Гидравлический разрыв пласта

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – это процесс обработки ПЗП с целью расширения и углубления естественных и образования новых трещин в породах-коллекторах в ПЗП, в результате чего увеличивается средняя проницаемость пласта в зоне распространения трещин и улучшаются условия притока флюидов из пласта в ствол скважины.

При ГРП расчет сводится к определению следующих данных:

- основных технологических показателей процесса ГРП;

- увеличения проницаемости ПЗП после ГРП за счет образования трещин в этой зоне;

- ожидаемого прироста дебита после ГРП;

- экономической эффективности.

Основные технологические показатели ГРП включают в себя:

- давление разрыва пород;

- давление на устье скважины (при проведении процесса без пакера);

- объем жидкости разрыва;

- количество песка (проппанта);

- концентрация песка в жидкости-песконосителе;

- объем жидкости-песконосителя;

- объем продавочной жидкости;

- общую продолжительность процесса ГРП;

- тип и число необходимых насосных агрегатов.

Увеличение проницаемости определяется по ширине образования трещины, радиусу ее распространения и проницаемости пласта:

 

,

где: С – эмпирический коэффициент, зависящий от давления разрыва (Р) и

         характеристики горных пород (принимается » 0, 02);

  Q – расход жидкости-разрыва;

  m – вязкость жидкости разрыва;

  t _р – время закачки жидкости разрыва;

  К – коэффициент проницаемости.

Проницаемость всей дренажной системы определяется:

.

где: К_п – проницаемость пласта (принимаем равной 0, 02× 10^-12 м²);

    h – толщина пласта, м;

  К_т – проницаемость трещины;

см²,

где: w – ширина трещины (w = 0, 001 м);

Увеличение проницаемости составит:

 (увеличение в десятки и сотни раз).

Максимальный дебит скважины после ГРП определяется по формуле Дюпюи, принимая радиус скважины, равным радиусу трещины ( r_с = r_т).

,           а .

 

По формуле Г.К.Максимовича эффективность равна:

 

.

ГРП можно проводить как через эксплуатационную колонну, так и через НКТ. В первом случае надо знать допустимое давление на устье, исходя из условий прочности колонны.

Технология проведения гидравлического разрыва пласта

Звено по проведению ГРП выезжает с комплектом спецтехники на подготовленную к проведению разрыва скважину. Руководит проведением работ по ГРП инженер цеха специализированных работ, назначенный приказом по предприятию. Работы ведутся в присутствии представителя заказчика по плану проведения ГРП, разработанному геологической и технологической службами на основании проекта на ГРП, для данной скважины, утвержденному главным инженером и согласованному с Ростехнадзором.

Устанавливается оборудование, согласно утвержденной схеме, насосные агрегаты через блок манифольда обвязываются с устьем скважины трубами с быстроразъемными соединениями. Перед обвязкой все соединительные элементы должны быть очищены, осмотрены, негодные резиновые уплотнительные элементы должны быть заменены. Процесс обвязки контролируется руководителем работ.

Насосный агрегат ЦА-320, для создания противодавления на пакер, обвязывается с затрубным пространством скважины, сразу устанавливается обратный клапан. В зависимости от применяемого типа пакера, агрегат создает и поддерживает в процессе ГРП давление в затрубном пространстве не выше 80 % от давления опрессовки эксплуатационной колонны.

Пескосмеситель обвязывается с емкостями, содержащими технологическую жидкость. Приготовление геля осуществляется насосным агрегатом посредством перемешивания технологической жидкости в емкости с постепенным вводом гелеобразователя. После приготовления геля технологической жидкости в полном объеме при повторном перемешивании вводится активатор. В процессе перемешивания контролируются параметры приготовленного геля и при необходимости добавляются химические реагенты. Результаты замеров фиксируются в отчете. Деструктор вводится в технологическую жидкость непосредственно в процессе ее закачки в скважину.

Насосные агрегаты подключаются к станции управления, где в процессе работы регистрируются давление, расход, обороты двигателя и устанавливается предельное давление, при повышении которого происходит автоматическое отключение агрегатов. На нагнетательных линиях устанавливаются обратные клапаны.

После расстановки и обвязки оборудования производится гидравлическое испытание (опрессовка) нагнетательных линий, фонтанной арматуры (верх) совместно с блоком задвижек на ожидаемое давление при гидравлическом разрыве пласта с коэффициентом запаса не менее 1, 25.

Для замера и регистрации давления при ГРП в линии высокого давления и затрубном пространстве фонтанной арматуры через специальные тройники устанавливаются датчики, которые при помощи кабелей подсоединяются к станции управления.

В процессе проведения операции по ГРП управление насосными агрегатами осуществляется руководителем работ из станции управления, каждому агрегату присваивается свой номер и он подключается кабелем к соответствующему номеру пульта станции управления. Все кабели, идущие к станции управления укладываются на подставки. Все параметры в процессе ГРП регистрируются и сохраняются на магнитных и бумажных носителях через компьютер.

В процессе операции по ГРП для оперативности работы связь между руководителем работ и членами бригады ГРП осуществляется при помощи переговорных устройств (раций). Машинист насосного агрегата в момент проведения ГРП находится с левой стороны агрегата, где расположен приборный щиток и следит за показаниями приборов, регистрирующих работу двигателя и насоса, при возникших неисправностях немедленно докладывает руководителю работ для принятия решения.

ГРП состоит из последовательных этапов:

- закачка в пласт жидкости разрыва для образования в нем трещин;

- закачка жидкости – песконосителя (проппантоносителя);

- закачка жидкости для продавливания песка или проппанта в скважину.

Непосредственно операция по ГРП включает в себя - определение приемистости перед ГРП: технологическая жидкость разрыва с линейными связями закачивается в скважину и проводится испытание пласта на приемистость. Переход на следующий расход осуществляется до стабилизации давления на устье скважины.

Заполняются трубы жидкостью для проведения предварительного гидроразрыва. При расходе, соответствующем расчетному для основного ГРП, и давлении, не превышающем давление опрессовки оборудования, проводится гидроразрыв с закачкой сшитого геля в объеме 20-30% от планируемого объема геля при основном ГРП и затем около 4 м³ сшитого геля, содержащего » 200 кг/м³ проппанта. Деструктор добавляется в раствор в процессе закачки (концентрация и интенсивность добавки деструктора определяется опытным путем).

Затем необходимо остановить насосы, слить жидкость из наземных линий, стравить давление из затрубного пространства со сливом раствора в емкость. Провести анализ предварительного гидроразрыва для корректировки параметров основного ГРП: уточнить градиент гидроразрыва; определить давление закрытия трещин и потерь давления на трение; оценить количество жидкости отфильтровавшейся в пласт.

Закачать технологическую жидкость разрыва в объемах и на режимах, предусмотренных проектом ГРП. В процессе закачки жидкости разрыва добавить деструктор с интенсивностью, определяемой опытным путем.

Последовательно закачать технологическую жидкость – песконоситель с расклинивающим материалом и постепенным увеличением концентрации песка или проппанта в соответствии с утвержденным проектом проведения разрыва. Закачка осуществляется с максимальной производительностью и учетом давления опрессовки нагнетательных линий и возможности насосно-компрессорных труб.

Закачка продавочной жидкости осуществляется в объеме, обеспечивающем подачу геля с песком или проппантом в пласт без снижения темпов закачивания (объем продавочной жидкости должен быть равным или больше объема НКТ, при этом продавочная жидкость не должна попасть в пласт, во избежание закрытия трещины).

При проведении ГРП производится непрерывная запись параметров режимов работы оборудования на электронные носители и бланки установленного формата, измерение и регистрация процесса снижения давления в НКТ. Трубное пространство остается закрытым; стравливается давление в наземных линиях, открывается затрубное пространство, жидкость сливается в емкость.

По окончании ГРП проводится запись устьевого и затрубного давлений в течение 15 – 20 минут. Устье скважины герметизируется и скважина передается представителю Заказчика для освоения и отработки.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: