Мощные ГРП

В 1997 г., в Украине, внедрен мощный ГРП (МГРП) спецтехникой фирмы «Stewart & Stevenson», рассчитанной на давление до 100 МПа, с компьютерным контролем и управлением, применением неньютоновской жидкости водного геля фирмы «Clearwater, Inc.» на основе WGA-1 и закрепителя трещины – керамического пропанта IPP 16/30 прочностью на сжатие 85,0 МПа, т.е. вдвое большей прочности песка. Водный гель на основе WGA-1 имеет такие физические свойства – условную вязкость 1500-500 мПа∙с при скоростях сдвига 100-800 с^-1, возможность коркообразования, низкую теплопроводность. Появилась возможность развивать в пластах широкие высокопроводные трещины большой длины (40-200 м).

В комплект оборудования для МГРП входят три насосных агрегата модели FC-2251, блок манифольда модели IC-320, смеситель модели МС-60, станция контроля и управления процессом модели FC-320 и оборудование устья скважины. Кроме того, иногда применяют агрегаты АЧФ-1050.

Основные технические характеристики оборудования:

- насосный агрегат оборудован двигателем номинальной мощностью 1655 кВт при 2050 об/мин; насос TVC-2000; максимальное рабочее давление - 105 МПа; максимальная подача насоса при разных давлениях: 80 МПа – 1,03 м³/мин, 70 МПа – 1,25 м³/мин, 60 МПа – 1,6 м³/мин;

- блок манифольда позволяет подсоединять насосные агрегаты к манифольду низкого и высокого давления;

- смеситель дает возможность проводить смешивание компонентов технологических жидкостей, развивать производительность до 9,5 м³/мин и поддерживать необходимое давление на входе насосных агрегатов.

Станция контроля и управления предназначена для регистрации данных МГРП и управления оборудованием. Станция укомплектована контрольно-измерительными приборами, двумя компьютерами с современным программным обеспечением для анализа данных миниГРП, проектирования МГРП и контроля над его проведением.

До восьми параметров регистрируются через каждые три секунды: давление в нагнетательном трубопроводе и заколонном пространстве, расход жидкости (пульпы), закачанный объем, плотность (концентрация пропанта) и прочие.

Схема применения нового оборудования во время МГРП показана на рисунке 3.2.2.

Пескосмеситель 5 забирает технологические жидкости из емкостей 8 и подает их при избыточном давлении 0,3-0,6 МПа через коллектор низкого давления блока манифольда 4 насосными агрегатами 2 и 3, которые нагнетают технологические жидкости в скважину. Ввод пропанта или песка в жидкость осуществляется шнеками смесителя из технологического бака, в который их засыпают из песковоза (на рис. 2 не показан). Иногда для уменьшения нагрузки на пакер и НКТ во время МГРП в затрубном пространстве скважины агрегатом ЦА-320 (на схеме не показан) создают избыточное давление.

Управление работой насосных агрегатов и смесителя и контроль над основными параметрами МГРП осуществляется со станции контроля 6, соединенной системой кабелей с датчиками 7 расхода и давления.

Рисунок 3.2.2 - Типичная схема обвязки спецтехники для проведения мощного ГРП (МГРП): 1 – скважина; 2 –насосный агрегат FC-2251; 3 –насосный агрегат АЧФ-1050; 4 –блок манифольда IC-320, 5 – пескосмесителъ МС-60, 6 –станция контроля и управления ЕС-22 ACD, 7 – датчики давления; 8 –емкости для жидкостей, применяемых для ГРП

Процесс МГРП проводится в два этапа: сначала малый ГРП (мини-ГРП) с нагнетанием в пласт 30-70 м³ жидкости (пластовой воды, геля) с целью определения давления разрыва и проницаемости пласта, прогнозирование процесса развития трещины, оценки возможности проведения главного ГРП (ГГРП) и уточнение его основных технологических параметров и эффективности. Потом выполняется ГГРП, во время которого в пласт нагнетается жидкость разрыва (гель) с расходом 2,0-3,6 м³/мин, а затем 50-150 м³ пульпы, т.е. геля с 6-25 т пропанта или песка с концентрацией 250-600 кг/м³, после чего нагнетается продавочная жидкость.

Массивный ГРП. Применяют в газоносных пластах проницаемостью до 0,001 мкм², во время которого развиваются трещины длиной до 1000 м, закрепляемые до 300 т песка.