bị vào vị trí mong muốn b) Kích hoạt thiết bị từ bề mặt c) Các nút bịt bung ra d) Nứt nẻ hình thành [3]6 Hình 1-4 Biểu đồ thể hiện quá trình tăng áp của HEGF [4] 7

Hình 1-5 Mối tương quan của thời gian tăng áp, đường kính giếng và mô hình nứt nẻ [4] .9

Hình 1-6 Hình dạng các viên thuốc cháy [5] 10

Hình 1-7 Đường cong áp suất tăng trong giai đoạn tốc độ tăng áp tăng theo thời gian [3] .11

Hình 1-8 Đường cong áp suất tăng trong giai đoạn tốc độ tăng áp giảm dần theo thời gian [3] 12

Hình 1-9 Hình minh họa công nghệ HEGF áp dụng cho vỉa nằm gần tầng nước [2] 13

Hình 1-10 Hình mình họa áp dụng công nghệ HEGF cho giếng ngang [2] 14

Hình 1-11 Hình minh họa công nghệ HEGF áp dụng cho giếng bơm ép [2] 15

Hình 1-12 Hình minh họa cho công nghệ HEGF áp dụng cho giếng nứt nẻ [2] 16

Hình 1-13 Mô tả khe nứt hình thành với những phương pháp khác nhau 17

Hình 1-14 Hình minh họa công nghệ HEGF áp dụng cho giếng thân trần [2] 17

Hình 1-15 Hình minh họa công nghệ HEGF áp dụng cho vùng cận đáy giếng bị hư hại [2] 18

Hình 1-16 Hình minh họa áp dụng HEGF trong tiền xử lý Acid [2] 19

Hình 1-17 Hình minh họa áp dụng HEGF trong tiền nứt vỉa thủy lực [2] 20

Hình 1-18 Biểu đồ áp suất theo thời gian của các phương pháp nứt vỉa [5] 21

Hình 1-19 Hình minh họa phương nứt vỉa bằng thuốc nổ 22

Hình 1-20 Hình minh họa kích thích vỉa bằng phương pháp nứt vỉa thủy lực 23

Hình1-21 Quá trình hình thành hệ thống nứt nẻ tỏa tia khi sử dụng công nghệ HEGF a)nứt nẻ vuông góc với phương ứng suất ngang nhỏ nhất b) hệ thống nứt nẻ tỏa tia được

hình thành .24

Hình 1-22 Kết quả thí nghiệm sử dụng công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao 25

Hình 1-23 Áp dụng HEGF trên mặt đất [5] 25

Hình 2-1 Cấu trúc giếng X-1 30

Hình 2-2 Thông tin bắn mở vỉa của giếng X-1 trên thực tế 31

Hình 2-3 Một số thông tin của giếng X-1 trên thực tế 33

Hình 3-1 Quy trình xây dựng mô hình HEGF 34

Hình 3-2 Workflow tính toán các thông số cơ học đá 38

Hình 3-3 Work flow tính toán các ứng suất quanh thành giếng 41

Hình 3-4 Biểu đồ mini-frac và extended LOT với thể tích (thời gian nếu tốc độ bơm không đổi) [10] 42

Hình 3-8 Chế độ ứng suất (a) không ứng suất kiến tạo (b) có ứng suất kiến tạo [9] 43

Hình 3-9 Hình dạng viên thuốc cháy [7] 46

Hình 3-10 Mô hình dung dịch nén ép và di chuyển 49

Hình 3-11 Trình tự tính toán áp suất trong giếng tại thời điểm t 50

Hình 3-12 Hình dạng khe nứt [7] 51

Hình 3-13 Mô tả chế độ dòng chảy trong giếng [11] 57

Hình 3-14 Hệ số skin nứt vỉa vs hệ số dẫn dòng của khe nứt(theo Cinco-Ley and Samaniego, 1981) 58

Hình 3-15 Mô hình tổng quát IPR của Vogel cho vỉa dầu hai pha [11] 59

Hình 4-1 Biểu diễn các đường dữ liệu trong IP 60

Hình 4-7 Tính Pore pressure và hệ số đàn hồi Alpha 67

Hình 4-8 Đồ thị thể hiện lượng viên thuốc cháy đã cháy theo thời gian 68

Hình 4-9 Quá trình cháy của các viên thuốc cháy trong 33ms 69

Hình 4-10 Quá trình cháy ở giai đoạn cuối 70

Hình 4-11 Áp suất trong vỏ bọc kim loại 71

Hình 4-12 Áp suất trong khoảng thời gian 14ms 72

Hình 4-13 Áp suất trong 20ms 73

Hình 4-14 Hệ số thể tích tương ứng với áp suất 74

Hình 4-15 Áp suất trong giếng ở 33ms 76

Hình 4-16 Sự phát triển khe nứt trong 33ms 77

Hình 4-17 Áp suất trong khoảng 80ms 78

Hình 4-18 Chiều dài khe nứt trong 80ms 79

Hình 4-19 Ảnh hưởng thể tích khí chiếm chỗ đối với chiều dài khe nứt 80

Hình 4-20 Hệ số lamda tương ứng với chiều dài khe nứt 81

Hình 4-21 Hệ số lamda với áp suất 82

Hình 4-22 So sánh giữa số liệu tính toán và thực tế 83

Hình 4-23 Hiệu chỉnh mô hình lần thứ 1 85

Hình 4-24 Hiệu chỉnh lần hai 86

Hình 4-25 Đường IPR được xây dựng bằng phương pháp Vogel 89

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1 Thông tin vùng cận đáy giếng của giếng X-1 28

Bảng 2-2 Bảng liệt kê chi tiết thông tin giếng X-1 trong thực tế 29

Bảng 2-3 Thông tin vùng cận đáy giếng 29

Bảng 2-4 Mật độ lỗ bắn mở vỉa giếng X-1 trong khoảng độ sâu khảo sát 31

Bảng 2-5 Thông tin về lỗ bắn mở vỉa giếng X-1 31

Bảng 2-6 Thông tin khai thác giếng X-1 32

Bảng 3-1 Thông số cần thiết cho mô hình 37

Bảng 4-1 Các thông số Fracture Toughness và Tensile Strength 62

Bảng 4-2 Thông số cơ học đất đá 65

Bảng 4-3 Thông số trước khi hiệu chỉnh 84

Bảng 4-4 Thông số sau khi hiệu chỉnh lần thứ nhất 85

Bảng 4-5 Thông số tổng hợp qua hai lần hiệu chỉnh 87

Bảng 4-6 Dữ liệu của giếng X-1 87

Bảng 4-7 Thông số PVT của giếng X-1 88

Tính c ấp thiết của đề tài

 Bản chất của công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao (HEGF) là tạo ramột luồng khí có áp suất cao trong khoảng thời gian rất ngắn, trộn lẫn vớichất lưu trong giếng đi vào thành hệ Phương pháy này có thể hoạt độngriêng lẻ như một phương pháp kích thích vỉa Công nghệ mới này mang lạinhững tác dụng vô cùng to lớn như cải thiện kích thước lỗ mở vỉa, loại bỏ

hư hại thành hệ, nâng cao lưu lượng khai thác, ngoài ra về lâu dài còn cókhả năng hỗ trợ các phương pháp kích thích vỉa khác như nứt vỉa thuỷ lựchoặc xử lí acid

 Với mục đích là thiết kế một hệ thống hợp lí phù hợp với nhu cầu được đặt

ra (sản lượng khai thác tăng…) cũng như không thể tiếp cận trực tiếp nhữnghiện tượng vật lí xảy ra ở đáy giếng trong quá trình nứt vỉa cho nên việcxây dựng mô hình để mô tả lại những hiện tượng đó là hết sức cần thiết vàquan trọng Mô hình sẽ giúp chúng ta có cái nhìn rõ ràng và chính xác hơn

về những hiện tượng đó và có thể đưa ra thiết kế hệ thông phù hợp với cácyêu cầu cụ thể

 Trên thế giới phương pháp nứt vỉa bằng khí năng lượng cao đã được áp dụng

từ lâu với hơn 10.000 lần thực hiện thành công Bên cạnh đó, trên thế giớicũng có những nghiên cứu và xây dựng mô hình cho phương pháp này, tuynhiên mô hình xây dựng vẫn chưa hoàn thiện và ở Việt Nam hầu như chưa

có nghiên cứu nào về vấn đề này, do vậy học viên mong muốn xây dựng môhình dựa trên điều kiện thực tế của một giếng dầu nhất định và dựa vàonhững số liệu thực tế của quá trình nứt vỉa và sau khi nứt vỉa để hiệu chỉnhthông số của mô hình, đưa ra mô hình có kết quả gần đúng với thực tế nhất

và có thể sử dụng cho việc tính toán nứt vỉa bằng công nghệ khí áp cao cho

giếng đang khảo sát cũng như cho những giếng có những tính chất tương

đồng Từ những lí do trên đề tài “Xây d ựng mô hình nứt vỉa bằng khí năng lượng cao” được lựa chọn để nghiên cứu trong luận văn Thạc sĩ.

M ục tiêu nghiên cứu

 Hoàn thiện quy trình xây dựng mô hình và đánh giá hiệu quả của công nghệnứt vỉa bằng khí năng lượng cao cho giếng X-1

+ Có thể áp dụng quy trình xây dựng mô hình được đề xuất trong luận văn này

để dự báo hiệu quả của phương pháp nứt vỉa bằng khí năng lượng cao chonhững mỏ thực tế khác trong tương lai

N ội dung nghiên cứu

 Hệ thống hóa nền tảng lí thuyết về công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượngcao

 Đánh giá hiệu quả của công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao khi ápdụng cho giếng X-1

Phương pháp nghiên cứu

 Tổng hợp kiến thức từ các tài liệu kĩ thuật cũng như thông qua các côngtrình nghiên cứu trong và ngoài nước, đặc biệt là từ các bài báo SPE

 Hệ thống hóa các tải liệu rời rạc để xây dựng nên một nền tảng lý thuyết vềcông nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao hiện vẫn còn tương đối mới mẻ

ở Việt Nam

 Phương pháp thu thập và phân tích số liệu ở những điều kiện thực tế

 Sử dụng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng để mô tả bản chất của quátrình nứt vỉa HEGF để từ đó có thể lựa chọn các thông số công nghệ hợp lí

T ổng quan tình hình nghiên cứu

Trên th ế giới:

 Đề tài: “Propellant Fracturing Revisited”- Zazovsky, A.F - 2004: Tác giả

đã hệ thống hóa nền tảng lý thuyết để xây dựng nên 1 mô hình tính toán mớicho tới thời điểm đó về công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao cho côngtác kích thích vỉa Từ đó bài báo đưa ra những so sánh giữa mô hình mớinày với mô hình cũ đang được sử dụng phổ biến tại thời điểm đó trong việc

mô phỏng chính xác hơn quá trình hình thành và phát triển vết nứt bằng khí

áp cao Bài báo cũng tổng hợp thông tin về lịch sử hình thành và phát triểncủa công nghệ này

 Đề tài: “Numerical Modelling and Parametric Analysis for DesigningPropellant Gas Fracturing”- David W.Yang and Rasmus Risnes – 2001: Bàibáo trình bày chi tiết quy trình tính toán để mô phỏng lại công nghệ nứt vỉabằng khí năng lượng cao trong các điều kiện thực tế, sau đó kiểm chứng môhình bằng cách so sánh kết quả chạy từ mô hình với kết quả thu được trong

phòng thí nghiệm Bài báo cũng phát triển công thức để tính chỉ số PI trongmôi trường nhiều vết nứt.

 Đề tài: “Laboratory, Computer Modeling, and Field Studies of the PulseFracturing Process” – J.F Schatz, B.J Zeigler, Mark S Brinsden, DominicWong – 1989: Bài báo cung cấp một góc nhìn có tính hệ thống về sự hìnhthành và phát triển của vết nứt khi sử dụng công nghệ nứt vỉa bằng khí thôngqua việc kết hợp kết quả thu được từ hơn 80 bài kiểm tra trong phòng thínghiệm và kết quả từ việc chạy mô hình

 Đề tài: “High Energy Gas Fracturing (HEGF) Technology: Research andApplication” - Weiyu Yang, Chunhu Zhou, Fadong Qin, and Dang Li, XidnPetroleum Inst – 1992: Bài báo đưa ra những tính toán mô phỏng của phươngpháp nứt vỉa bằng khí năng lượng cao, những ứng dụng của phương phápnày với những loại giếng khác nhau

 Đề tài: “Modeling of High Energy Gas Fracturing: Fundamentals andApplication in South East Asia”- Dr Lan Mai-Cao, Asia Pacific GasConference, October 4-6, 2016, Daegu, Korea, 2016: Bài báo cáo của TSMai Cao Lân, Khoa Địa chất & Dầu khí, Đại học Bách Khoa Tp.HCM trìnhbày tại Hội nghị về khí khu vực Châu Á Thái Bình Dương vào tháng 10/2016tại Hàn Quốc Bài báo cáo giới thiệu về công nghệ HEGF, khảo sát tổngquan các nghiên cứu về mô hình hóa cho công nghệ HEGF đồng thời đặtnền tảng cho việc hoàn thiện mô hình HEGF trong đó sự biến thiên về ápsuất ở đáy giếng trong suốt quá trình nứt vỉa được mô tả chi tiết với mô hìnhcháy 2 giai đoạn của thuốc cháy Kết quả ứng dụng mô hình mới hoàn thiện

thác, hướng dẫn vào năm 2016 Đề tài khảo sát tổng quan về công nghệ nứtvỉa bằng khí năng lượng cao, mô tả các hiện tượng vật lí xảy ra trong giếngkhi vận hành công nghệ Đề tài sử dụng các số liệu có được từ trong thực tếcủa giếng X-1 để tính toán các thông số cơ học đá và ứng suất tập trungquanh thành giếng bằng phần mềm IP Đề tài tiếp tục sử dụng các thông số

đã tính toán này để chạy mô hình, tính toán các thông số khi vận hành côngnghệ khí áp cao như áp suất, chiều dài khe nứt Việc đánh giá hiệu quả củacông tác nứt vỉa bằng khí năng lượng cao cũng được đề cập thông qua việcđánh giá hiệu quả khai thác của giếng X-1 trước và sau khi áp dụng côngnghệ nứt vỉa

 Đề tài “Mô phỏng quá trình hình thành và phát triển vết nứt sử dụng côngnghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao đối với giếng thân trần và giếng bắn

mở vỉa” của Phạm Bá Tuân do TS Phạm Sơn Tùng, bộ môn Khoan-Khaithác hướng dẫn năm 2017 Đề tài cũng khảo sát tổng quan công nghệ nứtvỉa bằng khí năng lượng cao về thiết bị, quy trình vận hành, phạm vi ápdụng, mô tả hiện tượng vật lí xảy ra trong quá trình nứt vỉa Đề tài sử dụngmột vài số liệu thực nghiệm để tính toán khe nứt hình thành trong hai trườnghợp giếng thân trần và giếng chống ống bắn mở vỉa

Qua khảo sát tình hình nghiên cứu về HEGF cho thấy hai luận văn tốt nghiệpcủa sinh viên thuộc Bộ môn Khoan & Khai thác Dầu khí, Đại học Bách KhoaTp.HCM, đặc biệt là đề tài của Nguyễn Hoàng Phương đã có những nghiên cứukhá sâu về bản chất của công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao với phầntổng quan về công nghệ cũng như khảo sát các quá trình vật lí khi vận hànhcông nghệ HEGF Tuy nhiên việc tính toán các thông số cơ học đá và các ứngsuất tập trung quanh thành giếng dựa vào các đường log (là số liệu đầu vào chủyếu) vẫn chưa được đề cập chi tiết Trong đề tài nghiên cứu của luận văn này,quy trình tính toán các thông số cơ lý của đất đá dựa trên các dữ liệu well logđược đi sâu khảo sát Đây là cũng là điểm đóng góp của luận văn này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NỨT VỈA BẰNG

Công nghệ nứt vỉa bằng áp suất cao đã được áp dụng chủ yếu ở Mĩ từ những năm 90 củathế kỉ trước tuy nhiên nó còn khá mới lạ ở Việt Nam, bên cạnh đó tài liệu về công nghệnày cũng không nhiều Bằng cách hệ thống hoá các tài liệu, bài báo, các nghiên cứu củacác tác giả khác nhau, Chương 1 đã đưa ra một cái nhìn tổng quan nhất về công nghệ nứtvỉa bằng khí năng lượng cao, mô tả các thiết bị và quy trình vận hành của thiết bị nứt vỉabằng khí năng lượng cao, nêu lên những phạm vi có thể ứng dụng của công nghệ nàytrong thực tế So sánh công nghệ này với những công nghệ nứt vỉa truyền thống, ưu điểm

và những vấn đề còn tồn tại khi áp dụng công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao vàotrong thực tế

1.1 Gi ới thiệu về Công nghệ

Công nghệ nứt vỉa bằng khí áo cao (High Energy Gas Fracturing-HEGF) là công nghệđược sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí trong việc kích thích vỉa bằng việc sửdụng chất khí chứ không phải chất lỏng như nứt vỉa thuỷ lực Phương pháp HEGF sửdụng chất nổ rắn đặc biệt được đưa tới khu vực cần xử lí, nhờ vào việc đốt cháy, chất nổđẩy rắn chuyển hóa thành những sản phẩm cháy Kết quả của quá trình cháy này sinh ra

áp suất rất lớn làm hình thành những khe nứt dạng toả tia trong giếng [1]

Phương pháp HEGF dựa trên công nghệ đạn đạo độc quyền của quân đội Hoa Kỳ.Nguyên tắc cơ bản của công nghệ này là tạo ra áp suất khí cao trong giếng trong thờigian chỉ khoảng vài chục mili giây Tốc độ tăng áp là rất nhanh nếu so sánh với công

Quá trình cháy của các viên thuốc cháy xảy ra bên trong thiết bị được chia làm hai giaiđoạn Giai đoạn đầu tiên: quá trình cháy diễn ra mãnh liệt, tốc độ tăng áp tăng theo thờigian ( Progressive Burning), giai đoạn thứ 2 là giai đoạn quá trình cháy chậm lại, tốc độtăng áp giảm theo thời gian (Regressive Burning) Lượng khí được sinh ra từ quá trìnhcháy tại chỗ của các viên thuốc cháy theo thời gian của 2 giai đoạn có sự khác nhau rõrệt, thể hiện qua tốc độ tăng áp là khác nhau [2]

1.2 Thi ết bị

Hình 1-1 M ặt cắt dọc của thiết bị HEGF [2]

Hình (1-1) thể hiện các thành phần của một thiết bị HEGF Các viên thuốc cháy(Propellants) ( thành phần số 1 trên Hình (1-1)) là nguồn vật liệu tạo khí được nhét đầy ở

1.Viên thuốc cháy (Propellants)

2.Dây kích cháy (Ignition Cord)

3.Các nút bịt (Port Plugs)

4.Vỏ bọc kim loại (Canister)

Dây kích cháy (Ignition Cord) (thành phần số 2 trên Hình (1-1)) là đoạn dây dài xuyênsuốt từ bề mặt tới cuối thiết bị HEGF Nó được đặt tại tâm của thiết bị nhằm đảm bảoquá trình cháy diễn ra đồng thời trên mọi hướng của toàn bộ các viên thuốc cháy baoquanh

Các nút bịt (Port plugs) (thành phần số 3 trên Hình (1-1)) là những lỗ nhỏ có hình dạngđĩa tròn được bịt kín lại Vật liệu sử dụng để bịt kín các lỗ này được thiết kế đủ để chịuđược áp suất thuỷ tĩnh tác dụng lên trước khi nó bị bung ra do tác động của áp suất bêntrong Điều kiện để các nút bịt này bị bung ra là khi áp lực của khí sinh ra ở bên trongtác dụng lên lớn hơn hoặc bằng áp lực của cột dung dịch tác dụng lên nó từ bên ngoài.Sau khi các nút bịt bung ra, cầu nối liên thông giữa vùng không gian bên trong thiết bị

và khoảng không gian giếng được hình thành Điều này có nghĩa là quá trình tăng áptrong giếng bắt đầu

Vỏ bọc kim loại (Canister) (thành phần số 4 trên Hình (1-1)) có dạng hình trụ rỗng bêntrong là nơi chứa các viên thuốc cháy Nó được tạo nên từ vật liệu có khả năng chịu ápcao đảm bảo thiết bị không bị hư hỏng trong quá trình đưa thiết bị xuống độ sâu mongmuốn và trong lúc vận hành Tùy theo yêu cầu về độ lớn áp suất cực đại cần phải đạtđược khi vận hành thiết bị mà không gian bên trong vỏ bọc kim loại này, trong từngtrường hợp cụ thể, có hoặc không chứa các đoạn ống thép Những đoạn ống thép nàyđược thêm vào để giảm thể tích vùng không gian bên trong vỏ bọc kim loại chứ khôngchứa viên thuốc cháy Nghĩa là thiết bị, trong nhiều trường hơp, không phải lúc nào cũngđược nhét đầy hoàn toàn viên thuốc cháy vào khoảng không gian của vỏ bọc kim loạihình trụ

1.3 Quy trình v ận hành thiết bị

Hình 1-2 Quy trình v ận hành thiết bị HEGF [2]

Thiết bị nứt vỉa bằng khí năng lượng cao được gắn vào dây wireline, slickline hoặc tubing và được đưa qua đầu giếng vào trong giếng (Hình 1-2) Thiết bị sau đó được thảtrong ống khai thác tới khoảng độ sâu mong muốn (Hình 1-3a) Tiếp theo, kích hoạt thiết

coil-bị từ trên mặt đất qua dây kích cháy (Hình 1-3b) Quá trình cháy bắt đầu, áp suất bêntrong vỏ bọc kim loại, nơi chứa các viên thuốc cháy, bắt đầu tăng từ áp suất khí quyểnđến khi độ lớn bằng với áp suất thủy tĩnh được tạo nên bởi cột dung dịch bên trong giếng,thì các nút bịt bung ra để lại những lỗ tròn (Hình 1-3c), không gian bên trong thiết bị vàkhông gian giếng được thông với nhau qua các lỗ tròn này Tiếp theo, trong khoảng thờigian rất ngắn (~mili giây), khí đi từ bên trong vỏ bọc kim loại ra ngoài khoảng khôngcủa giếng theo các lỗ tròn, áp suất trong giếng tăng nhanh theo thời gian và tăng đến khi

(a) (b) (c) (d)

Hình 1-3 Hình ảnh minh họa các quá trình lần lượt xảy ra a) Đặt thiết bị vào vị trí mong mu ốn b) Kích hoạt thiết bị từ bề mặt c) Các nút bịt bung ra d) Nứt nẻ hình thành [3]

1.4 Cơ chế tăng áp

Do các viên thuốc cháy trong vỏ bọc kim loại cháy không đều cho nên tốc độ cháy củacác viên thuốc cháy không tuyến tính theo thời gian, như vậy việc tăng áp suất tronggiếng cũng không tuyến tính theo thời gian

Giai đoạn đầu, lượng khí được tạo ra từ quá trình cháy tăng rất nhanh theo thời gian làmcho áp suất tăng vọt Khi thắng được ngưỡng gây nứt nẻ thành hệ, áp suất trong giếnggiảm do các nứt nẻ đầu tiên được hình thành Giải thích cho điều này là bởi vì một phầnnăng lượng khí trong giếng bị mất đi vì được dùng cho việc hình thành các nứt nẻ Thêmvào đó, ngay sau khi các nứt nẻ được tạo ra thì gần như lập tức có một lượng khí tronggiếng đi vào các nứt nẻ Đây là hai lí do chính để giải thích cho hiện tượng đường cong

áp suất giảm tương đối rõ ràng tại thời điểm các nứt nẻ được hình thành Khoảng thời

gian này, từ lúc áp tăng cho tới khi nứt nẻ đầu tiên phát sinh, được gọi là thời gian tăng

áp Sau đó, áp suất tiếp tục tăng tuy tốc độ tăng là chậm hơn so với giai đoạn đầu nhưngcũng đủ giúp các nứt nẻ thâm nhập sâu vào thành hệ cho tới khi áp suất trong giếng làkhông còn đủ lớn Hình (1-4) dưới đây thể hiện quá trình tăng áp suất trong HEGF

Hình 1-4 Bi ểu đồ thể hiện quá trình tăng áp của HEGF [4]

Để đạt được hệ thống nứt nẻ toả tia, độ lớn của áp suất tạo ra bởi quá trình cháy của cácviên thuốc cháy phải không được quá lớn như phương pháp dùng chất nổ nhưng đồngthời cũng không được quá nhỏ như nứt vỉa thuỷ lực Xét về mặt thời gian, khoảng thờigian tăng áp không quá nhanh như chất nổ đồng thời cũng không quá chậm như nứt vỉa

Trường hợp 1: thời gian tăng áp quá dài ( >8 ), kết quả là chỉ hình thành một nứt

nẻ vuông góc với phương ứng suất ngang nhỏ nhất, tương ứng với cơ chế hình thành nứt

nẻ trong nứt vỉa thuỷ lực

Trường hợp 2: Thời gian tăng áp quá nhanh ( <2 ), điều này tương tự như côngnghệ nứt vỉa dùng thuốc nổ, chỉ gây đè nén phá huỷ thành hệ và làm tăng đường kínhgiếng

Trường hợp 3: Thời gian tăng áp nằm trong một khoảng thích hợp ( < < )

hệ thống nứt nẻ toả tia sẽ được tạo ra, tương ứng với công nghệ nứt vỉa bằng khí nănglượng cao

Hình (1-5) dưới đây thể hiện mối quan hệ giữa thời gian tăng áp, đường kính giếng và

ba mô hình nứt nẻ khác nhau được xây dựng từ hơn 20 trường hợp khác nhau ghi nhậnđược trong phòng thí nghiệm trên thành hệ ash-fall tuff Vận tốc sóng Raleigh trongthành hệ này khoảng ~ 2100 m/s

Hình 1-5 M ối tương quan của thời gian tăng áp, đường kính giếng và mô hình nứt

n ẻ [4]

Quá trình cháy xảy ra trong công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao bao gồm 2 giaiđoạn tăng áp: giai đoạn tăng áp có tốc độ tăng áp tăng theo thời gian (Progressive Burningprocess), theo sau là giai đoạn tăng áp có tốc độ tăng áp giảm theo thời gian (RegressiveBurning Process)

Hình 1-6 Hình d ạng các viên thuốc cháy [5]

Dựa vào thiết kế đặc biệt của các viên thuốc cháy là ống dài hình trụ được khoét các lỗbên trong (Hình 1-6, dưới cùng) Nên khi nó được kích cháy tại tâm, lửa sẽ dần lan ramọi hướng, tiết diện tiếp xúc giữa viên thuốc cháy và ngọn lửa tăng theo thời gian khiếncho lượng khí sinh ra tăng rất nhanh theo thời gian hay tốc độ tăng áp trong giếng tăngtheo quy luật hàm mũ

Đặc trưng về đường cong áp suất ở giai đoạn này thể hiện trên Hình (1-7).Đường cong này có dạng một nửa nhánh bên phải của Parabol lõm, nghĩa là độ dốc haytốc độ tăng áp tăng theo thời gian

Hình 1-7 Đường cong áp suất tăng trong giai đoạn tốc độ tăng áp tăng theo thời

gian [3]

Đối với thiết kế của các viên thuốc cháy có dạng ống dài hình trụ nhưng không đượckhoét lỗ bên trong (Hình 1-6, trên cùng), khi được kích cháy, lửa sẽ chỉ tập trung ở mặtngoài của chúng Bởi vì theo thời gian, diện tích bề mặt tiếp xúc giữa viên thuốc cháyloại này với lửa giảm nên khiến cho lượng khí sinh ra là ngày càng ít Điều này đồngnghĩa với tốc độ tăng áp trong giếng giảm theo thời gian

Hình 1-8 Đường cong áp suất tăng trong giai đoạn tốc độ tăng áp giảm dần theo

th ời gian [3]

Đặc trưng về đường cong áp suất ở giai đoạn này thể hiện trên Hình (1-8) Đường cong

áp suất có dạng một nửa nhánh bên trái của Parabol lồi, nghĩa là độ dốc đường conggiảm theo thời gian hay tốc độ tăng áp giảm theo thời gian

1.5 Ph ạm vi ứng dụng

1.5.1 V ỉa gần với ranh giới nước

Hình 1-9 Hình minh h ọa công nghệ HEGF áp dụng cho vỉa nằm gần tầng nước [2]

Khá nhiều vỉa khai thác dầu và khí nằm gần với những vùng chứa nước áp lực Nhữngphương pháp xử lí acid và nứt vỉa truyền thống thường sẽ làm nứt vùng chứa nước bêndưới, gây ra những vấn đề bất lợi trong khai thác dầu và khí

Phương pháp HEGF tạo ta những khe nứt tỏa tia đi theo phương ngang vào trong vỉakhoảng từ 10ft-50ft (khoảng từ 3m-15m) tùy thuộc vào độ sâu và tính chất của đất đá.Khe nứt phát triển theo phương thẳng đứng bị giới hạn từ 1ft-3ft (khoảng từ 0.3m-0.9m)phía trên và dưới của thiết bị HEGF

1.5.2 Gi ếng ngang

Hình 1-10 Hình mình h ọa áp dụng công nghệ HEGF cho giếng ngang [2]

Công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao được áp dụng rất hiệu quả trong trường hợpgiếng ngang hoàn thiện theo kiểu chống ống bắn mở vỉa Các giếng dầu hoặc khí sau khi

sử dụng công nghệ này có thể khai thác với sản lượng được cải thiện đáng kể so vớitrước khi sử dụng công nghệ HEGF

Chiều dài của phần lớn các nứt nẻ được hình thành khi sử dụng công nghệ HEGF luôn

có thể được kiểm soát thông qua việc tính toán số lượng các viên thuốc cháy sử dụng,thiết kế và loại vật liệu của các viên thuốc cháy đó Thiết bị nứt vỉa HEGF được thiết kếvới mục đích tận dụng toàn bộ năng lượng sinh ra từ quá trình cháy của các viên thuốccháy cho việc hình thành và phát triển các nứt nẻ trong thành hệ Kết quả là công nghệtạo ra những nứt nẻ dài và rộng hơn nếu so sánh với công nghệ nứt vỉa sử dụng thuốcnổ

Công nghệ mang lại hiệu quả đáng kể đối với giếng ngang bởi vì nó tạo ra hệ thống nứt

nẻ tỏa tia, nghĩa là diện tích tiếp xúc của các kênh liên thông giữa giếng và vỉa được tănglên tối đa Điều này là rất cần thiết trong việc đạt được lưu lượng tối ưu Điều này cũng

có thể đạt được bằng việc sử dụng công nghệ nứt vỉa thủy lực, tuy nhiên chi phí phải bỏ

ra là rất lớn và thậm chí trong nhiều trường hợp tổng chi phí không thể được ước lượngchính xác, cũng như quy trình vận hành công nghệ này là phức tạp.

Ngược lại, công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao thân thiện với môi trường hơnnhiều so với các công nghệ nứt vỉa khác vì chỉ cần sử dụng ít thiết bị cũng như khôngyêu cầu phải bơm ép một lượng rất lớn dung dịch hóa học vào lòng đất để tạo áp nhưcông nghệ nứt vỉa thủy lực

1.5.3 Gi ếng bơm ép

Hình 1-11 Hình minh h ọa công nghệ HEGF áp dụng cho giếng bơm ép [2]

Theo thơi gian, những giếng bơm ép ngày càng bị hạn chế về dòng chảy và cần phảiđược tăng áp suất cho việc bơm ép dung dịch Áp suất bơm ép luôn được giữ dưới ápsuất có khả năng gây vỡ vỉa Nếu một giếng bơm ép không tiếp nhận dòng chảy dưới

ép và tạo ra nhiều cơ hội cho dung dịch đi vào trong đất đá bằng hiệu ứng chân không.

1.5.4 V ỉa có vết nứt tự nhiên

Hình 1-12 Hình minh h ọa cho công nghệ HEGF áp dụng cho giếng nứt nẻ [2]

Những khe nứt và đứt gãy tự nhiên ban đầu chính là những kênh dẫn cho việc khai thác

ở nhiều vỉa dầu Phương pháp nứt vỉa truyền thống và acid thông thường tạo ra nhữngkhe nứt song song với những khe nứt tự nhiên ban đầu hay còn được gọi là “theo hướngkhe nứt” Những tổ hợp khe nứt được tạo ra bởi công nghệ HEGF sẽ tạo ra những khenứt cắt ngang hướng khe nứt và có hiệu quả hơn nhiều so với nứt vỉa thủy lực Nhữngkhe nứt được tạo ra bởi HEGF có thể không kéo dài nhưng chúng có thể liên kết giếngvới những khe nứt tự nhiên

Hình dưới đây mô tả nhữn kĩ thuật nứt vỉa khác nhau và hiệu quả của chúng trong việcgiao cắt với khe nứt tự nhiên, với Hình (1-13a) mô tả khe nứt tự nhiên trong vỉa, Hình(1-13b) là khe nứt hình thành với phương pháp nứt vỉa thủy lực và Hình (1-13c) mô tảkhe nứt với phương pháp HEGF.

Hình 1-13 Mô t ả khe nứt hình thành với những phương pháp khác nhau 1.5.5 Gi ếng thân trần

Thiết kế đặc biệt của các viên thuốc cháy cho phép thời gian tăng áp vừa đủ ngắn để hìnhthành hệ thống nứt nẻ tỏa tia mà không gây bất kỳ ảnh hưởng xấu nào tới độ ổn địnhthành giếng Thời gian vận hành thiết bị HFGE là rất ngắn (~ms), kết hợp với khối lượngcủa cột dung dịch trong giếng đè lên thiết bị chính là nguyên nhân chính giải thích cho

ưu điểm tại sao không cần dùng packers

1.5.6 Hư hại vùng cận đáy giếng

Hình 1-15 Hình minh h ọa công nghệ HEGF áp dụng cho vùng cận đáy giếng bị hư

h ại [2]

Hư hại vủng cận đáy giếng là một hạn chế vì nó gây giảm khả năng của dòng chảy ởvùng cận đáy giếng Hư hại này có thể do bởi việc bắn mở vỉa, dung dịch khoan, sự xâmnhập của xi măng bơm trám, lớp gỉ, cặn bẩn, v.v…Hư hại vùng cận đáy giếng khôngnhững giới hạn việc khai thác mà còn ngăn chặn việc thu thập dữ liệu chính xác, do vậyviệc tránh hư hại vùng cận đáy giếng là quyết sách sống còn và làm tăng khả năng khaithác cuối cùng của giếng.

Những kĩ sư đã sử dụng công nghệ HEGF nhằm để tránh làm hư hại vùng đáy giếng từđầu những năm 1990 HEGF là thiết bị duy nhất đáp ứng nhu cầu tạo ra những tổ hợpkhu nứt tỏa tia, những khe nứt này dài khoảng 10-15feet theo phương ngang và phát triểnrất ít theo phương dọc Mạng lưới khe nứt được tạo ra ở vùng cận đáy giếng là mộtphương pháp tuyệt vời trong việc làm sạch vùng nhiễm bẩn

1.5.7 Trước khi xử lý Acid

tạo ra hoặc phục hồi kênh dẫn cho chất lưu vỉa vào giếng Sử dụng công nghệ nứt vỉabằng khí năng lượng cao ngoài việc loại bỏ một số hư hại thành hệ còn tạo ra hệ thốngnứt nẻ toả tia giúp acid dễ dàng xâm nhập sâu hơn vào thành hệ, ngay cả khi vùng xử lýacid nằm ngay trên tầng nước Sau khi công việc xử lý acid hoàn thành, hệ thống nứt nẻtỏa tia này cũng góp phần hỗ trợ vào việc loại bỏ lượng acid đã sử dụng và cặn dơ rakhỏi thành hệ

1.5.8 Trước khi Nứt vỉa thủy lực

Hình 1-17 Hình minh h ọa áp dụng HEGF trong tiền nứt vỉa thủy lực [2]

Công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao cũng có thể được sử dụng trong việc hỗ trợnứt vỉa thuỷ lực Một số giếng rất khó để tạo ra nứt nẻ bằng nứt vỉa thuỷ lực do thành hệchịu ứng suất lớn bởi quá trình kiến tạo, do vậy, áp suất cần để tạo ra các nứt nẻ vượtkhả năng của các thiết bị bơm ép Khi đó, phương pháp nứt vỉa thuỷ lực có thể gây ứđọng vật liệu chèn, bít nhét lỗ rỗng, việc xâm nhập của chất lưu xử lí sẽ gặp khó khăn.Công nghệ nứt vỉa bằng khí năng lượng cao được áp dụng trước khi nứt vỉa thuỷ lựcmang lại những lợi ích rất lớn như: loại bỏ các hư hại, phá vỡ các bít nhét bất lợi trongthành hệ, giảm áp suất bơm ép, tạo ra hệ thống nứt nẻ toả tia giúp các nứt nẻ phát triểnhiệu quả hơn, cải thiện độ thấm, nâng cao vận tốc dòng chảy Ngoài ra, đối với các vùng