ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТА

РАСЧЕТ

ЭФФЕКТИВНОСТИ

ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА С

ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ

ФИЛЬТРАЦИОННЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕМ

СКИН-ФАКТОРА

 

Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы

 

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2015

               

Печатается по решению редакционно-издательского отдела СамГТУ

 

Составители В.Е. Подъячева, В.А. Ольховская, А.М. Зиновьев.

 

УДК 622 276

 

Расчёт эффективности гидроразрыва пласта с применением метода эквивалентных фильтрационных сопротивлений и определением скин-фактора: Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы / Самар. гос. техн. ун-т; Сост. В.Е. Подъячева, В.А. Ольховская, А.М. Зиновьев. Самара, 2015. 59 с.

 

Рассмотрена аналитическая оценка эффективности применения, а также основы технологии, одного из наиболее значимых методов увеличения нефтеотдачи – гидравлического разрыва пласта. Приведены методики определения скин-фактора работающей скважины до и после проведения на ней ГРП заданной геометрии трещины. Расчеты выполняются в том числе на основе метода эквивалентных фильтрационных сопротивлений Ю.П. Борисова. Дан пример решения типовой задачи, призванный помочь студенту овладеть практическими навыками расчета.

Предназначены для студентов дневного и заочного отделений направления подготовки 210301, выполняющих курсовую работу по курсу «Нефтегазовая гидромеханика».

 

Табл. 19. Ил. 14. Библиогр.: 9 назв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                          2 

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТА

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – это процесс использования гидравлического давления для создания искусственных трещин в пласте либо расширения уже имеющихся.

Трещина увеличивается в длину, высоту и ширину путем закачки смеси флюида и проппанта под высоким давлением (рис.1).

Гидравлический разрыв пласта играет важнейшую роль в повышении запасов нефти и суточной добычи. Он заключается в смешении специальных химических реактивов для приготовления соответствующей жидкости гидроразрыва и закачке смешанных жидкостей в продуктивную зону с достаточно высокими производительностями и давлениями для расклинивания и расширения трещин гидравлически.

 

Р и с.1. Схема проведения ГРП

 

Первоначально жидкость без проппанта, называемая «пачка» («подушка», «буфер»), закачивается для инициирования трещин и установления их распространения. Затем закачивается смесь жидкости с закупоривающим «расклинивающим» агентом (проппантом). Эта смесь нагнетается для расширения трещин и одновременно переносит расклинивающий агент глубже в трещину. После того, как материалы закачаны в пласт, жидкость химическим путем разрушается с целью понижения вязкости и оттока в скважину, оставляя высокопроницаемую заклиненную трещину для легкого прохождения нефти и/или газа из удаленных зон пласта в скважину. Трещина имеет два крыла, распространяющихся в противоположных направлениях от скважины и ориентированных более или менее в вертикальном плане. Известно существование других конфигураций трещин, но они составляют относительно малую долю в данных промыслового опыта, поэтому обычно рассматривают вертикальную трещину. Завершающим этапом является закачка жидкости продавки, которая предназначена для того, чтобы продавить проппант в трещину.

Жидкости ГРП бывают следующих типов: жидкости на водной основе, жидкости на нефтяной основе, многофазные или жидкости на пенной основе, вязкоупругие ПАВы. Жидкости на водной основе применяются в 70% всех ГРП. Приблиэительно 5% составляют жидкости на нефтяной основе. Многофазные и жидкости на кислотной основе применяются в 25% всех операций. Не полимерные на основе вязкоупругих ПАВ начали применятся недавно.

Требования к жидкостям ГРП:

- Вязкость:Важна для транспортировки проппанта и создания соответствующей ширины трещины

- Эффективность: Жидкость должна иметь минимальные фильтрационые свойства для лучшего поддержания трещины в открытом состоянии во время проведения ГРП

- Совместимость: Жидкости должны быть совместимы с пластовыми флюидами (эмульсии, снижение проницаемости пласта за счет проникновения воды в поровое пространство) и породами образующими продуктивный пласт (перемещение мелкодисперсных ча-

стиц, набухание и т.д) 

- Стабильность: Жидкость ГРП должна сохранять свои рабочие свойства при пластовой температуре, а также противостоять разрушению при воздействии на нее напряжения возникающее во время закачки 

- Низкий коэффициент трения: Растворы ГРП должны иметь низкий коэффициент трения, чтобы минимизировать гидравлическую мощность во время обработки

- Разрушение и Очистка: Вязкие жидкости ГРП должны иметь способность к разрушению и возвращению в первоначальное состояние (например, вода). Процесс должен быть прогнозируемым по времени. Очистка очень важна для снижения загрязнения пласта.

- Экономичность

Гидроразрыв внёс значительный вклад в повышение дебитов нефти и газа и отдачи пластов. Процесс гидроразрыва, внедряемый в промышленность с 1947 г., является стандартной промысловой практикой. В настоящее время в промысловой практике распространение получили псевдотрехмерныемодели, представляющие собой совокупность двух известных двумерныхмоделей, описывающих рост трещины и течение жидкости в ней в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также технологических ограничений.

На нефтяных месторождениях Западной Сибири много малопродуктивных скважин, эксплуатация которых экономически нерентабельна. С этими скважинами связаны огромные еще не отобранные извлекаемые запасы нефти. Ради отбора этих запасов нефти необходимо значительно увеличить продуктивность малопродуктивных скважин. Известным сильнодействующим средством увеличения продуктивности является гидравлический разрыв пластов.

Высокая эффективность гидроразрывов (увеличение дебита нефти в 3~5~10 раз) обычно связана с преодолением прискважинной сильнозасоренной и потому низкопроницаемой зоны нефтяных пластов, которая была засорена при бурении и эксплуатации скважин.

Гидроразрыв средне– и высокопроницаемых пластов является одним из наиболее интенсивно развивающихся в настоящее время методов стимулирования скважин. В высокопроницаемых пластах основным фактором увеличения дебита скважины вследствие ГРП является ширина трещины, в отличие от низкопроницаемых пластов, где таким фактором является ее длина. Технология импульсивного гидроразрыва позволяет создавать в скважине несколько радиально расходящихся от ствола трещин, что может эффективно использоваться для преодоления скин-эффекта в призабойной зоне, особенно в средне– и высокопроницаемых пластах. Наиболее высокая эффективность ГРП может быть достигнута при проектировании его применения как элемента системы разработки с учетом системы размещения скважин и оценкой их взаимовлияния при различных сочетаниях обработки добывающих и нагнетательных скважин. 

Факторами, определяющими успешность ГРП, являются правильный выбор объекта для проведения операций, использование технологии гидроразрыва, оптимальной для данных условий, и грамотный подбор скважин для обработки.

       

ВВЕДЕНИЕ