Методичка к лаб ГРП. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Подземный и капитальный ремонт скважин
 Скачать 2.9 Mb.
|
|
Глубокопроникающий ГРП с закреплением трещин проппантом. На месторождениях ОАО «Оренбургнефть» основным методом ГРП считается глубокопроникающий гидроразрыв пласта с закреплением трещин расклинивающим материалом (проппантом). Операции выполнялись как по добывающим, так и по нагнетательным скважинам, в качестве жидкости разрыва использовались гели на нефтяной и водяной основе. По нагнетательным скважинам почти по всем объектам получен значительный эффект. Исключение составляют скважины пласта О2 Савельевского купола. В добывающих скважинах ГРП с использованием проппанта проводились в основном в пластах Б2 Покровского, Тананыкского, Сорочинско-Никольского, Бобровского и Д3 Родниковского месторождений. Особенность проведенных ГРП с проппантом – значительное превышение объема жидкости разрыва над объемом жидкости с проппантом, т.е. мы имеем дело с низкой эффективностью технологических жидкостей и некачественном креплении сформировавшейся трещины. Такое положение предопределено на стадии проектирования, когда закладываются очень большие утечки жидкости разрыва при образовании трещины. В табл. 2.3 приведены коэффициенты закрепления объема образовавшейся трещины и коэффициенты эффективности жидкости разрыва. Как видно, на трещинообразование уходит одна пятая или в лучшем случае, одна третья часть закачиваемого объема жидкости, остальная часть планируется на фильтрацию в пласт. В частности, в окском надгоризонте планируется 75% утечек от общего объема закачиваемого геля, в бобриковском горизонте 80-85%, в девонских отложениях от 75 до 90%. Такие утечки в пласт характерны для пород с проницаемостью около 0,1 мкм2, что намного больше планируемых потерь жидкости разрыва на фильтрацию. Сопоставление коэффициентов фильтрации, определенных по методикам Майера, ВНИИ и «ОренбургНИПИнефть», подтверждает сказанное. Проектные коэффициенты эффективности жидкости разрыва и закрепления образующейся трещины. Таблица 3.2
Как видно из табл. 3.2 завышенный коэффициент утечек приводит к занижению длины трещины и соответственно уменьшает ее объем (скважины № 1811, 1064, 1043, 965, 221, 427, 186, 2561), т.е. при таком проектировании утечек реальный объем трещины получается больше расчетного и после закачки расчетного количества проппанта крепится не полностью. Сопоставление эффективности жидкости разрыва и длины трещин, рассчитанных по разным методикам. Таблица 3.3
Как видно из табл. 3.3 объем трещины закрепляется в скважинах верейского горизонта на 33.4%; в окском надгоризонте О2 – 25.2%; О3 – 18.4%; в бобриковском Б2 – от 20 до 25.8%; в девоне - от 28.1-38.7%. В табл. 2.4 приведены проектные параметры трещин, рассчитанные по методике Майера на фактические объемы технологических жидкостей, которые применялись при ГРП. Согласно проведенным расчетам указанные объемы геля в карбонатах создавали трещины полудлиной в 35.4-92 м, высотой – 35-58 м и шириной 6-9 мм, в терригенных породах полудлина составляла 30-92 м, высота – 25-50 м, ширина 4.5-12.4 мм. Удельный расход проппанта на 1 м полудлины трещины составил по пластам: А3 – 119-234 кг/м, О2 – 120.4 кг/м, О3 – 84-146 кг/м, Б2 – 65-140 кг/м, До+1 – 147,2 кг/м, Д3 – 65.1-90 кг/м. Между тем крепление трещин даже сравнительно малыми объемами проппанта часто оказывается технически неудачным. Анализ фактического материала показал, что в процессе закрепления трещины допускается резкое увеличение концентрации проппанта в рабочей жидкости. Резкий рост концентрации проппанта и высокий темп закачки (5-6 м3/мин.) на заключительном этапе приводят к дополнительному росту сопротивлений продвижению пульпы по трещине и неравномерному отложению расклинивающего материала по ее длине. В таких случаях из-за образовавшихся пробок закачать в пласт необходимое количество проппанта не удается. Последующие порции забивают трещину у устья и надежно «запечатывают» перфорационные отверстия. Все это приводит к резкому росту градиентов забойного давления закачки и росту устьевых давлений до величин опасных для оборудования, используемого при ГРП. В табл. 3.3 приведено сопоставление градиентов ГРП и продавки пульпы с проппантом. В 6 случаях из 10 рассматриваемые градиенты давлений продавки превышали градиенты гидроразрыва, причем в скважинах №№ 2173, 1043, 431, 1823, 1477 они превышали даже градиенты горного давления (0.00245-0.0250 МПа). Это свидетельствует о том, что в данных случаях связь скважины с пластом отсутствовала, т.е. на этот момент перфорационные отверстия были «запечатаны» проппантом. Вышеописанный процесс аномального повышения забойных и устьевых давлений хорошо иллюстрируется диаграммами, записанными в процессе ГРП. В технологически неудачных операциях предварительной закачки при малых концентрациях проппанта практически не проводилось. Так, в скважине № 2173 на диаграмме ГРП зафиксировано повышение концентрации проппанта от 0 до 500 кг/м3 в течение первой минуты и от 500 до 800 кг/м3 в течение последующих 0.5 мин., после чего давление на устье резко возросло. При ГРП в бобриковском горизонте рост концентрации проппанта до максимальных значений был еще более быстрым: в скважинах: № 677 до 750 кг/м3 за 2 мин.; № 356 до 750 кг/м3 за 3 мин. В скважине № 1823 концентрация проппанта за 1 мин. достигла 520 кг/м3, далее за 0.6 мин. снизилась до 375 кг/м3, а затем поднялась за 1.5 мин. с 375 до 980 кг/м3. Таким образом, быстрая закачка геля с высокой концентрацией проппанта отрицательно сказывается на пропускной способности трещины и, видимо, способствует быстрому образованию песчаных пробок в начальном участке трещины. При низких скоростях закачки наблюдалось интенсивное оседание песка при его медленном движении по трещине. Таким образом, по нашему мнению для успешного закрепления созданной трещины большую часть объема жидкости с проппантом нужно закачивать при сравнительно малых концентрациях и плавном увеличении распада в течение 4-5 минут. При этом темп закачки рекомендуется в пределах 2.5-3.5 м3/мин. Для закрепления трещины у основания закачка жидкости с максимальной концентрацией должна быть кратковременнной в течение 0.5-1 мин. Объем последней порции жидкости с концентрацией 600-800 кг/м3 не должен превышать 2-2.5 м3. Таким образом, анализ показывает, нет обоснованного подбора роста концентрации проппанта во времени и темпов закачки в зависимости от задавленной концентрации. В целом технология гидроразрыва с закреплением трещин расклинивающим материалом (проппантом), как более сложная, требует дальнейшего совершенствования с учетом конкретных горно-геологических условий месторождения ОАО «Оренбургнефть». Проектные параметры трещин и удельный распад проппанта на расчетную полудлину трещин при ГРП. Таблица 3.4
3.3 Оборудование, применяемое при ГРП. При проведении комплекса подготовительных и заключительных работ при гидравлическом разрыве пласта используют комплект специального оборудования. В зависимости от давления разрыва (глубины скважины) применяют различные насосные агрегаты в соответствии с их технической характеристикой. Песок, нагнетаемый в трещины пласта, должен быть хорошо перемешан с вязкой жидкостью. Для этого используют как цементосмесительные машины, так и пескосмесительные. Рабочие жидкости доставляют к месту проведения работ и подают их в насосные агрегаты через 50 м3 специальные емкости автоцистернами. Эти жидкости закачивают в скважину через нагнетательный коллектор высокого давления, а устье скважины оборудуют универсальной арматурой. Для изоляции эксплуатационной колонны от высоких давлений, создаваемых при гидравлическом разрыве пласта, применяют пакера различных конструкций. Основным видом оборудования для осуществления гидравлического разрыва пласта являются насосные агрегаты. Назначение их – закачка жидкости разрыва при оборудовании трещин в обрабатываемом пласте, смеси жидкости – песконосителя с песком в трубы и продавочной жидкости для продавки песка с расчетными скоростями в образованные в пласте трещины. Флот оборудования представлен на рисунке 5: Блендер Насосные агрегаты Манифольд высокого и низкого давления Кислотовоз Станция контроля и управления Емкости с жидкостью Промысловый грузовик
3.3.1 Оборудование ГРП в ООО «Фил-ОрАм» | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
