Гидравлический разрыв пласта (ГРП). Сущность ГРП, основные технологические процессы и операции при ГРП

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – искусственный метод образования новых или раскрытия уже существующих трещин в породах призабойной зоны путем закачки жидкости в пласт под высоким давлением. Для предотвращения смыкания берегов трещин после окончания операции и снижения давления до первоначального в пласт вместе с жидкостью закачивают зернистый материал – кварцевый песок. Трещины разрыва проникают в глубь пласта, соединяя ствол скважины с удаленными от забоя продуктивными частями пласта.

Гидроразрыв пластов состоит из следующих последовательно проводимых операций:

1) закачки в пласт жидкости разрыва для образования трещин в пласте;

2) закачки жидкости-песконосителя с песком, предназначенным для заполнения трещин;

3) закачки продавочной жидкости для продавливания песка в трещины.

Механизм образования трещин при разрыве можно представить следующим образом. В осадочных горных породах имеются естественные микротрещины, которые сжаты под действием горного давления. Проницаемость таких трещин очень мала. Под давлением, создаваемым насосами, жидкость, закачиваемая в скважину, фильтруется в первую очередь по зонам наибольшей проницаемости, в том числе в естественные трещины. При этом между пропластками по вертикали создается разность давлений, так как в более проницаемых пропластках и трещинах давление будет больше чем в малопроницаемых или практически непроницаемых. В результате возникает усилие, действующее на кровлю и подошву проницаемого пласта; вышележащие породы подвергаются деформации, и на границах пропластков образуются новые трещины или же расширяются старые.

Одним из важнейших параметров проведения гидроразрыва пласта является давление, при котором образуются трещины в материале породы. В идеальных условиях давление раскрытия трещин р_р должно быть не меньше горного давления р_г создаваемого толщей вышележащих пород. Однако в реальных условиях чаще всего величина разрыва бывает даже меньше, чем горное давление. Это объяснятся тем, что после бурения скважин меняется напряженно-деформированное состояние горных пород, залегающих в кровле или в самом нефтяном пласте. Возникают пластические деформации глин и глинистых пород. Это приводит к возникновению разрушающих сводов в зоне пластов, охваченных пластической деформацией, и вследствие этого горное давление оказывается уменьшенным вблизи скважины, поэтому давление гидроразрыва снижается.

Практикой установлено, что давление разрыва р_р на забое скважин колеблется в пределах от 1,5ρgh до 2,5 ρgh, где ρ – плотность породы, h – глубина скважины.

Дата добавления: 2014-12-24