Технологические схемы гидроразрыва

Для проведения гидравлического разрыва пла­ста обычно применяют три технологические схемы:

однократный гидроразрыв пласта, когда воздействию закачиваемой жидкости гидроразрыва подвергаются все пласты или пропластки, эксплуатируемые скважиной;

многократный гидроразрыв пласта, когда последовательно гидроразрыву подвергаются два или более пластов или пропластков, вскрытых скважиной;

поинтервальный (направленный) гидроразрыв пласта, когда гидроразрыву преднамеренно подвергается один заранее определенный пласт или пропласток из вскрытых скважиной.

Образование двух или более трещин в пределах вскрытой толщины пласта может произойти и вследствие разрыва пласта по технологической схеме однократного гидроразрыва, если пласт представлен чередующимися пропластками, а давление разрыва приближается к геостатическому (полному горному). Однако методом многократного разрыва пласта принято называть метод преднамеренного образования нескольких трещин.

Практические результаты показывают, что применение технологии однократного

Рис. 14.5. График влияния числа эксплуатируемых пропластков на эффективность однократного гидроразрыва.

гидроразрыва малоэффективно, особенно в скважинах, вскрывших два и более пла-.

тов На рис. 14.5 приведены обобщенные данные по месторождениям Татарии, Башкирии, Узбекистана, Киргизии и Коми, свидетельствующие о существенном снижении эффективности однократного гидроразрыва с ростом числа пластов, эксплуатируемых скважиной. Как видно из рисунка, эффективность однократного ГРП при гидроразрыве скважин, вскрывших один пласт, составила 76%, двух пластов — 57,5%, трех — 50%, а пяти — 43%. Следует заметить, что этот график получен при обобщении данных гидроразрыва нефтедобывающих скважин, эксплуатация которых велась фонтанным способом. В скважинах, эксплуатирующихся насосным способом, и в нагнетательных скважинах эта тенденция сохраняется, но менее заметна.

На многопластовых месторождениях, разрабатываемых с поддержанием пластового давления путем законтурного или внутриконтурного заводнений, однократный гидроразрыв применяют также для освоения или повышения приемистости на­гнетательных скважин. Но поскольку при однократном гидроразрыве трещина развивается лишь в пределах одного напластования и образуется в менее упругонапряженном пласте, то последующая закачка воды может привести к обводнению добывающих скважин по пласту с трещиной к частичному или полному оставлению нефти в пластах, не охваченных закачкой. Это обстоятельство ограничивает применение технологии однократного гидроразрыва для освоения или повышения приемистости нагнетательных скважин.

Многократный гидроразрыв пласта можно проводить двумя способами:

зоны продуктивной толщи разобщаются внутри скважины (пакерами, специальными шариками или отсекателями), и осуществляется разрыв в каждой отдельной зоне;

образованную при однократном гидроразрыве пласта трещину закупоривают специальными веществами, после чего в скважине создают повышенное давление путем закачки жид­кости разрыва.

Технология многократного разрыва пласта заключается в следующем. Сначала определяют профиль притока или закачки до разрыва пласта. Затем проводят гидроразрыв по обычной технологии. Интервал гидроразрыва отсекают пакером или временно блокирующим материалом, а затем операцию повторяют.

Применяли многрократный ГРП с временно перекрывающими отверстия перфорации шариками. Внедрение этого способа на отечественных промыслах сопровождалось разработкой технологических схем, обеспечивающих развитие трещин в заданных интервалах продуктивной толщи (рис. 14.6).

С целью управления развитием трещин при многократном ГРП с шариками во ВНИИ предложено контролировать местоположение образованных трещин и эффективность перекрытия по спаду интенсивности излучений, а закреплять трещины песком лишь в заранее выбранных интервалах (см. рис. 14.6). При этом гидроразрыв пластов осуществляется в следующей последовательности:

расходомером или дебитомером определяют приток или поглощение по пластам или пропласткам;

намечают пропластки или интервалы, подлежащие многократному гидроразрыву;

в скважину спускают подземное оборудование и в кровле всех интервалов перфорации устанавливают пакер;

после опрессовки пакера в скважину спускают гамма-спектрометр;

проводят гидравлический разрыв пласта и определяют местоположение трещин;

при образовании трещины в намеченном интервале ее закрепляют. Если трещина образовалась в нежелательном интервале, то ее песком не закрепляют, а интервал перфорации против этой трещины перекрывают эластичными шариками. Гидроразрывы повторяют до создания трещины в заданных интервалах. О степени перекрытия и местоположении трещин судят по характеру кривой гамма-излучений при проталкивании активированного материала.

Рис. 14.6. Схемы гидроразрыва пластов:

1-многократного с помощью перекрытия отверстий перфорации шариками; 2-управляемого в соответствии со спадом интенсивности излучения; 3-поинтервального с глубинными устройствами с шариками и песчаной пробкой; 4-поинтервального с глубинными устройствами с шариками разной плотности; 5-с пакером и с песчаной пробкой; 6-с двумя пакерами; 7-с предварительным инициированием гидроразрыва.

Позже для проведения направленного многократного ГРП с временно перекрывающими отверстия перфорации шариками в НГДУ «Лениногорскнефть» предложено скважинное устройство, представляющее собой цилиндр с перфорированным днищем, который заполняется шариками и спускается на НКТ. Устройство устанавливается в кровле пласта, подвергаемого ГРП. В том случае, когда трещина при ГРП образуется в вышележащих пластах, шарики из цилиндра транспортируются потоком жидкости к отверстиям перфорации против созданных трещин (см. рис. 14.6). Пласты, находящиеся ниже заданного интервала гидроразрыва, по этой технологической схеме перекрываются песчаной пробкой.

Там же предложено устройство для перекрытия нижележащих пластов (см. рис. 14.6), которое заполняется облегченными, временно перекрывающими отверстия перфорации шариками (плавающими).

Для создания трещин в заданных интервалах продуктивной толщи ВНИИ разработаны принципиальные схемы поинтервального гидроразрыва пласта (см. рис. 14.6, 5 и 6). Основным в этих технологических схемах является:

а) предварительное ослабление намеченных зон гидроразрыва перфорацией;

б) временное перекрытие намеченных участков гидроразрыва специальными пакерами или пакером с засыпкой нижележащих интервалов песком.

Эти схемы совершенствовались, главным образом, в направ­лении отработки технологических параметров ГРП и разработки пакеров и гидрозатворов, отсекающих интервалы гидроразрыва.

В дальнейшем на промыслах применялась схема поинтервального гидравлического разрыва пласта. По этой схеме для изоляции интервала гидроразрыва в кровле пласта устанавливается пакер, а нижележащие пласты или пропластки изолируются. Сущность применения поинтервального гидроразрыва с изоляцией интервалов указанным способом заключается в том, что вначале проводится гидроразрыв нижнего интервала, при этом пакер устанавливают между нижним и вышележащими пластами или пропластками. Затем в скважине создается песчаная пробка, перекрывающая нижний интервал, и при установленном пакере выше следующего интервала проводится гидроразрыв последующего (см. рис. 14.6). Последовательной сменой места установки пакера и засыпкой (изоляцией) участков, охваченных гидроразрывом, во всех продуктивных пластах или в заранее выбранном создаются и закрепляются трещины.

Совершенствование ГРП также связано и с применением технических средств и методов, обеспечивающих развитие трещин в заданных интервалах, чему способствует направленное инициирование трещин (см. рис. 14.6), т. е. создание в породе пласта перед гидроразрывом искусственного нарушения путем перфорации скважины. При последующем гидроразрыве жидкость в образованном нарушении действует подобно гидравлическому клину, и в результате концентрации напряжений создаются условия для направленного развития трещины.