Daten aus 17.000 Bohrlöchern erzählen eine neue Geschichte über Bakkens Öl

Die Interaktionen von Brunnen zu Brunnen im Bakken Shale in North Dakota heben sich in einem großen Punkt von denen in den meisten anderen unkonventionellen Spielen ab. Während Frac-Treffer im Allgemeinen die Produktion in älteren Mutterbohrungen andernorts beeinträchtigen, verbessern sie sie in Bakken häufig.

Im Laufe der Jahre blieb die Frage bestehen: Warum?

Eine Theorie besagt, dass die einzigartigen geologischen Eigenschaften des Bakken, insbesondere seine Neigung zu langen, ebenen Brüchen, dafür verantwortlich sind. Und es könnte durchaus einen geologischen Zusammenhang geben, aber neue Forschungsergebnisse, die kürzlich auf der Unconventional Resources Technology Conference (URTeC) vorgestellt wurden, deuten darauf hin, dass hinter der Geschichte noch etwas mehr steckt.

Kyoung Suk Min vom Energy and Environmental Research Center (EERC) in North Dakota führt aus: „Der Grund, warum Bakken-Betreiber in der Vergangenheit keine großen Produktionsverluste aufgrund des Eltern-Kind-Effekts erlebt haben, liegt darin, dass ihre anfänglichen Fertigstellungsentwürfe klein, suboptimal und unzureichend stimuliert waren.“ .“

Min, ein Reservoiringenieur und Datenwissenschaftler, verfasste zusammen mit seinen EERC-Kollegen den Konferenzbeitrag URTeC 3862589, der zu dem Schluss kam, dass unterstimulierte Bohrlöcher der Hauptgrund für vorteilhafte Frac-Treffer im Bakken sind. Das Forschungsteam nutzte Modelle des maschinellen Lernens, um Daten aus über 17.000 horizontalen Bohrlöchern zu analysieren, von denen festgestellt wurde, dass fast die Hälfte davon durch Eltern-Kind-Interaktionen beeinflusst wurde.

Zu den wichtigsten Erkenntnissen der Studie gehört, dass die vorteilhaftesten Frac-Treffer in Elternbohrungen mit Stützmittelbeladungen von weniger als 450 Pfund pro Seitenfuß beobachtet wurden – und dass 83 % aller Mutterbohrungen im Bakken unter diesen kritischen Schwellenwert fallen.

Dann gibt es noch die andere Seite der Gleichung. Das EERC stellte fest, dass, wenn die Stützmittelbelastung eines untergeordneten Bohrlochs 1.000 lb/ft überstieg, die benachbarten übergeordneten Bohrlöcher im Zeitraum von 90 Tagen nach der Stimulation einen Produktionsanstieg um durchschnittlich 123 % verzeichneten.

Andere haben sich mit dem Problem befasst und einen ähnlichen Link vorgeschlagen. In URTeC 3868861, das ebenfalls in diesem Jahr veröffentlicht wurde, untersuchten Autoren der University of Wyoming und der Texas A&M University eine kleinere Untergruppe von Eltern-Kind-Brunnen, die deutliche Anzeichen von Bruchinteraktionen zeigten.

Die Forscher stellten zwar fest, dass die meisten analysierten Bohrlöcher keine „starke Korrelation“ aufwiesen, betonten jedoch, dass die Produktion nach dem Frac-Hit tendenziell umso höher war, je niedriger die anfängliche Produktionsrate eines Mutterbohrlochs war. „Dies kann durch die Stimulierung der Elternbrunnen erklärt werden, die vor der Vollendung des Kindes möglicherweise nicht ausreichend stimuliert wurden.“

Die meisten der unterstimulierten Eltern des Bakken wurden zwischen 2010 und 2015 fertiggestellt, stellte das EERC fest, was laut Min eine Zeit allgemeiner Stagnation bei der Bohrlochplanung in der Region darstellt.

Eine typische Stützmittelbelastung lag während dieser Zeit zwischen 200 und 400 lb/ft. Bis 2016 stieg der Durchschnittswert auf über 900 lb/ft und liegt auch heute noch in diesem Bereich.

Ein zusätzlicher Kontext ergibt sich aus der Tatsache, dass Bakken das erste Tight-Oil-Unternehmen war, das vor einem Jahrzehnt eine bedeutende Entwicklung erlebte, was bedeutet, dass seine ersten Entdecker im Nachteil waren, wenn es darum ging, die Lernkurve zu erklimmen.

Min kontrastiert dies mit den Erfahrungen, die an anderer Stelle geteilt wurden, und bemerkt: „Wenn man sich das Perm oder andere Becken anschaut, waren die anfänglichen Fertigstellungsgrößen der Elternbrunnen größer – sie ähneln eher dem Aussehen neuer Tochterbrunnen im Bakken.“

Dies wirft den Punkt auf, dass produktionssteigernde Frac-Hits bald der Vergangenheit angehören werden, da die Zahl der unterstimulierten Eltern weiter abnimmt, während neue Elternbrunnen – so knapp das Angebot auch sein mag – die größeren Stimulationsdesigns verwenden.

Neben dem Stützmittelvolumen ist der Bohrlochabstand der andere Schlüsselfaktor, der über das Ausmaß der Wechselwirkungen zwischen Bohrlöchern entscheidet. Die EERC-Analyse zeigt, dass die Interaktionen stärker werden und das Risiko für die Produktivität des Kindes zunimmt, wenn der Abstand unter 800 Fuß fällt.

Zur Veranschaulichung geht das EERC davon aus, dass ein Kinderbrunnen im Bakken, der mit 1.300 lb/ft pumpt und 400 Fuß von einem Mutterbohrloch entfernt landet, im ersten Lebensjahr einen Produktionsausfall von 40.000 bbl erleiden muss.

Die Betreiber in der Region haben darauf reagiert, indem sie sich von den übergeordneten Brunnen zurückgezogen haben, während sie enge Abstände für die Paarung von Kind-Kind-Brunnen reserviert haben. EERC zeigt, dass der durchschnittliche Eltern-Kind-Abstand heute etwas über 700 Fuß beträgt, während Kinder-Kind-Brunnen im Durchschnitt eher 580 Fuß voneinander entfernt sind.

Eine weitere Implikation der Ergebnisse betrifft die Zukunft der Refrakturierung für Bakken-Betreiber. Einige Betreiber greifen auf die Refrakturierung von Mutterbrunnen als Schutzmaßnahme für den Mutterbrunnen, aber auch für den Kinderbrunnen zurück, der seine Brüche benötigt, um neues Gestein aufzubrechen.

Die vom EERC gemeldeten Ergebnisse deuten jedoch nicht darauf hin, dass die Praxis aus Gründen der Schadensbegrenzung ausdrücklich befürwortet wird. Sie gehen davon aus, dass die Refrakturierung ein milderndes Mittel sein kann, jedoch nur bei relativ geringen Bohrlochabständen, und selbst dann ist die Nettoauswirkung möglicherweise nicht beeindruckend.

In dem Artikel heißt es: „In untergeordneten Bohrlöchern, die mit refraktierten übergeordneten Bohrlöchern interagierten und der Bohrlochabstand zwischen weniger als 400 Fuß und mehr als 1.200 Fuß lag, lagen die Auswirkungen auf die untergeordnete Bohrlochproduktion zwischen -9 und +5 %. Im Gegensatz dazu lag der Einfluss auf die Produktion des untergeordneten Bohrlochs bei untergeordneten Bohrlöchern, in denen es kein gebrochenes übergeordnetes Bohrloch gab und der Bohrlochabstand zwischen weniger als 400 Fuß und mehr als 1.200 Fuß lag, zwischen −15,4 und +0,6 %.

Min fügte hinzu, dass die Zahlen zeigen, dass die Brechung als Schutzmaßnahme „einen gewissen, aber nicht großen“ Wert bietet.

Das EERC untersucht diesen und andere Aspekte weiterhin, da man hofft, dass die Refrakturierung in der Zukunft des in die Jahre gekommenen Tight-Rock-Stücks eine wichtige Rolle spielen wird.

URTeC 3862589Datengesteuerte Analyse der Kausalität von Eltern-Kind-Interaktionen im Bakken von Kyoung Suk Min, Alexander V. Chakhmakhchev, Xue Yu, Nicholas A. et al., dem Energy & Environmental Research Center.

URTeC 3868861Identifizierung und Quantifizierung der Auswirkung bruchbedingter Wechselwirkungen auf die Produktion aus Eltern- und Kinderbrunnen im Williston Basin von Abdeldjalil Latrach, University of Wyoming; Ahmed Merzoug, Texas A&M University; und Cilia Abdelhamid et al., University of Wyoming.