2 Технологический раздел (2). 2. 1 Назначение и виды грп гидравлический разрыв пласта
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
2.1 Назначение и виды ГРП Гидравлический разрыв пласта (ГРП) - процесс обработки призабойной зоны пласта с целью образования новых, расширения и углубления естественных трещин в породах призабойной зоны скважины для улучшения условий притока пластовой жидкости в скважину. Цель достигается созданием высокого гидравлического давления на стенки скважины (в 1,5-2,5 раза превышающего гидростатическое) с последующим заполнением трещин специальным крупнозернистым наполнителем для предотвращения их обратного смыкания. До начала работ по ГРП в процессе строительства скважин проводится вторичное вскрытие продуктивного пласта. В случае выполнения операции ГРП субподрядным предприятием и необходимости проведения работ по вторичному вскрытию продуктивного пласта в целях повышения эффективности ГРП (оптимизации параметров процесса) работы по вторичному вскрытию выполняет субподрядное предприятие. Гидроразрыву пласта могут предшествовать специальные работы по: исследованию скважины на приток (приемистость); гидропескоструйной перфорации; солянокислотной обработке; перестрелу перфорационных отверстий фильтра в работающих скважинах. Решение о проведении в скважине ГРП и, предшествующих ГРП, специальных работ принимает геологическая служба нефтедобывающего предприятия, которое указываются в задании на проектирование строительства или проведение капитального ремонта скважин. В скважинах с близким расположением продуктивного пласта к водогазонапорным пластам (менее 5м) проведение ГРП не рекомендуется. Работы по гидроразрыву пласта в процессе строительства скважин могут проводиться непосредственно после вторичного вскрытия продуктивного пласта (при наличии достаточной информации для принятия решения), а, также, после освоения скважины с вызовом притока и последующего проведения гидродинамических исследований. Виды ГРП. Направленный ГРП. Рекомендуется проводить в известняковых породах. При этом в трещины песок не закачивается, а в скважины закачивается меловой раствор с фракцией мела до 0,5мм. В намеченном интервале с помощью гидропескоструйного перфоратора нарезают вертикальные и горизонтальные щели (в зависимости от желаемой направленности будущих трещин). В качестве жидкости разрыва используют керосино-кислотную или конденсато-кислотную эмульсию, которые растворяют карбонатные породы на поверхности трещин и расширяют их. Для известняков время реакции эмульсии должно быть не менее суток, а для карбонатных пород с меньшей растворимостью — 2 - 3 суток. Поинтервально-направленный ГРП. При поинтервальном направленном гидроразрыве способом «снизу-вверх» вначале по карротажной диаграмме намечают интервалы разрыва. В заполненную меловым раствором скважину спускают НКТ с гидропескоструйным перфоратором. Нижний интервал перфорируют в трёх положениях перфоратора, поворачивая его каждый раз на 30о. Перфорационные каналы располагаются в одной плоскости. Затем НКТ с перфоратором поднимают на поверхность, а в скважину спускают насосно-компрессорные трубы с пакером, который устанавливают выше проперфорированного интервала. Производят гидроразрыв пласта в надрезанном интервале. После этого НКТ с пакером поднимают на поверхность, а в скважину опускают НКТ с перфоратором, чтобы провести перфорацию второго снизу выбранного для ГРП интервала. Описанные операции повторяют для всех выбранных интервалов. После окончания поинтервального ГРП скважину промывают и спускают насосно-компрессорные трубы до забоя. Затем её осваивают и продувают. Целью удаления из пласта мелового раствора производят соляно-кислотную обработку. Объём закачиваемой кислоты берётся равным поглощенному объёму мелового раствора. Через 5 - 6 часов скважину вновь осваивают и продувают. Затем скважину передают в эксплуатацию. Поинтервальный направленный ГРП «сверху-вниз» отличается тем, что вначале обрабатывается верхний интервал, затем второй сверху (первый при этом располагается выше пакера) и т.д. до самого нижнего интервала. Ненаправленный многократный ГРП. Технология проведения ненаправленного многократного ГРП следующая. Вначале поводят простой ГРП. После закачки песка в первые порции продавочной жидкости вводится закупоривающий материал — резиновые или капроновые шарики, резиновая дробь, крупные дубовые опилки, а также смесь 3 %-ого водного раствора КМЦ с вязкостью 90 сП с мелом. На 100л такой смеси требуется 30кг мела фракции 5 - 7мм и 100кг мела фракции менее 5мм. Закупоривающий материал закачивают в количестве необходимом для перекрытия перфорированного участка колонны в интервале 2 – 2,5м. С помощью указанных веществ перекрывают устье трещины и в скважине, вновь, производится гидроразрыв в каком-то интервале. Разрыв проводится также обычным способом, и по его окончании в скважину вновь вводят закупоривающий материал. Перекрыв устье второй трещины, вновь проводят ГРП и т.д. Описанный способ не требует специальных работ по перфорации колонны и дополнительных работ по спуску и подъёму НКТ, но пи этом местоположение трещин неуправляемо. 2.2 Выбор скважины для проведения ГРП Условия проведения ГРП: ГРП в маломощных, песчано-глинистых породах. В пластах, представленных переслаивающимися песчано-глинистыми породами, имеющими небольшую мощность — менее 20 м, рекомендуется проводить однократный направленный разрыв или многократный ненаправленный. ГРП при отсутствии подошвенной воды. Если в залежи подошвенная вода отсутствует, то лучше проводить направленный вертикальный ГРП. ГРП в не цементированных скважинах. Если нижняя часть обсадной колонны была перфорирована на поверхности и при установке в скважину не цементировалась, то практически можно провести только однократный ненаправленный гидроразрыв. ГРП в пластах большой мощности терригенных, переслаивающих пород. В пластах большой мощности, представленных терригенными, переслаивающимися породами, обычно проводится выборочный направленный многократный ГРП способом «снизу-вверх». ГРП в трещиноватых коллекторах. В трещиноватых коллекторах большой мощности применяют направленный многократный ГРП из расчета одна трещина на 25 - 35м мощности пласта. ГРП в водоплавающих залежах. В водоплавающих залежах применяют только горизонтально ориентированные ГРП по той технологии, которую допускает конструкция скважин. Вертикальный ГРП. Вертикальный ГРП можно проводить только в скважинах с неперфорированной колонной. Осуществление ГРП рекомендуется в следующих скважинах: Давших при опробовании слабый приток. С высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора. С загрязненной призабойной зоной. С заниженной продуктивностью. С высоким газовым фактором (по сравнению с окружающими). Нагнетательных с низкой приемистостью. Нагнетательных для расширения интервала поглощения. Не рекомендуется проводить ГРП в скважинах, технически неисправных и расположенных близко от контура водоносности или от газовой шапки. 2.3 Оборудование для ГРП, рабочие жидкости Жидкости для ГРП.  Жидкости для гидроразрыва используются для осуществления двух основных функций:Жидкости для гидроразрыва должны обеспечивать давление, необходимое для создания трещин и их распространения в пласт. Жидкости для гидроразрыва должны быть способны переносить расклинивающий агент на всю глубину трещины, для того, чтобы пласт не возвращался в свое первоначальное состояние при остановке насосов и уменьшении давления до обычной величины. В то время как для создания трещин используются многие специальные жидкости и системы жидкостей, основные их типы подразделяются на две категории, а именно, на линейные и молекулярно связанные жидкости. Линейные жидкости обладают одной и той же вязкостью от смешивания до закачки в пласт, в то время как молекулярно связанные жидкости используют полимеры для увеличения вязкости в течении определенного периода времени в процессе образования разрывов в пласте. Стадии использования жидкостей при гидроразрыве пласта. Существует четыре типа жидкостей для использования в процессе обычных работ по гидроразрыву пласта. Это жидкости для:подготовки к гидроразрыву, гидроразрыва пласта, нагнетания в пласт, промывки. Подготовка к гидроразрыву производится для охлаждения труб и для выполнения работ по испытанию пласта на закачку. Важно охладить трубы в скважине, так как нагрев жидкости при прохождении через них может приводить к преждевременной связке ее составляющих, что ведет к повышению гидравлических потерь при закачке жидкости в пласт. Как правило, если жидкость для гидроразрыва закачивается в пласт по НКТ, объем жидкости для подготовительной стадии выбирается равным объему труб плюс 50%. Если жидкость для гидроразрыва закачивается через обсадную колонну, объем выбирается равным объему обсадной колонны плюс 1000галлонов. Гидроразрыв производится для образования и распространения трещины в пласте. Важно выбрать объем жидкости для гидроразрыва, соответствующий желаемой половине длины разрыва. Слишком малый объем жидкости на данной стадии может привести к преждевременному выпадению расклинивающего агента. Слишком большой объем увеличивает затраты на проведение работ без существенного увеличения продуктивности скважины. Хотя некоторые клиенты требуют закачки жидкости для гидроразрыва минуя стадию подготовки к гидроразрыву, такая практика должна избегаться, так как объем жидкости для гидроразрыва зачастую недостаточен для соответствующего охлаждения труб перед закачкой раствора. Нагнетание в пласт является частью процесса гидроразрыва, в ходе которого происходит перенос расклинивающего агента в трещину. Хотя в некоторых случаях раствор может состоять только из геля, в большинстве случаев термин раствор включает как гель, так и расклинивающие агенты, переносимые этим гелем. В завершение, для удаления раствора из труб проводится промывка. Важно, чтобы в процессе промывки жидкость не достигала верха перфорационных отверстий и не проходила через них. Проход промывочной жидкости через перфорационные отверстия может привести к сдавливанию (или к сужению) поверхности песка, что может затруднить приток жидкостей пласта в скважину после завершения процесса гидроразрыва. Характеристики жидкостей. Наиболее важными характеристиками жидкостей для гидроразрыва являются:вязкость, эффективность, совместимость, стабильность, гидравлические потери, контролируемые разрушение геля и очистка, экономичность. Так как вязкость может быть определена как сопротивление потока, то чем выше вязкость жидкости для гидроразрыва, тем сложнее ее ввести в пласт. С другой стороны, так как жидкость должна переносить расклинивающий агент, она должна быть достаточно вязкой для предотвращения оседания расклинивающего агента до того, как он успеет достичь конца разрыва. Эффективность жидкости для гидроразрыва определяется как отношение объема гидроразрыва к объему закачанной жидкости. Так как успех работ по гидроразрыву зависит от увеличения производительности скважины, для того, чтобы гарантировать окупаемость затрат, надо помнить, что чем более эффективна жидкость для гидроразрыва, тем более выгодными являются работы по гидроразрыву для клиента (Необходимо также учитывать и другие факторы: транспортные расходы, затраты на очистку и т.д.). При определении совместимости жидкости для гидроразрыва важно не только определить ее совместимость с жидкостями пласта, но также со всеми добавками, используемыми в ней. Несовместимые жидкости или добавки могут привести к ее эмульгированию или к блокированию пласта, что не позволит скважине после обработки достичь ожидаемого уровня производительности. Стабильность жидкости для гидроразрыва означает продолжительность времени, в течение которого жидкость остается в гелеобразном состоянии после связки ее молекулярных цепей. В прошлом рекомендовалось, чтобы при четырехчасовой продолжительности работ гель оставался стабильным в течение шести часов. Работа зачастую планируется таким образом, чтобы стабильность жидкости, закачиваемой в конце работы, была значительно ниже, чем на стадии нагнетания в пласт. Низкая стабильность жидкости, такая как 15 минут, может считаться приемлемой или даже желательной в конце работы, для возможности быстрого обратного перетока с минимальным возвратом расклинивающего агента назад на поверхность. Чем ниже гидравлические потери, тем выше эффективность работ по гидроразрыву. Большие гидравлические потери ведут к большим затратам на энергию для клиента, что ведет к увеличению затрат на работы по гидроразрыву. К тому же, более высокие гидравлические потери требуют повышенного давления нагнетания, что не так безопасно, как работа с низким давлением. Необходимо контролировать разрушение связанного геля для того, чтобы быть уверенным в его стабильности и эффективности. Установление правильного времени разрушения геля позволяет повысить скорость очистки и эффективность работ по гидроразрыву. Контролируемое разрушение геля обычно определяет стабильность жидкости, рассмотренную выше. |