Задачи, решаемые при гидроразрыве

На тему

«ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ»

Выполнил студент:

гр. 2-НТ-9

Вертей А.С.

Преподаватель:

Дубас Е.В.

Самара 2017

Содержание

Введение. 3

1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) 5

1.1. Определение. 5

1. 2. Задачи, решаемые при гидроразрыве. 6

1.3. Цель гидравлического разрыва. 7

2. Нарушение проницаемости продуктивного пласта. 8

3. Направление трещины разрыва. 11

4. Жидкости разрыва. 13

4.1. Совместимость с пластом и пластовыми жидкостями. 13

4.2. Стоимость. 14

4.3. Виды жидкостей. 15

4.3.1. Жидкости на водной основе. 15

4.3.2. Линейные жидкости разрыва. 16

4.3.3. Соединяющиеся жидкости разрыва. 17

4.3.4. Замедляющие соединительные системы.. 18

4.3.5. Жидкости на спиртовой основе. 20

4.3.6. Эмульсионные жидкости разрыва. 21

4.4. Реология жидкостей. 22

4.5. Измерение вязкости. 23

4.6. Регулирование фильтруемости жидкости. 24

4.7. Несущая способность жидкости по проппанту. 25

4.8. Трение. 26

4.9. Удаление и определение количества жидкости. 27

4.10. Расклинивающие материалы (проппанты) 28

4.11. Испытание на проницаемость. 30

4.12. Долговременная проницаемость. 31

4.13. Типы проппантов. 32

5. Расчёт ГРП.. 34

Заключение. 39

Список литературы.. 40


Введение

В настоящее время в разработку широко вовлекаются трудноизвлекаемые запасы нефти, приуроченные к низкопроницаемым, слабодренируемым, неоднородным и расчлененным коллекторам. Одним из эффективных методов повышения продуктивности скважин, вскрывающих такие пласты, и увеличения темпов отбора нефти из них, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Гидравлический разрыв может быть определен как механический метод воздействия на продуктивный пласт, при котором порода разрывается по плоскостям минимальной прочности благодаря воздействию на пласт давления, создаваемого закачкой в пласт флюида. Флюиды, посредством которых с поверхности на забой скважины передается энергия, необходимая для разрыва, называются жидкостями разрыва.

После разрыва под воздействием давления жидкости трещина увеличивается, возникает ее связь с системой естественных трещин, не вскрытых скважиной, и с зонами повышенной проницаемости; таким образом, расширяется область пласта, дренируемая скважиной. В образованные трещины жидкостями разрыва транспортируется зернистый материал (проппант), закрепляющий трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления.

В результате ГРП кратно повышается дебит добывающих или приемистость нагнетательных скважин за счет снижения гидравлических сопротивлений в призабойной зоне и увеличения фильтрационной поверхности скважины, а также увеличивается конечная нефтеотдача за счет приобщения к выработке слабо дренируемых зон и пропластков.

Метод ГРП имеет множество технологических решений, обусловленных особенностями конкретного объекта обработки и достигаемой целью. Технологии ГРП различаются, прежде всего, по объемам закачки технологических жидкостей и проппантов и, соответственно, по размерам создаваемых трещин.

Наиболее широкое распространение получил локальный гидроразрыв как эффективное средство воздействия на призабойную зону скважин. При этом бывает достаточным создание трещин длиной 10...20 м с закачкой десятков кубических метров жидкости и единиц тонн проппанта. В этом случае дебит скважин увеличивается в 2...3 раза.

В последние годы интенсивно развиваются технологии создания высокопроводящих трещин относительно небольшой протяженности в средне- и высокопроницаемых пластах, что позволяет снизить сопротивление призабойной зоны и увеличить эффективный радиус скважины.

Проведение гидроразрыва с образованием протяженных трещин приводит к увеличению не только проницаемости призабойной зоны, но и охвата пласта воздействием, вовлечению в разработку дополнительных запасов нефти и повышению нефтеизвлечения в целом. При этом возможно снижение текущей обводненности добываемой продукции. Оптимальная длина закрепленной трещины при проницаемости пласта 0,01...0,05 мкм2 обычно составляет 40...60 м, а объем закачки - от десятков до сотен кубических метров жидкости и от единиц до десятков тонн проппанта.

Наряду с этим применяется селективный гидроразрыв, позволяющий вовлечь в разработку и повысить продуктивность низкопроницаемых слоев.

Для вовлечения в промышленную разработку газовых коллекторов со сверхнизкой проницаемостью (менее 10-4 Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru мкм2) в США, Канаде и ряде стран Западной Европы успешно применяют технологию массированного ГРП. При этом создают трещины протяженностью 1000 м и более с закачкой от сотен до тысяч кубических метров жидкости и от сотен до тысяч тонн проппанта.




1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП)

Определение

Гидравлическим разрывом называется процесс, при котором давление жидкости воздействует непосредственно на породу пласта вплоть до ее разрушения и возникновения трещины. Продолжающееся воздействие давления жидкости расширяет трещину вглубь от точки разрыва. В закачиваемую жидкость добавляется расклинивающий материал, например, песок, керамические шарики или агломерированный боксит. Назначение этого материала - удержать созданную трещину в раскрытом состоянии после сброса давления жидкости. Так создается новый, более просторный канал притока. Канал объединяет существующие природные трещины и создает дополнительную площадь дренирования скважины. Жидкость, передающая давление на породу пласта, называется жидкостью разрыва.

Направление трещины разрыва

Трещина разрыва может быть сориентирована в горизонтальном или вертикальном направлении. Тип разрыва, который может произойти в конкретных условиях, зависит от напряжения в пласте. Разрыв происходит в направлении, перпендикулярном наименьшему напряжению.

Вертикальный разрыв. В большинстве скважин происходят вертикальные разрывы. Трещина разрыва образует два крыла, ориентированные под углом 180° друг к другу.

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

Горизонтальный разрыв. Горизонтальный разрыв происходит в скважине, если горизонтальное напряжение больше, чем вертикальные напряжения.

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

Жидкости разрыва

Стоимость

Разброс по стоимости для различных жидкостей разрыва весьма различен. Наиболее дешева вода, тогда как метанол и кислоты довольно дороги. Следует также учитывать стоимость гелеобразующего компонента. В любом случае надо сопоставлять выгоды обработки пласта соответствующими жидкостями и химикатами с их стоимостью (таблица 1).

Таблица 1.

Сравнительная стоимость различных жидкостей (доллары США)

Наименование жидкости разрыва Стоимость1 куб. м. Стоимость 1 куб. м. гелеообразующего компонента Стоимость в сумме
Загущенная вода - 66,00 66,00
Полимерсшитная вода - 126,00 126,00
Загущенный реформат 250,00 94,00 344,00
Двухфазная жидкость 50,00 66,00 116,00
Метанол+СО2 350,00 150,00 500,00
Полимерсшитый метанол 400,00 210,00 610,00
Жидкий СО2 300,00 - 300,00
Кислота 15 % 380,00 200,00 580,00
Кислота 28 % 750,00 250,00 1000,00

Виды жидкостей

Жидкости на водной основе

Жидкости разрыва на водной основе используются сегодня в большинстве обработок. Хотя это было не так в первые годы гидроразрывов когда жидкости на нефтяной основе использовались фактически на всех обработках. Этот вид жидкости имеет ряд преимуществ над жидкостью на нефтяной основе.

1. Жидкости на водной основе экономичнее. Базовый компонент - вода намного дешевле, чем нефть, конденсат, метанол и кислота.

2. Жидкости на водной основе дают больший гидростатический эффект чем нефть, газ и метанол.

3. Эти жидкости невоспламеняемые; следовательно они не взрывоопасны.

4. Жидкости на водной основе легко доступны.

5. Этот тип жидкости легче контролируется и загущаются.

Линейные жидкости разрыва

Необходимость загущения воды, чтобы помочь транспортировать расклинивающий материал (проппант) уменьшить потерю жидкости, и увеличить ширину трещины было очевидным для ранних исследователей. Первый загуститель воды был крахмал. В начале 1960-х была найдена замена - гуаровый клей. Это полимерный загуститель. Он используется и в наше время. Также используются и другие линейные гели в качестве жидкости разрыва: гидроксипропил, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметил, ксантан и в некоторых, редких случаях полиакриламиды.

Реология жидкостей

К реологическим свойствам жидкостей относятся свойства, описывающие течение жидкостей, поглощение их, несущую способность и т.д., например вязкость. Вязкость жидкости разрыва в очень большой степени влияет на то, как жидкость поглощается породой пласта: густой жидкости теряется меньше, чем невязкой. Ниже приводится классификация жидкостей разрыва.

1) Ньютоновские жидкости. У таких жидкостей наблюдается линейная зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Примеры: вода, незагущенная сырая нефть, реформат.

2) Неньютоновские жидкости. Пластмассы Бингама - простейшая разновидность неньютоновских жидкостей. Как и у ньютоновских жидкостей, здесь проявляется линейная зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Однако, для возбуждения потока этих жидкостей требуется некоторое, не бесконечно малое напряжение сдвига. Пример: пена.

Расчет вязкости в трещине прямоугольного сечения:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru (Сантипуаз),

где P-пластическая вязкость (Сантипуаз),

Q-расход при закачке (м3/мин), H-высота трещины (м), W-ширина трещины (мм).

3) Жидкости, подчиняющиеся степенному закону. У таких жидкостей проявляется "кажущаяся" вязкость, которая меняется вместе с изменением расхода (скорости сдвига). "Кажущаяся" вязкость уменьшается при увеличении скорости сдвига.

4) Сверхкритические жидкости. При использовании жидкостей разрыва с высоким содержанием CO2 (ГРП смесью метанола и CO2, ГРП жидким CO2) разрыв происходит при давлении, а зачастую и температуре, которые выше критических параметров для CO2. В этом диапазоне при повышении давления увеличивается плотность и вязкость, реология жидкости становится трудной для описания.

Измерение вязкости

Обычно измерение вязкости проводится с помощью ротационного вискозиметра Фанна или воронки Марша.

Скорость сдвига при стандартных оборотах вискозиметра (табл.2).

Таблица 2.

Обороты вискозиметра Скорость сдвига

Трение

При проведении гидроразрыва до половины мощности механизмов, сосредоточенных на площадке, может затрачиваться на преодоление трения в НКТ. Некоторые жидкости проявляют большую силу трения, чем другие. Кроме того, трение тем выше, чем меньше диаметр труб. Учет трения жидкости и требования по расходу при проектировании гидроразрыва не менее важны, чем ограничение по давлению или совместимость с пластом. На основании информации по большому количеству гидроразрывов были составлены графики давления, которые помогут при проектировании энергетических потребностей процесса.

Испытание на проницаемость

При выборе необходимых типов и размеров проппанта весьма важно определить его проницаемость. Прежде при испытаниях проппантов применялись камеры радиальной фильтрации. Однако некоторые принципиальные сложности - явления, связанные с течениями, неподчиняющимися закону Дарси, и весьма низкие, не поддающиеся измерению, перепады давления не позволяли получать надежные результаты испытаний. Несовершенство радиальных камер привело к разработке линейных фильтрационных камер.

Типы проппантов

Первым материалом, который использовался для удержания трещины в раскрытом состоянии, был кремнистый песок. По мере развития технологии становилось ясно, что некоторые типы песка лучше других.

Кроме того, были созданы искусственные проппанты, пригодные для использования там, где естественные пески непригодны.

1) Керамические проппанты.

Существует два типа керамических проппантов: агломерированный боксит и проппанты промежуточной прочности. Проницаемость последних близка к проницаемости агломерированного боксита, плотность же их ниже, чем у боксита, но чуть выше, чем у песка.

Агломерированный боксит - это высокопрочный проппант, разработанный компанией "Экссон продакшн рисерч". Изготавливают его из высококачественных импортных бокситовых руд. Процесс изготовления включает измельчение руды на очень мелкие частицы, преобразование первичной руды в сферические частицы нужного размера и обжиг их в печи при достаточно высокой температуре, вызывающей процесс агломерации. Конечный продукт обычно содержит 85 % Al2O3. Остальные 15 % составляют оксиды железа, титана и кремния. Удельная плотность его 3,65 по сравнению с плотностью песка 2,65. Применяются агломерированные бокситы в основном в глубоких (глубже 3500 м) скважинах.

2) Керамики промежуточной плотности.

Эти проппанты отличаются от агломерированных бокситов, прежде всего, своим составом. Содержание оксида алюминия в них ниже, содержание кремния - выше, а удельная плотность составляет 3,15. При давлениях до 80 Мпа по проницаемости они близки к агломерированным бокситам. Поэтому в большинстве случаев, благодаря более низкой стоимости, ими заменяют бокситы.

3) Керамики низкой плотности.

Эти проппанты изготавливаются так же, как и другие керамики. Главное их отличие - состав. Они содержат 49 % Al2O3, 45 % SiO2, 2 % TiO2 и следы других оксидов. Плотность этих проппантов равна 2,72, то есть они наиболее распространенные проппанты, благодаря их цене, прочности плотности, близкой к плотности песка.

Расчёт ГРП

1. Расчёт давления гидроразрыва пласта

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где Рв.г. – вертикальное горное давление;

Рпл – пластовое давление;

sр – давление расслоения пород.

2. Вертикальное горное давление Рв.г. – определяют по формуле:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где Н – глубина залегания пласта;

rп = 2500 кг/м3 – средняя плотность вышележащих горных пород.

3. Давление разрыва на забое можно определить приближенно по эмпирической формуле:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где K=1,5-2 – опытный коэффициент.

4. Расчет рабочего устьевого давления гидроразрыва.

Допустимое устьевое давление ГРП определяется по формуле:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где Dн2, DВ2 – наружный и внутренний диаметры обсадных труб, м

sтек – предел текучести стали марки L; К – запас прочности, Ртр - потери напора на трение в трубах

5. Потери напора на трение в трубах определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где l - коэффициент гидравлического сопротивления труб,

υ – скорость движения жидкости по трубам, м/c.

ρсм – плотность смеси, кг/м3.

6. Расчёт скорости движения жидкости по трубам:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где Q – темп закачки жидкости ГРП, м3/сут.

F – площадь внутреннего сечения НКТ, м2.

7. Расчёт плотности смеси:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где С – объёмное содержание песка.

8. Расчёт объёмного содержания песка:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru ,

где С0 – концентрация песка.

9. Допустимое давление на устье скважины в зависимости от прочности резьбы верхней части колонны труб на страгивающие усилия определяется по формуле

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где Рстр – страгивающая нагрузка для обсадных труб из стали группы прочности L, равна 1,59 МН,

G – усилие затяжки при обвязке обсадной колонны (берётся по данным бурового журнала), равное 0,5 МН; к – запас прочности.

10. Из полученных двух значений Рд.у. принимаем меньшее.

Возможное забойное давление при наименьшем допустимом давлении на устье

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru Учитывая потребное давление разрыва на забое Рразр, определим рабочее давление на устье скважины

Сравниваем давление на устье скважины с допустимым, и после анализируем, можно ли проводить закачку жидкости гидроразрыва по НКТ.

11. Количество жидкости разрыва не поддаётся точному расчету. Оно зависит от вязкости жидкости разрыва и фильтруемости, проницаемости пород призабойной зоны скважины, темпа закачки жидкости и давления разрыва. По опытным данным объем жидкости разрыва изменяется от 5 до 10 м3.

Количество жидкости-песконосителя зависит от свойств этой жидкости, количества закачиваемого в пласт песка и его концентрации. На практике заготавливают 20 – 50 м3 жидкости (Vпж) и 8 – 10 т песка(Gпес).

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

Концентрация песка C зависит от вязкости жидкости песконосителя и темпа её закачки.

Объем жидкости-песконосителя должен быть несколько меньше емкости колонны труб, так как при закачке этой жидкости в объеме, превышающем емкость колонны, насосы в конце процесса закачки будут работать при высоком давлении, необходимым для продавливания песка в трещины. А закачка жидкости с абразивными частицами при высоких давлениях приводит к очень быстрому износу цилиндров и клапанов насосов.

Оптимальная концентрация песка может быть определена на основании скорости падения зерен песка в принятой рабочей жидкости по формуле

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

Где С – концентрация песка, кг/м3 ;

n - скорость падения зерен песка определенным диаметром

Объем продавочной жидкости во избежании оставления на забое песка следует принимать в 1,2 – 1,3 больше, чем объем колонны, по которой закачивается песок. Необходимый объем продавочной жидкости:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

12. Время проведение ГРП:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где Q – суточный расход рабочей жидкости, м3.

13. Радиус горизонтальной трещины

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где с - эмпирический коэффициент, зависящий от горного давления (с=0,02);

Q-расход жидкости разрыва; μ - вязкость жидкости разрыва; tр - время закачки;

К-проницаемость породы.

14. Проницаемость горизонтальной трещины:

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где w – ширина трещины.

15. Проницаемость призабойной зоны

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где кп - проницаемость пласта,h-эффективная мощность пласта (h=22м), ω=0,001м.

16. Проницаемость всей дренажной системы

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где Rk - радиус контура питания скважины (Rк=250м),rc - радиус забоя скважины.

17. Дебит скважины после гидроразрыва

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где Q - максимальный дебит, м³/с; кд.с - проницаемость пласта после гидроразрыва, h-эффективная мощность пласта, Δр - депрессия на забое, Δр= рпл - рз, (Δр=2,8МПа), μ -динамическая вязкость нефти, (μ=1сПс*с).

18. Эффективность проведения ГРП

Ожидаемый эффект от ГРП предварительно можно определить по приближенной формуле Г.К.Максимовича, в которой радиус скважины rс после ГРП принимается равным радиусу трещины rт.

Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru

где Q1 и Q2 –дебит скважин соответственно до и после гидроразрыва, Rк=250 м.

Фактическая эффективность может быть несколько ниже, так как при движении жидкости по трещинам, заполненным песком, наблюдается неучитываемые формулой небольшие потери напора.

Заключение

В заключении можно отметить, что ГРП позволяет решать следующие задачи:

1) повышение продуктивности (приемистости) скважины при наличии загрязнения призабойной зоны или малой проницаемости коллектора;

2) расширение интервала притока (поглощения) при многопластовом строении объекта;

3) интенсификация притока нефти, например, с использованием гранулированного магния; изоляция притока воды; регулирование профиля приемистости и т.д.

Список литературы

1. А.М. Юрчук, А.З. Истомин, “Расчеты в добыче нефти”, Москва, ”Недра” 1979г, 270с.

2. П.М. Усачев, “Гидравлический разрыв пласта” Москва, ”Недра”, 1986г,165с.

3. И.М. Муравьев, Р.С. Андриасов, Ш.К. Гиматудинов, В.Т. Полозков ”Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений”, Москва, ”Недра” 1970г, 445с.

На тему

«ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ»

Выполнил студент:

гр. 2-НТ-9

Вертей А.С.

Преподаватель:

Дубас Е.В.

Самара 2017

Содержание

Введение. 3

1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) 5

1.1. Определение. 5

1. 2. Задачи, решаемые при гидроразрыве. 6

1.3. Цель гидравлического разрыва. 7

2. Нарушение проницаемости продуктивного пласта. 8

3. Направление трещины разрыва. 11

4. Жидкости разрыва. 13

4.1. Совместимость с пластом и пластовыми жидкостями. 13

4.2. Стоимость. 14

4.3. Виды жидкостей. 15

4.3.1. Жидкости на водной основе. 15

4.3.2. Линейные жидкости разрыва. 16

4.3.3. Соединяющиеся жидкости разрыва. 17

4.3.4. Замедляющие соединительные системы.. 18

4.3.5. Жидкости на спиртовой основе. 20

4.3.6. Эмульсионные жидкости разрыва. 21

4.4. Реология жидкостей. 22

4.5. Измерение вязкости. 23

4.6. Регулирование фильтруемости жидкости. 24

4.7. Несущая способность жидкости по проппанту. 25

4.8. Трение. 26

4.9. Удаление и определение количества жидкости. 27

4.10. Расклинивающие материалы (проппанты) 28

4.11. Испытание на проницаемость. 30

4.12. Долговременная проницаемость. 31

4.13. Типы проппантов. 32

5. Расчёт ГРП.. 34

Заключение. 39

Список литературы.. 40


Введение

В настоящее время в разработку широко вовлекаются трудноизвлекаемые запасы нефти, приуроченные к низкопроницаемым, слабодренируемым, неоднородным и расчлененным коллекторам. Одним из эффективных методов повышения продуктивности скважин, вскрывающих такие пласты, и увеличения темпов отбора нефти из них, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Гидравлический разрыв может быть определен как механический метод воздействия на продуктивный пласт, при котором порода разрывается по плоскостям минимальной прочности благодаря воздействию на пласт давления, создаваемого закачкой в пласт флюида. Флюиды, посредством которых с поверхности на забой скважины передается энергия, необходимая для разрыва, называются жидкостями разрыва.

После разрыва под воздействием давления жидкости трещина увеличивается, возникает ее связь с системой естественных трещин, не вскрытых скважиной, и с зонами повышенной проницаемости; таким образом, расширяется область пласта, дренируемая скважиной. В образованные трещины жидкостями разрыва транспортируется зернистый материал (проппант), закрепляющий трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления.

В результате ГРП кратно повышается дебит добывающих или приемистость нагнетательных скважин за счет снижения гидравлических сопротивлений в призабойной зоне и увеличения фильтрационной поверхности скважины, а также увеличивается конечная нефтеотдача за счет приобщения к выработке слабо дренируемых зон и пропластков.

Метод ГРП имеет множество технологических решений, обусловленных особенностями конкретного объекта обработки и достигаемой целью. Технологии ГРП различаются, прежде всего, по объемам закачки технологических жидкостей и проппантов и, соответственно, по размерам создаваемых трещин.

Наиболее широкое распространение получил локальный гидроразрыв как эффективное средство воздействия на призабойную зону скважин. При этом бывает достаточным создание трещин длиной 10...20 м с закачкой десятков кубических метров жидкости и единиц тонн проппанта. В этом случае дебит скважин увеличивается в 2...3 раза.

В последние годы интенсивно развиваются технологии создания высокопроводящих трещин относительно небольшой протяженности в средне- и высокопроницаемых пластах, что позволяет снизить сопротивление призабойной зоны и увеличить эффективный радиус скважины.

Проведение гидроразрыва с образованием протяженных трещин приводит к увеличению не только проницаемости призабойной зоны, но и охвата пласта воздействием, вовлечению в разработку дополнительных запасов нефти и повышению нефтеизвлечения в целом. При этом возможно снижение текущей обводненности добываемой продукции. Оптимальная длина закрепленной трещины при проницаемости пласта 0,01...0,05 мкм2 обычно составляет 40...60 м, а объем закачки - от десятков до сотен кубических метров жидкости и от единиц до десятков тонн проппанта.

Наряду с этим применяется селективный гидроразрыв, позволяющий вовлечь в разработку и повысить продуктивность низкопроницаемых слоев.

Для вовлечения в промышленную разработку газовых коллекторов со сверхнизкой проницаемостью (менее 10-4 Задачи, решаемые при гидроразрыве - student2.ru мкм2) в США, Канаде и ряде стран Западной Европы успешно применяют технологию массированного ГРП. При этом создают трещины протяженностью 1000 м и более с закачкой от сотен до тысяч кубических метров жидкости и от сотен до тысяч тонн проппанта.

1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП)

Определение

Гидравлическим разрывом называется процесс, при котором давление жидкости воздействует непосредственно на породу пласта вплоть до ее разрушения и возникновения трещины. Продолжающееся воздействие давления жидкости расширяет трещину вглубь от точки разрыва. В закачиваемую жидкость добавляется расклинивающий материал, например, песок, керамические шарики или агломерированный боксит. Назначение этого материала - удержать созданную трещину в раскрытом состоянии после сброса давления жидкости. Так создается новый, более просторный канал притока. Канал объединяет существующие природные трещины и создает дополнительную площадь дренирования скважины. Жидкость, передающая давление на породу пласта, называется жидкостью разрыва.

Задачи, решаемые при гидроразрыве

При гидравлическом разрыве должны быть решены следующие задачи:

а) создание трещины;

б) удержание трещины в раскрытом состоянии;

в) удаление жидкости разрыва;

г) повышение продуктивности пласта.

Создание трещины. Трещина создается путем закачки жидкостей подходящего состава в пласт со скоростью превышающей ее поглощения пластом. Давление жидкости возрастает, пока не будут превзойдены внутренние напряжения в породе. В породе образуется трещина.

Удержание трещины в раскрытом состоянии. Как только развитие трещины началось, в жидкость добавляется расклинивающий материал - проппант (обычно песок), переносимый жидкостью в трещину. После завершения процесса гидроразрыва и сброса давления проппант удерживает трещину открытой и, следовательно, проницаемой для пластовых жидкостей.

Удаление жидкости разрыва. Прежде чем начать добычу из скважины, следует удалить жидкость разрыва. Степень сложности ее удаления зависит от характера применяемой жидкости, давления в пласте и относительной проницаемости пласта по жидкости разрыва. Удаление жидкости разрыва весьма важно, так как, понижая относительную проницаемость, она может создавать препятствия на пути притока жидкостей.

Повышение продуктивности пласта. До начала проектирования процесса следует провести анализ его экономической целесообразности.

Наши рекомендации