ГИДРОРАЗРЫВ ПЛАСТА И ТРЕЩИНЫ

Аннотация: в статье анализируются сущность и основные аспекты применения метода гидроразрыва пласта на нефтяных месторождениях. В результате гидроразрыва пласта из скважины становится возможно добывать ценные ресурсы, расположенные на удаленном расстоянии от ствола.

Ключевые слова: гидроразрыв пласта, призабойная зона, пласт, проппант, трещина, режим работы пласта, дренирование.

HYDRAULIC FACING AND CRACKS

Abstract: the article analyzes the essence and main aspects of the application of the hydraulic fracturing method in oil fields. As a result of hydraulic fracturing, it becomes possible to extract valuable resources located at a remote distance from the well.

Key words: hydraulic fracturing, bottomhole zone, formation, proppant, fracture, reservoir operation, drainage.

Один из наиболее действенных способов увеличения продуктивности работы скважин и скорости добычи нефти - гидроразрыв пласта (ГРП). При использовании данного метода для стимулирования горизонтальных скважин, ГРП применяется в следующих случаях:

1) Увеличение объема дренирования;

2) Повышение вертикальной проницаемости, для увеличения продуктивности скважины;

3) Соединение продуктивных зон с различными глубинами;

4) В случае, когда запланированная продуктивность горизонтальных скважин больше фактического показателя;

5) При возобновлении продуктивности пласта после цементирования горизонтальных скважин. [3]

Главным фактором применения метода интенсификации работы скважин ГРП в горизонтальных скважинах – повышение вертикальной проницаемости свойств коллектора. После проведения ГРП создаются трещины, которые должны распределяться перпендикулярно горизонтальному стволу скважины, они располагаются параллельно плоскости минимального главного напряжения. В скважинах пробуренные вдоль направления минимального главного напряжения, трещины перпендикулярны горизонтальному стволу скважины. А в скважинах, пробуренных вдоль направления максимального главного напряжения, трещины параллельны горизонтальному стволу скважины. Следовательно, надо учитывать местное направление напряжений при планировании ГРП горизонтальных скважин. [3]

В настоящее время при оценке локального направления напряжения используются данные методы: микрогидроразрыв, релаксация напряжения, каверномер. [3]

Основной фактор для определения оптимального количества трещин по направлению ствола скважины - издержки и время, необходимое для пересечения трещин друг с другом. При пересечении одной трещины другой их эффективность снижается. В связи с тем, что будут дренировать одну и ту же продуктивную зону. [1]

Сущность технологии ГРП заключается в создании высокопроводимой трещины в пласте под действием подаваемой в него под давлением жидкости, которое будет обеспечивать приток добываемого флюида к забою скважины. Обычно, после проведения ГРП происходит увеличение дебита скважины и уменьшение депрессии. Эта технология помогает “оживить” малорентабельные скважины или скважины, где осуществлять добычу традиционными способами уже невозможно, а также она применяется при разработке новых пластов. В однородных по толщине пластах обычно создается 1 трещина значительной длины. [1]

На многопластовых или большой толщины залежах, представленных низкопроницаемыми геологическими формациями, осуществляется, как правило, поинтервальный ГРП. Рабочая жидкость, применяемая для ГРП, нагнетается в пласт через колонну труб. Если давление разрыва превышает допустимое рабочее давление для эксплуатационной колонны и устьевой запорной арматуры, то технологи рекомендуют вместо запорной арматуры установить специальную головку, а на нижнем конце НКТ установить пакер, выше которого межтрубное пространство заполнить жидкостью с большей плотностью. В качестве рабочей жидкости ГРП обычно применяют растворы с использованием высокомолекулярных полимеров на водной основе, в том числе техническую или пластовую воду, реже солянокислотные растворы или сырую нефть и др. В качестве расклинивающего материала используются проппанты, кварцевый песок и другие материалыфракции 0,5-1,5 мм. [2]

Эффективность ГРП повышается при одновременной гидропескоструйной или прострелочной перфорации скважины, однако при поинтервальных ГРП при этом необходимо изолировать обработанный участок пласта с помощью пакера и т. д. Технологическая эффективность применения методов увеличения нефтеотдачи характеризуется:

1. дополнительной добычи нефти за счет повышения нефтеотдачи пласта;

2. текущей дополнительной добычей нефти за счет интенсификации отбора жидкости из пласта;

3. сокращением объема попутно добываемой воды. Дополнительно добытая нефть за установленный период времени определяется арифметической разностью между фактической скважин с ГРП и расчетной добычей без проведения ГРП (базовая добыча). [2]

На сегодняшний день существует следующая рекомендация при подборе скважин для проведения ГРП:

1. Анализ геолого-физической и промысловой информации; построение детальной геологической модели объекта.

2. Определение ориентации трещин.

3. Расчет оптимальных параметров трещины — длины и проводимости.

4. Выявление скважин с загрязненной призабойной зоной.

5. При расстановке скважин на новом участке или месторождении необходимо учитывать по возможности ориентацию трещин.

6. Создание геолого-математической модели объекта.

7. Расчет базового варианта разработки (без проведения ГРП).

8. Расчет варианта с гидроразрывами во всех скважинах, намеченных на этапах 4 — 5.

9. Сопоставление базового варианта и варианта с ГРП: выявление скважин, в которых гидроразрыв не приводит к существенному увеличению добычи нефти; выявление невырабатываемых участков пласта и проектирование дополнительных ГРП в добывающих скважинах для дренирования этих участков; выявление участков, характеризующихся пониженным пластовым давлением, и проектирование дополнительных ГРП в нагнетательных скважинах.

10. Создание новых вариантов с ГРП, проведение расчетов, сопоставление вариантов между собой и с базовым вариантом.

11. Выбор нескольких, технологически эффективных вариантов.

12. Проведение технико-экономических расчетов с учетом затрат на ГРП; выбор рекомендуемого варианта. [4]

Эффективность технологии гидроразрыва для применения на том или ином объекте зависит от большого количества геологических, технологических и технических факторов. Самым важным и существенным фактором является тип пласта, в котором мы будем проводить операцию ГРП. Большое влияние тут оказывает такой параметр как расчлененность пласта и неоднородность по простиранию, поскольку данные характеристики позволяют обеспечить высокую эффективность гидроразрыва за счет приобщения к разработке зон, не дренируемых ранее.  Стоит так же учитывать толщину и выдержанность экранов, отделяющих продуктивный пласт от газо- или водонасыщенных коллекторов, которая должна быть не менее 4-6 метров.

Следующий немаловажный фактор, который оказывает большое влияние на эффективность ГРП – это режим работы пласта или характер движущих сил в пласте, которые продвигают к забою скважины флюид. При правильном и грамотном проведении ГРП эффективность будет выше при режимах пласта с создаваемым большим пластовым давлением, то есть при водонапорном режиме, жестко газо- и водонапорных режимах, а также режиме газовой шапки.  Таким образом, ГРП позволяет решать следующие задачи:

1) при загрязненной призабойной зоне или малой проницаемости коллектора позволяет повышать приемистость (продуктивность) скважины;

2) при многопластовом строении объекта можно расширить интервал приток;

3) регулирование профиля приемистости, изоляция притока воды, интенсификация нефтяного притока и т.д.

Список использованных источников:

1. Баловацкая А. А. Гидроразрыв пласта в горизонтальных скважинах // Вестник науки и образования. 2019. №8-1. С. 21-22
2. Булгакова Г. Т., Шарифуллин А. Р., Ситдиков М. Р. Математическое моделирование тепломассопереноса в вертикальной трещине гидроразрыва пласта при закачке и очистке трещины // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. №2. С. 41-62
3. Гузенко Ю. В. Метод гидроразрыва пласта: сущность и основные аспекты применения на нефтяных месторождениях // Современные инновации. 2019. №6. С. 5-7
4. Узбакиев Р. М. Технологии гидроразрыва пласта, направленные на ограничение и контроль роста трещины по высоте // Современная наука: актуальные вопросы, достижения и инновации: статья в сборнике трудов конференции. – Пенза. 2019. С. 264-266