Методичка к лаб ГРП. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Подземный и капитальный ремонт скважин
 Скачать 2.9 Mb.
|
|
ПРИМЕЧАНИЕ: Qгор и Qв – дебит соответственно горизонтальной и вертикальной (в соответствующих условиях принулевом скин-эффекте) скважины; QГРП – дебит скважины после ГРП. Выводы и рекомендации по совершенствованию процесса ГРП. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных средств повышения производительности скважин, поскольку приводит не только к интенсификации выработки запасов, находящихся в зоне дренирования скважины, но и при определенных условиях позволяет существенно расширить эту зону, приобщив к выработке слабо дренируемые зоны и пропластки, и, следовательно, достичь более высокой конечной нефтеотдачи. В связи с этим можно классифицировать операции ГРП по целям и области применения следующим образом: интенсификация скважин, в первую очередь с загрязненной призабойной зоной, путем увеличения эффективного радиуса за счет создания высокопроводящих трещин ограниченной длины в средне- и высокопроницаемых пластах, а также в низкопроницаемых достаточно однородных коллекторах; обеспечение гидродинамической связи скважины с системой естественных трещин пласта и расширение зоны дренирования; ввод в разработку низкопроницаемых залежей с потенциальной производительностью скважин в 2-3 раза ниже уровня рентабельной добычи, и перевод забалансовых запасов в промышленные; разработка сложных расчлененных и неоднородных пластов, характеризующихся высокой степенью прерывистости, путем комплексной оптимизации системы разработки с целью обеспечения гидродинамического взаимодействия пласта и системы скважин с трещинами гидроразрыва для увеличения темпа отбора извлекаемых запасов, повышения нефтеотдачи за счет вовлечения в активную разработку слабодренируемых зон и пропластков и увеличения охвата пласта воздействием. Определение параметров ГРП Задача. Составить план проведения ГРП, выбрать рабочие жидкости и оценить показатели процесса для следующих условий: скважина эксплуатационная; L = м-глубина скважины D= м - диаметр по долоту; h= м- вскрытая толщина пласта k= 10-12 м2 - средняя проницаемость; Е = 104 МПа; - модуль упругости пород ν =- коэффициент Пуассона; pп= кг/м8;- средняя плотность пород над продуктивным пластом; Вертикальная составляющая горного давления prB = pn•g•L = МПа Горизонтальная составляющая горного давления pr = prB•v/(1- ν) = pn•g•L•v/(1 - ν) = МПа. В подобных условиях при ГРП следует ожидать образования вертикальной трещины. Запроектируем гидроразрыв нефильтрующейся жидкостью. В качестве жидкости разрыва и жидкости-песконосителя используем загущенную нефть с добавкой асфальтита плотностью рн = 930 кг/м3, μ = 200 мПа . с. вязкость G = 300 кг -на 1 м3 содержание песка жидкости-песконосителя, ρnec = плотность песка 2500 кг/м3. 3 т кварцевого песка фракции 0,8—1,2 мм для расклинивания трещины, Q= 12 л/с- темп закачки (что значительно больше минимально допустимого при создании вертикальных трещин 24). При ГРП непрерывно закачивают жидкость разрыва в объеме 1 м3 и жидкость-песконоситель в объеме 9 м3, которая одновременно является и жидкостью разрыва. Для определения параметров трещины используются формулы, вытекающие из упрощенной методики Ю. П. Желтова [24]. Оценим сначала ширину трещины после закачки 1 м3 жидкости разрыва, для чего определим давление на забое рзаб в этот момент времени по формуле pзаб/ pr• (pзаб/pr– 1)3= 5.25Е2 •Q• μ/ [(1 - v2)2 •pr3•Vж) = pзаб/pr= (из табл) pзаб= МПа. Vж— объем жидкости, находящейся в трещине (4.7) Vж=Q•t+V0=(4.8) Q— расход закачиваемой жидкости, t— время закачки, V0— объем жидкости, находившейся в трещине до гидроразрыва.(принимаем V0 = 0). Vж = 1 м3: Длина трещины после закачки l = √Vж•E/ [5,6• (1 - ν2) • h•(pзаб - pг)] = м Раскрытость или ширина трещины ω = 4 (1 — ν2) · l · (pзаб - pг)/Е= м = мм. Раскрытость трещины вполне достаточна, чтобы песок фракции 0,8—1,2 мм поступал в нее при закачке следующей порции жидкости разрыва (9 м3), являющейся одновременно и жидкостью песконосителем. Объемная доля песка в смеси nо = (G/ρnec)/(G/ ρnec+ 1) = G = 300кг — масса песка, приходящаяся на 1 м3 жидкости, кг; ρnec— плотность песка 2500 кг/м3. Вязкость жидкости-песконосителя определим по формуле µж = µ• (3,18 ·n0) = 200· (3,18•n0) = мПа•с. Давление на забое скважины в конце гидроразрыва (после закачки 10 м3 жидкости в трещину) определим по (4.7): pзаб/pr(pзаб/ pr– 1)3= рзаб /pr = (из табл) рзаб = МПа. Длина трещины l =√Vж•E/ [5,6• (1 - ν2) • h•(pзаб - pг)]= Ширина трещины: ω = 4 (1 — ν2) ·l·(pзаб - pг)/Е = м = см. Жидкость-песконоситель распространилась в трещине на расстоянии от скважины, примерно равном 90 % ее длины, т. е. l1= 0,9 l= м. После снятия давления трещина закрывается неполностью на интервале, в котором находилась жидкость-песконоситель. Принимая пористость песка в трещине после ее закрытия m = 0,3, определим остаточную ширину трещины ω1= ωn0 /(1 - m) = Проницаемость трещины такой ширины kТ = ω12/12 = м2. Среднюю проницаемость в призабойной зоне при вертикальной трещине определяем по формуле k1 = [(πD- ω1) • k + ω1kТ) ]/(πD)= м2. Средняя проницаемость пласта при наличии вертикальной трещины будет уменьшаться с возрастанием расстояния от скважины. При ее оценке примем ширину трещины после смыкания одинаковой на любом расстоянии от скважины, а ее проницаемость неизменной. Тогда по (4.13) средняя проницаемость на расстоянии 1 м от скважины будет k1= = •10-12 м2, а на расстоянии, равном радиусу раскрытости l1 трещины, k1= = •10-12 м2. Как видно из расчетов, в области распространения трещины средняя проницаемость почти повсеместно больше, чем на два порядка превышает проницаемость пласта. Поэтому приток в скважину будет в основном происходить по трещине с направления, в котором трещина получила развитие. Гидроразрыв будем проводить через НКТ с dвн= 0,062 м, изолируя продуктивный пласт пакером с гидравлическим якорем. Определим параметры ГРП. 1. Потери давления на трение при движении жидкости-песконосителя по НКТ. Плотность жидкости-песконосителя ρж= ρн (1-nо) + ρпесnо = кг/м3. Число Рейнольдса Re = 4•Q• ρж/(πd• μ ж)= Коэффициент гидравлического сопротивления λ = 64/ Re = По Ю В Желтову, при наличии песка в жидкости при Re >200 происходит ранняя турбулизация потока, и потери на трение возрастают в 1,52 раза ρТ=1,52• λ•16•Q2•L• ρж /2 π2d5= = МПа. 2.Давление, которое нужно создать на устье при гидроразрыве Pу = Pзаб - ρжgL·10-6 + PТ = = МПа. Жидкости гидроразрыва в скважину закачивают насосными агрегатами 4АН-700 см. табл.
Контрольные вопросы Эффективность и сущность. Область применения и виды ГРП. Факторы учитывающиеся при выборе объекта ГРП. Подготовка к ГРП. Основные параметры ГРП. Назначение и параметры установки пакера и другого сквжинного оборудования. Какие факторы учитываются при расчете устьевого давления при ГРП. Нарисуйте схему расстановки наземного оборудования при ГРП. Нарисуйте схему подземного оснащения при ГРП. Перечислите последовательность технологических операций. Классификация видов ГРП. Механизм образования и развития трещин при ГРП. Однократный многократный и направленный ГРП. Основные свойства проппанта. |