Гидравлический разрыв пластов

Циклическое воздействие путем создания управляемых депрессий на пласт с использованием струйных насосов

Сущность технологии состоит в создании знакопеременных нагру­зок на пласт. Для этого в подготовленную скважину на технологических трубах спускается подземное оборудование – хвостовик, пакерное устройство, струйный насос. После установки пакера, предназначенного

для отсечения продуктивного горизонта от ствола скважины, насосным агрегатом прокачивается рабочая жидкость во внутреннюю полость труб. При прохождении потока рабочей жидкости через струйный на­сос в подпакерной зоне создается пониженное давление – депрессия, вследствие чего жидкость из подпакерной зоны поступает в затрубное пространство и вместе с отработавшей рабочей жидкостью выносится на поверхность. После прекращения подачи рабочей жидкости гидро­статическое давление в подпакерной зоне восстанавливается и проис­ходит обратный процесс перетока жидкости из затрубного пространства в подпакерную зону. В дальнейшем цикл многократно повторяется.

В результате циклического воздействия на пласт в режиме «депрес­сия – репрессия» в продуктивном горизонте возникают силы сдвига, направленные из пласта к скважине, что приводит к разрушению коль-матированной зоны ствола скважины. В связи с неодинаковой скоростью распространения депрессионной воронки по скелету породы, пластовому флюиду и дисперсной фазе между ними возникают перепады скорости, что способствует отделению дисперсионных частиц и дальнейшему пере­мещению их в ствол скважины, вследствие чего происходит очищение ПЗП. Особенностью технологии является то, что она позволяет созда­вать заданную депрессию на пласт и при необходимости управлять ее величиной и продолжительностью, а также производить циклическое многократное воздействие на ПЗП или непрерывную откачку пластового флюида.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – наиболее эффективный способ увеличения нефтеотдачи при разработке пластов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами. ГРП радикально изменяет проницаемость в при-забойных зонах и пластах путем создания макротрещин протяженностью 100 м и более, закрепляемых зернистым заполнителем. Для осуществления ГРП в скважину закачивают жидкость под таким давлением и с таким рас­ходом, чтобы обеспечить расширение естественных трещин и создание по обе стороны ствола двух направленных в противоположные стороны искусственных трещин. Порода разрывается по плоскостям минимальной прочности, ориентация трещины определяется сложнонапряженным со­стоянием пород и направлением их естественной трещиноватости. Эффек­тивность трещин определяется: надежностью их создания, максимальным повышением продуктивности скважины, их проводимостью и долгосрочной стабильностью.

В технологии ГРП применяют жидкости гидроразрыва пласта, жидкости-песконосители и продавочные жидкости. В большинстве случаев один тип жидкости выполняет все три функции. В качестве жидкостей разрыва используются водно-полимерные композиции, растворы ПАВ, эмульсии, пены. При осуществлении ГРП могут применяться три способа передачи гидравлической энергии на забой скважины: по НКТ, кольцевому простран­ству, по кольцевому пространству и НКТ одновременно. Заполняют обра­зованные при ГРП трещины расклинивающим материалом – проппантом.

Закачиваемый в трещины проппант может располагаться в них как толстым слоем, превышающим диаметр зерен, так и слоем в одно зерно. При соз­дании трещин в породах, обладающих малой прочностью, более надежным является закрепление толстым слоем проппанта. Наличие тонкого слоя проппанта может привести к смыканию трещин за счет вдавливания зерен в стенки трещины. Выбор размера частиц расклинивающего материала не должен быть случайным, чтобы обеспечить после проведения гидроразрыва высокую проницаемость призабойной зоны.

Подготовка скважины к ГРП включает в себя подготовительные работы в скважине, на которой планируется проведение операции, и под­готовку территории кустовой (прискважинной) площадки для размещения агрегатов комплекса ГРП и технологических емкостей в зависимости от типа ГРП.

Подготовительные работы к проведению ГРП включают в себя:

• глушение скважины. Работы по глушению скважин должны прово­диться в соответствии с действующей инструкцией на глушение скважин ОАО «Сургутнефтегаз», с использованием жидкостей, не ухудшающих со­стояние призабойной зоны пласта и облегчающих в последующем освоение скважины, или других составов, предусмотренных в руководящих документах для данного пласта;

• монтаж подъемного агрегата и расстановку бригадного оборудования;

• подъем подземного оборудования;

• промывка забоя скважины, шаблонировка ствола и, в случае необхо­димости, реперфорация;

• проведение комплекса ГИС;

• спуск-подъем гидравлического скрепера и скреперование интервала установки пакера;

• спуск пакера на НКТ-89 мм марки прочности не ниже «Л». В отдельных случаях (ГРП в БС) допускается использование комбинированной подвески НКТ различных диаметров, с маркой прочности не менее «Л»;

• посадка пакера и его опрессовка;

• оборудование устья скважины специальной арматурой, опрессовка устья;

• демонтаж подъемного агрегата.

Оборудование, используемое при проведении ГРП:

• пескосмеситель (блендер) – 1–2 ед.;

• насосные агрегаты – 4–7 ед.;

• блок манифольдов – 1–2 ед.;

• комплект НКТ – 1 ед.;

• песковоз – 1–5 ед.;

• машина химических добавок –1–2 ед.;

• станция управления – 1 ед.;

• передвижные емкости объемом 40–50 м³ – 2–8 шт.;

• кислотный агрегат АККП500 или аналог – 1 ед.;

• вспомогательная спецтехника (ЦА-320, ППУ, АДП, АЦ, К-700 и др.).

Рис. 8. Схема обвязки устья скважины при проведении гидравлического разрыва пласта (с установленной катушкой промывочной КП-4):

1 – устьевая запорная арматура ГРП; 2 – крестовина фонтанной арматуры;

3 – манометр с краном высокого давления; 4 – задвижка фонтанной арматуры;

5 – колонная головка (ОУС, ОКК, ОКО и т.д.); 6 – быстроразъемное соединение;

7 – катушка промывочная КП-4

Непосредственно операция по ГРП включает в себя:

• проведение «мини-фрака» (при необходимости) и корректировка на его основе расчета ГРП;

• последовательную закачку оторочек композиций химреагентов и технологической жидкости в объемах и на режимах, предусмотренных рас­четом ГРП;

• закачку технологической жидкости – песконосителя – с постепенным увеличением концентрации проппанта в соответствии с утвержденным рас­четом проведения разрыва;

• нагнетание оторочки продавочной жидкостью в объеме, обеспечи­вающем закачку геля с проппантом в пласт.

После проведения ГРП по окончании закачки продавочной жидкости скважина оставляется на время, необходимое для распада геля.

Заключительные работы после проведения ГРП:

• отстой скважины в течение 24 часов для распада геля;

• отработка скважины; во избежание выноса проппанта отработка ведется через штуцер с дебитом не выше 0,5 м³/ч (12 м³/сут);

• монтаж подъемного агрегата и расстановка бригадного оборудования;

• демонтаж устьевого оборудования, срыв пакера, замена объема жидкости в НКТ жидкостью глушения;

• монтаж ПВО;

• подъем пакера;

• промывка забоя скважины (в случае получения режима «СТОП» для ускорения ввода скважины в эксплуатацию промывка НКТ и подпакерной зоны проводится установкой «Непрерывная труба»);

• проведение комплекса геофизических исследований по определению технического состояния эксплуатационной колонны; профиля притока для добывающих скважин, профиля приемистости для нагнетательных скважин; проведение исследований упругих свойств пласта методом широкополосной акустики;

• спуск в скважину подземного оборудования;

• запуск оборудования в работу с представителем ЦДНГ, сдача сква­жины ЦДНГ;

• мероприятия по утилизации неизрасходованного (приготовлен­ного) геля.

Таблица 5

Дата добавления: 2017-01-14