СОДЕРЖАНИЕВведение 3 Глава 1. Применяемые технологии гидравлического разрыва пласта 4Глава 2. Основы механики гидроразрыва пласта 15Глава 3. Оборудование и специальная техника для гидроразрыва пласта 203.1. Подземное оборудование скважины для гидроразрыва 213.2. Наземное оборудование 253.3. Спецтехника для ГРП 26Заключение 29 Список литературы 32 ВведениеВ мировой практике нефтегазодобычи гидроразрыв пласта занимает видное место среди методов интенсификации притока нефти и газа. В США (С. Голдих и др., 1989) до 1988 г. проведено более 1 млн гидроразрывов (1500 ГРП/мес). Сфера их применения расширилась так, что около 40 % скважин после бурения подлежат ГРП и свыше 30 % запасов стало экономически выгодно разрабатывать с их применением. Благодаря ГРП обеспечен рост добываемых запасов на 1,3 млрд т нефти.В Северной Америке в 2002 г. разработана модернизированная технология ГРП для высокопроницаемых коллекторов (М. Икономайдес и др., 2002). По этим данным сейчас в 85 % газовых и свыше 60 % нефтяных скважин проводится гидроразрыв, т.е. этот метод становится обычным методом заканчивания скважин всех типов коллекторов.В России (Р.Д. Каневская, 1998) с 1985 г. организованы специализированные фирмы, которые ежегодно проводят тысячи ГРП. Для многих объектов разработки гидроразрыв стал необходимой частью процесса нефтедобычи. Гидроразрыв наиболее эффективно применяется в скважинах с низкопроницаемыми коллекторами. Довольно часто только с применением ГРП удается достичь рентабельного уровня дебитов скважин. В Сибири ежегодно проводится 500 скважино- операций в год. В структуре запасов нефтедобычи в России сейчас свыше 40 % находится в низкопроницаемых коллекторах и можно ожидать их рост до 70 %, поэтому большое внимание уделяется перспективе применения ГРП.Глава 1. Применяемые технологии гидравлического разрыва пластаСущность ГРП состоит в создании, развитии и закреплении трещин в продуктивных пластах. ГРП - это способ создания новых трещин или расширение некоторых существующих в пласте трещин вследствие нагнетания в скважину жидкости или пены при высоком давлении. Создание новых трещин или раскрытие существующих возможно, если давление в пласте во время нагнетания жидкости с поверхности становится больше местного горного давления. Как свидетельствуют результаты опытов, раскрытие существующих трещин происходит преимущественно после повышения давления до определенной величины и сопровождается незначительным его изменением, тогда как раскрытие новых трещин сопровождается скачкообразным снижением давления (обычно на 3-7 МПа) на устье скважины, которое можно заметить при постоянном расходе жидкости. Чтобы обеспечить высокую проницаемость трещин после завершения гидроразрыва при снижении давления в пласте до пластового или забойного, их закрепляют песком или пропантом. Технология гидроразрыва обеспечивает высокую проницаемость трещины, заполненной закрепителем, например кварцевым песком или пропантом. Рост продуктивности скважины может быть обусловлен:

---

• 
  созданием новой площади фильтрации, значительно большей поверхности ствола скважины, через которую флюиды попадают в ствол скважины;
  
• 
  очищением каналов перфорации во время движения пульпы (жидкости с песком или пропантом) с большой линейной скоростью;
  
• 
  вовлечением в разработку всех пропластков, которые пересекает вертикальная трещина в тонкослойном разрезе скважины;
  
• 
  уменьшением дополнительных сопротивлений и других отрицательных эффектов, обусловленных турбулизацией потока возле скважины в высокодебитных газовых скважинах;
  
• 
  развитием по вертикали закрепленной трещины за пределами основного пласта так, что она пересекает соседние пласты и присоединяет их к зоне дренирования, т.е. вовлекает их в разработку и т.п.
  

В газовых скважинах вследствие снижения скорости фильтрации прекращается или уменьшается разрушение призабойной зоны из-за выноса мелких частичек из пласта потоком пластовых флюидов.О возможностях нагнетания в раскрытые трещины закрепителя, который обеспечивает достаточное расширение стенок трещины для транспортирования по ней песка или пропанта, свидетельствует трех-, четырехкратный рост коэффициента приемистости скважины. Экспериментальными исследованиями следованиями установлено, что заполнять трещину песком или пропантом можно лишь после того, как ее ширина будет хотя бы в 3 раза больше максимального размера зерна закрепителя, поскольку при таких условиях исключается так называемое «самовольное мостообразование», когда в трещине накапливаются зерна закрепителя и прекращают ее рост в длину.Трещины в неглубоких (до 600 м) скважинах имеют горизонтальную ориентацию, а в глубоких — близкую к вертикальной или вертикальную. Трещины развиваются в плоскости с наименьшими силами сопротивления, т.е. с наименьшим горным давлением. Например, направление развития трещин в деформированных антиклинальных складках преимущественно совпадает с направлением их короткой оси.ГРП применяется в любых породах, кроме пластических сланцев и глин. Это метод не только восстановления естественной продуктивности скважин, но и значительного ее увеличения.В мировой практике такой способ обработки пласта реализуется по разнообразным технологиям. Считается целесообразным классифицировать технологии гидроразрыва по количеству закрепителя трещин и его концентрации в жидкости, как показано в табл 1.

---

Таблица 1Классификация гидроразрывов по количеству закрепителя трещин

Технология гидроразрыва	Масса закрепителя, т.	Концентрация, кг/м3.
Гидравлическое щелеоборазование в пласте (ГЩП)	Без закрепителя
Обычный гидроразрыв пласта (ГРП)	5,0-10,0	30-100
Мощный гидроразрыв пласта (МГРП)	5,0-20,0	100-700
Массивный гидроразрыв пласта (МГРП)	300	100-500

Рассмотрим особенности технологий гидроразрыва пласта. Гидравлическое щелеобразование в пласте (ГЩП) применяется в таких условиях: скважина закольматирована в призабойной зоне; пласт имеет низкую проницаемость; пластовое давление выше или равно гидростатическому на глубине залегания пласта, подлежащего обработке; требуется исключить возможность выпадения в стволе скважины пробки из закрепителя с необходимостью в дальнейшим промывать ее пропантом; существует опасность преждевременной закупорки трещин с аварийным завершением процесса; скважина размещена на морской платформе и проведение ремонтных работ по ее освоению должно длиться кратковременно и т.п.Технология без закрепления трещин основана на предположении, что промытые или раскрытые в пласте трещины после снижения давления до пластового или забойного на некоторое время могут оставаться частично открытыми, т.е. стенки их не смыкаются. Продуктивность скважины после гидроразрыва без закрепления трещин может возрастать в результате следующего: очищения каналов перфорации во время движения жидкости с большой линейной скоростью; формирования зон с повышенной проницаемостью в результате перемещения твердой фазы бурового раствора, который попал в трещину в призабойной зоне скважины во время вскрытия пласта; отслоения или выламывания частичек породы пласта из поверхности трещины после ее раскрытия после изменения напряженного состояния массива породы, как это происходит в каналах гидропескоструйной перфорации; необратимой деформации порового пространства пласта вокруг трещины после снижения давления разрыва в трещине через смещение зерен породы, которое сопровождается гистерезисом ее проницаемости; смыкания микротрещин в массиве породы в зоне давления, возникающего в трещине во время гидроразрыва и большего бокового горного давления;

---

изменения формы поверхности трещины; эрозионного размывания ее стенок.

Обычные ГРП. Во время обычных ГРП ньютоновскими жидкостями или жидкостями со слабо выраженными неньютоновскими свойствами развиваются глубокие (50-100 м) трещины небольшой высоты (до 10 м) и ширины (до 5 мм) в глубь продуктивного пласта. Трещины ГРП закрепляют кварцевым песком с невысокими концентрациями. Во время ГРП редко увеличивается давление на устье скважины вследствие «самовольного мостообразования» и выпадения песка в трещине, что предопределяет прекращение процесса. Поскольку концентрация песка в жидкости небольшая, то на забое скважины создается песчаная пробка небольшой высоты. Обычные ГРП с фильтрующими жидкостями, которые несложны для исполнения, применяют как первые обработки в новых скважинах с закольматированной призабойной зоной и пластовым давлением, близким к гидростатическому.

Технологии обычных ГРП предусматривают неглубокое закрепление трещин и обеспечивают двух-, трехкратное увеличение текущего дебита нефтяных, газовых или приемистости нагнетательных скважин в низкопроницаемых (до 35 мкм²) пластах, толщиной не менее 5 м, залегающие на глубинах до 3500 м, а также в пластах с несколько большей проницаемостью (до 0,05 мкм²), но очень загрязненной призабойной зоной.

Схема обвязки спецтехники во время обычных ГРП изображена на рис. 1. Для проведения обычных ГРП в скважину 1 на НКТ спускают пакер, который делит ее ствол на две части и защищает верхнюю часть эксплуатационной колонны от высокого давления. Устье скважины обвязывают арматурой, например 2АУ-700, на рабочее давление до 70 МПа. Все насосные агрегаты 2 для нагнетания жидкостей, например восемь АЧФ-1050 (4АН-700), обвязывают с арматурами 2АУ-700 через блок манифольда 4 (1БМ-700). Жидкости для ГРП транспортируют автоцистернами объемом по 20 м³, или сливают в стационарные резервуары 7 объемом по 50 м³ общим объемом 100-300 м³. Вспомогательные насосные агрегаты 3 (УНБ160х40) закачивают жидкость в пескосмеситель 5 (УСП-50), из которого центробежным насосом сначала только жидкость, а потом жидкость с песком, направляется на выход насосных агрегатов 2 для нагнетания в скважину. Параметры ГРП контролируются со станции

---

6.Рис. 1. Типичная схема обвязки спецтехники для проведения обычного ГРППеред проведением ГРП из скважины поднимают НКТ и другое глубинное оборудование (насосное, газлифтное), шаблонируют эксплуатационную колонну, спускают пакер на НКТ и опрессовывают их. Процесс ГРП начинается путем проверки приемистости скважины из расчета наименьшего расхода жидкости разрыва, который постепенно увеличивают, например от 250, 500 и 900 м³/сут до значения, при котором обеспечивается закрепление трещин (2000-3000 м³/сут). Далее нагнетают жидкость-песконоситель, преимущественно с концентрацией песка Са = 20*100 кг/м³, которая зависит от вязкости жидкости. В завершение процесса необходимо вытеснить смесь жидкости с песком из скважины в пласт продавочной жидкостью и закрыть НКТ, пока давление на устье скважины не снизится до атмосферного. После этого поднимают НКТ с пакером и спускают глубинное оборудование для эксплуатации скважины. Для проведения обычных ГРП необходимо подготовить закрепляющий агент (кварцевый песок) в количестве Q = 5*15 т фракции 0,6-1,2 мм, жидкость разрыва пласта (V= 20*40м³), жидкость-песконоситель (V„ = 100*300 м³), жидкость для продавливания в пласт (V_np) песконосителя в объеме той части полости скважины, по которой нагнетают жидкости. Небольшую часть жидкости-песконосителя без закрепителя, который нагнетается после жидкости разрыва для предыдущего раскрытия трещин, называют буферной жидкостью. Жидкость разрыва пласта должна быть совместимой с пластовыми флюидами, не уменьшать проницаемости породы, не гореть, быть доступной, недорогой, поэтому в ее качестве часто используют водные растворы ПАВ. Жидкость-песконоситель должна быть также совместимой с пластовыми флюидами, иметь свойство удерживать песок, плохо фильтроваться сквозь поверхность трещин, не гореть, быть дешевой. Для обычных ГРП применяют водные растворы со смесью 0,1-0,3 % ПАВ и полимеров (ПАА, КМЦ, ССБ).

---

Смотрите также файлы

• Множества. Операции над множествами.ppt

• 353. Основой функционирования и развития общества, в марксистской философии, является материальное.docx

• Статьей 292 ук рф предусмотрена уголовная ответственность за служебный подлог.docx

• Реферат по дисцплине Психологическая подготовка.docx

• Моделирование работы сети в NetSimulator.docx