Сопровождение ГРП методом ВАК

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 9Следующая ⇒

Эффективность гидравлического разрыва (ГРП) во многом определяется полнотой исходной информации о пластах и скважине как на этапе подготовки разрыва, так и после выполнения ГРП.

В настоящее время наиболее широкое применение при сопровождении работ по ГРП находит геофизический метод термометрии [ 6 ]. Вместе с тем, существенное расширение получаемой информации, при тех же временных затратах, дает исследование скважин методом волнового акустического каротажа – ВАК. Этот метод позволяет получить комплексную информацию о пласте и техсостоянии скважины за один спуско-подъем прибора, а по составу информации он эквивалентен выполнению нескольких геофизических методов.

Упругие свойства пород, при воздействии на них неравномерного напряжения меняются достаточно своеобразно. Экспериментальные исследования, выполненные на образцах керна, показывают, что в зависимости от строения и состава пород можно наблюдать различные реакции пород на создаваемые напряжения.

На рис.6.1 показаны примеры поведения объемных деформаций образцов керна, казалось бы, наиболее «простых» коллекторов представленных песчаниками кварцевого состава, мелкозернистой структуры, хорошо отсортированных, но находящихся под воздействием неравномерных напряжений.

Результаты экспериментов показывают, что даже у таких «простых» коллекторов (внешне относительно однородные по структуре и составу породобразующих зерен) в одних образцах под воздействием неравномерных напряжений происходят процессы разуплотнения (рис.6.1, а) и при этом улучшаются их фильтрационные свойства, у других образцов свойства не меняются, а третьи – уплотняются и снижают проницаемость.

Подобный «неоднозначный» характер поведения пород обусловлен их упруго-деформационными свойствами, которые в свою очередь, при прочих равных условиях, определяются такими литологическими показателями как количество, вид и протяженность контактов между породообразующими зернами. В частности, имеется закономерность - чем больше в породах протяженных линейных и инкорпорационных контактов между зернами, тем ниже их ФЕС, выше их прочностные показатели и при неравномерных напряжениях они обычно уплотняются. Если же в породе они развиты слабо, а преобладают точечные и короткие линейные контакты, то подобные коллектора имеют низкие прочностные показатели и при воздействии неравномерных напряжений они, как правило, разуплотняются.

Рисунок 6.1 Характер поведения деформаций объема (e) кварцевых песчаников при неравномерных объемных напряжениях (s) По оси Y - e- объемные деформации, [%] По оси Х - s - неравномерные средние объемные напряжения [Мпа]

В связи с этим, при сопровождении работ по ГРП (или любом другом воздействии на призабойную зону пласта) предлагается двухкратное исследование ВАКом - до и после воздействия.

На основании первого замера ВАК (до ГРП) решаются следующие задачи:

§ оценка технического состояния скважины (качество цементирования, состояние колонны, степень гидродинамической связи пласта со скважиной в зоне перфорации);

§ оценка свойств коллекторов в интервале воздействия (нефтенасыщенность, интервалы со свободным газом, фильтрационно-емкостные свойства, тип коллектора, а также его упруго-деформационные параметры, необходимые при проектировании ГРП);

§ обоснование места посадки пакера, а при поинтервально-направленном ГРП – проектирование мест щелевой перфорации.

Данная информация позволяет спроектировать ГРП с учетом поставленной геологической задачи (воздействовать на целевые интервалы разреза), режимы проведения ГРП адаптировать к выявленным особенностям технического состояния скважины (зазоры за колонной, негерметичности колонны) и геологического разреза (наличие вблизи интервала воздействия пластов с аномальными свойствами – обычно водо- или газонасыщенных)

Второй замер ВАК (после ГРП) совместно с результатами первого дает следующую информацию:

§ оценка технического состояния скважины (качество цементирования, состояние колонны, степень Г/Д связи пласта со скважиной в зоне перфорации)

§ оценка изменения свойств коллекторов в интервале воздействия (высоты зон баровоздействия и собственно трещины ГРП с местом входа основного объема пропанта, степень нарушенности подстилающих и перекрывающих экранов; определение примерной ориентировки трещин)

§ оценка необходимости корректирующего воздействия (повторное ГРП, обработка трещины химическим реагентом и т.д.)

На рис.6.2 приведен пример геофизического планшета по скважине, где были выполнены замеры ВАК до и после ГРП. Совокупность всей информации полученной при сопровождении ГРП методом ВАК составляет «геофизический образ ГРП». В данной скважине по первому замеру ВАК была определена текущая нефтенасыщенность целевого пласта Бб2, а также было выявлено, что вышезалегающий пласт Бб1 насыщен водой с газом. Эта информация позволила выбрать оптимальное место для расположения пакера, чтобы предотвратить нарушение перемычки между пластами и прорыв газа в пласт Бб2.

Второй замер ВАК в этой скважине, выполненный после проведения ГРП, позволил подтвердить, что перемычка осталась ненарушенной. Также выделен общий интервал барического воздействия (пока еще не учитывающийся при проектировании ГРП), где породы изменили свои свойства, а также интервал основного входа проппанта в созданную трещину разрыва, где породы претерпели существенное изменение своих петрофизических и упруго-деформационных свойств и возникла интенсивная гидродинамическая связь между скважиной и продуктивным пластом.

Рисунок 6.2 Геофизический образ ГРП.

Применение стандартной акустической аппаратуры с монопольным излучателем, типа АКВ, пока не позволяет провести оценку ориентации естественных трещин или трещин ГРП по сторонам света. Однако, по характеру изменения упругих модулей, происходящих вследствие развития в породах напряжений от ГРП есть возможность оценить вид возникших в пласте деформаций. Направленность последних обусловлена характером текстурных преобразований протекающих в породах и, в частности, развитием техногенных микро- и макротрещин различной ориентировки. Как известно (Р.Э. Дамко 1987, А.Николя 1992 г. и др.) в зависимости от общего напряженного состояния и соотношений нормальных и касательных напряжений в горных породах получают развитие трещины субгоризонтальной, субвертикальной либо смешанной ориентировки.

Для этого предлагается использовать диаграмму деформаций пород и ориентировки трещин в зависимости от изменений объемной сжимаемости и модуля сдвига ( рис. 6.3)

Рисунок 6.3 Диаграмма деформации пород при изменении

сдвиговых и объемных напряжений.

Таким образом, имея записи двух замеров ВАК можно рассчитать изменения упругих модулей, происходящие вследствие барического воздействия на пласт, оценить вид развивающихся в нем деформаций и преобладающую ориентировку техногенных трещин относительно оси скважины (рис. 6.3).

Кроме того, определяемый по данным ВАК параметр гидродинамической связи – Пгдс позволяет не только выявлять места связи пластов со скважиной (открытый ствол, перфорированный интервал), но и выполнять контроль мест и качество выполненных работ по перфорации. В качестве примера на рис. 6.4 приведены кривые Пгдс полученные по материалам ВАК, в скважинах после проведения гидропескоструйной перфорации (ГПП), в результате которой на основании теоретических расчетов и лабораторных исследований, за эксплуатационной колонной должны образовываться щели/каверны глубиной и высотой не менее 400 х 400 мм. На рисунках точками показаны планировавшиеся места ГПП, а справа от них кривые Пгдс. Из (рис. 6.4, а) видно, что зарезки щелей в скважине были выполнены точно по намечавшимся местам и высота щелей соответствует рассчитанной, а вот глубина их по мере перемещения вверх снижается почти в 2 раза. На (рис. 6.4 б) показано, что в данном случае, с одной стороны, при работе по ГПП была некачественно выполнена привязка перфоратора по глубине скважины – нижняя точка не совпадает с соответствующей ей отрицательной аномалией на кривой Пгдс, и с другой стороны – отмечено, что верхняя щель в скважине вообще не прорезана (экспертиза инструмента на поверхности отметила разрушение насадки перфоратора). Из этих примеров следует, что для качественного выполнения ГПП необходимо правильно подбирать насадку пескоструйного перфоратора соответственно используемому в работе абразивному материалу.

а б

Рисунок 6.4 Контроль гидропескоструйной перфорации по кривой Пгдс.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 Следующая ⇒