Гидравлический разрыв пласта

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из эффектив­нейших методов увеличения производительности скважин. Техноло­гия ГРП основана на способности нефтяного пласта расщепляться (образовывать трещины) при создании давления выше горного. Дав­ление разрыва горной породы может быть приближенно оценено по формуле

Р_г = r_n - gH,                                                                                       (1.7)

где r_п - плотность вышележащих горных пород, принимается равной 2300 кг/м³;

Н - глубина залегания пласта, м.

Давление ГРП составля­ет величину

Р_р = Р_г + s_х,                                                                                        (1.8)

где s_х - временное сопротивление горной породы на разрыв (s_х =1,5...3,0 МПа).

Из практики проведения операций ГРП установле­но, что для неглубоких скважин, глубиной до 1000 м, давление разры­ва пород составляет

Рр ⁼ (1,74...2,57) Р_гс,                                                                          (1.9)

а для скважин, глубина которых больше 1000 м, это давление выбира­ется из соотношения

Р_р ⁼ (1,32...1,97) Р_гс,                                                                         (1.10)

где Р_гс - давление гидростатического столба жидкости.

Особенность проведения операции ГРП в нагнетательных скважи­нах заключается в том, что при их эксплуатации на забое нередко создаются давления близкие или даже превышающие давление разрыва породы. Другими словами в ПЗП нагнетательной скважины могут иметь место трещины, образование которых произошло в процессе за­качки воды в нефтяной пласт.

Технология проведения ГРП включает следующие основные этапы.

1. Подготовка ствола скважины путем проведения работ по очистке труб от продуктов коррозии, отложений веществ с последующим шаблонированием.

2. Спуск в скважину пакера в комбинации с якорем, монтаж устьево­го оборудования для проведения ГРП.

3. Проведение расчета процесса ГРП с определением значений основ­ных рабочих параметров: объем жидкости разрыва, объем жидкос­ти «песконосителя», объем продавочной жидкости, давление раз­рыва пород, давление закачки рабочих жидкостей и др.

4. Создание в ПЗП трещин путем закачки жидкости разрыва (для на­гнетательных скважин чаще всего это вода) с производительнос­тью, превышающей поглотительную способность скважины в 2...3 раза. Момент образования трещины определяется по резкому снижению давления закачки жидкости разрыва в пласт.

5. Закачка в образовавшиеся трещины закрепляющего материала при помощи жидкости «песконосителя» (вода, загущенная полимерами для создания «несущей» способности и предотвращения оседания закрепляющего материала). Объем закрепляющего материала оп­ределяется по результатам предварительных расчетов геометричес­ких параметров трещины.

6. Закачка расчетного объема продавочной жидкости (воды) - для продавки в трещину всего объема закрепляющего материала и пре­дотвращения образования на забое скважины пробки.

7. Промывка ствола скважины для выноса лишнего закрепляющего материала и очистки ствола.

Для проведения ГРП применяется специальное оборудование, поз­воляющее получать большие значения давления и расхода жидкости, закачку вязких (до 1 Пас) жидкостей, создание требуемых концентра­ций расклинивающего материала в жидкости, контроль рабочих пара­метров ГРП и др.

Основным элементом оборудования является насосный агрегат              УН1-630х70А. Этот агрегат смонтирован на шасси КрАЗ-257Б и состо­ит из силового блока, коробки передач, трехплунжерного насоса 4Р-700, (Q=22 л/с, Р=70 МПа) манифольдов и системы управления [2]. При проведении операции ГРП может применяться несколько насос­ных агрегатов. Количество насосных агрегатов определяется потребными значениями развиваемого напора и производительности на всех стадиях операции.      

Пескосмесительные агрегаты ЗПА, 4ПА, УСП-50 предназначены для транспортировки закрепляющего материала к скважине и приго­товления жидкости «песконосителя» при проведении ГРП. Агрегаты смонтированы на шасси автомобиля КрАЗ-257 и включают бункер со шнековым питателем, коробку отбора мощности, раздаточный коллек­тор и насос для перекачки жидкости «песконосителя». Скорость пода­чи шнеком закрепляющего материала в смеситель от 2 до 40 т/ч. В смесителе имеется лопастная мешалка, которая обеспечивает приготовле­ние жидкости «песконосителя». Жидкость «песконоситель» перекачивается насосом на прием агрегата 4АН-700 под давлением до 0,22 МПа.    

Доставка рабочих жидкостей к устью обрабатываемой скважины производится с помощью автоцистерн. Потребное количество автоцитерн также определяется предварительным расчетом всех стадий про­цесса ГРП.

Самоходный блок манифольда (блендер) 1БМ-700 предназначен для регулирования работы всего комплекса оборудования и агрегатов.

 Обработка ПЗП растворами ПАВ   

Технология обработки продуктивного пласта заключается в преду­предительной задавке в ПЗП концентрированного раствора ПАВ (до 5% масс.).

Вслед за порцией концентрированного раствора в пласт закачива­ется слабоконцентрированный раствор ПАВ в объеме, достаточном для охвата воздействием всего обрабатываемого участка. Объем раствора ПАВ обычно выбирают из условия 0,8...2,0 м³ на 1 м толщины пласта. Затем скважину оставляют на реагирование ПАВ с жидкостя­ми и породой. Время реагирования обычно составляет не менее 24 ча­сов. Эту технологию применяют в нагнетательных скважинах, ПЗП которых загрязнена различными частицами, при наличии высокой оста­точной нефтенасыщенности каналов фильтрации.