Файл: 1. Применение гидравлического разрыва пласта на нефтяных и газовых месторождениях.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 48
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Разрыв пласта осуществляется путем закачки разрывной жидкости в трубы до расслоения пласта, что характеризуется значительным увеличением коэффициента захвата скважины. Если для разрыва используется слабо отфильтрованная жидкость, а также если проницаемость пород в призабойной зоне заметно ухудшена из-за засорения глинистым раствором, в момент разрыва иногда наблюдается снижение давления нагнетания.
Современными материалами, используемыми для заделки трещин в открытом состоянии, являются пропанты. Они классифицируются следующим образом: кварцевые пески и синтетические проппанты средней и высокой прочности. Физические характеристики проппантов, влияющие на проводимость трещины, включают такие параметры, как прочность, размер гранул и гранулометрический состав, качество (наличие примесей, растворимость в кислотах), форма гранул (сферичность и округлость) и плотность.
Основным и наиболее широко используемым материалом для заделки трещин является песок. Его плотность составляет приблизительно 2,65 г/см2. Пески обычно используются при гидроразрыве пластов, в которых напряжение сжатия не превышает 40 МПа. Керамические проппанты плотностью 2,7-3,3 г/см2, используемые при напряжении сжатия до 69 МПа, обладают средней прочностью. Сверхпрочные пропанты, такие как спеченный боксит и оксид циркония, используются при напряжениях сжатия до 100 МПа, плотность этих материалов составляет 3,2-3,8 г/см2. Использование сверхпрочных пропантов ограничено их высокой стоимостью.
Кроме того, в США используется так называемый суперпесок - кварцевый песок, зерна которого покрыты специальными смолами, повышающими прочность и препятствующими удалению из трещины раскрошившихся частиц проппанта. Плотность суперпески составляет 2,55 г/см2. Также производятся и используются проппанты, покрытые синтетическими смолами.
Прочность является основным критерием при выборе пропантов для конкретных условий залежи, чтобы обеспечить долговременную проводимость по трещинам на глубине пласта. Поэтому для различных глубин используются следующие типы проппантов: кварцевые пески - до 2500 м; проппанты средней прочности - до 3500 м; высокопрочные проппанты - свыше 3500 м.
До недавнего времени в качестве пропанта в России использовался только природный песок в количестве до 130 т/сут, и в большинстве случаев перекачивалось 20-50 т/сут. Из-за относительно небольшой глубины обрабатываемых слоев не было необходимости использовать синтетические высококачественные пропанты. До конца 80-х годов при гидроразрыве пласта в основном использовалось отечественное или румынское оборудование, в некоторых случаях американское.
В настоящее время существуют широкие потенциальные возможности для внедрения крупномасштабных операций гидроразрыва пласта в низкопроницаемых газоносных пластах на месторождениях Сибири (глубина - 2000-4000 м), Ставропольского (2000-3000 м) и Краснодарского (3000-4000 м) краев, Саратова (2000 м), Оренбурга (3000-4000 м). и Астраханская (Карачаганакское месторождение (4000-5000 м)) области.
Выбор технологической схемы и эффективность обработки во многом зависят от мощности оборудования. Установлено, что наилучшие результаты получаются при высоких давлениях нагнетания и высокой производительности оборудования, что, по-видимому, объясняется значительным раскрытием трещин при высоких давлениях и заполнением их песком. Отечественная промышленность выпускает установки 2АН-500 и 4АН-700, предназначенные для гидроразрыва пласта. Установка AN-500 может создавать рабочее давление до 50 Мн/м2. Одновременное использование 3-4 агрегатов позволяет закачивать разрывную жидкость в скважину со скоростью 10-15 дм3/сек при давлении до 50 Мн/м2. Процесс смешивания песка с жидкостью механизирован с помощью специальных пескосмесительных агрегатов. Пескосмесительная установка Р-100 конструкции "Гидронефтемаш" способна создавать содержание песка в песконосителе до 1000 кг/м3 при производительности по сухому песку до 100 т/ч. Была разработана мобильная лаборатория для непрерывного контроля параметров разрывных жидкостей и технологии процесса.
Многократный гидроразрыв пласта может быть осуществлен следующими способами:
1) Выполните гидроразрыв пласта по обычной технологии, а затем закачайте в скважину вместе с жидкостью вещества, которые временно закупоривают трещину или закрывают перфорации на промежуток разрыва. Это дает возможность снова увеличить давление и разорвать пласт в другом месте. Гранулированный нафталин, эластичные пластиковые шарики и т.д. использовались в качестве засоряющего материала. При разработке скважин нафталин растворяется в нефти и удаляется из трещины, а шарики выносятся потоком на поверхность.
2) Зона, предназначенная для образования трещин, может быть каждый раз отделена двумя пакерными или гидравлическими клапанами, и гидроразрыв пласта может осуществляться с использованием обычной технологии.
3) Осуществить многократный разрыв с изоляцией нижележащих слоев продуктивного пласта песчаной пробкой.
На участках с большим количеством глинистых прослоек, т.е. с низкой вертикальной проницаемостью, крайне желательно создавать вертикальные трещины, соединяющие продуктивные прослои. Нефильтрующиеся разрывные жидкости используются для образования вертикальных трещин. Вертикальные трещины также могут образовываться при впрыске отфильтрованных жидкостей, что приводит к быстрому увеличению расхода жидкости и давления на дне.
Чтобы облегчить разрыв слоев в заранее выбранном месте, можно предварительно выполнить пескоструйную перфорацию или торпедирование колонны: один и тот же участок отделяется (герметизируется) пакерами.
Очень важным вопросом при гидроразрыве пласта, требующим особого внимания, является определение местоположения и характера образовавшихся трещин. Эта проблема успешно решается методами радиоактивного каротажа, проводимого после введения в трещину смеси обычного и радиоактивного песка. Активация песка осуществляется путем адсорбции и фиксации радиоактивных веществ на его поверхности. Адсорбированный активный компонент может быть закреплен путем нанесения на песчинки клеев, нерастворимых в воде и масле. На кривых гамма-каротажа в интервале образования трещин наблюдаются явные аномалии радиоактивности.