Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [ 73 ] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

в пределах залежи или месторождения фактическое горное давление может отличаться от такового, рассчитываемого по (5.9). Это вызвано перераспределением горного давления между различными участками пласта и зависит не только от свойств горных пород в разрезе скважины, но и от формы их залегания. Академик СА. Хрис-тианович связывает величину горного давления с наличием в разрезе скважины глинистых пластичных пород.

Рассмотрим схему, приведенную на рис. 5.3. В разрезе скважины имеется глинистый пропласток. В процессе бурения глинистый пропласток вскрыт долотом. Горизонтальное горное давление в нем

, а со стороны скважины - давление Р. Так как Р < Р, , то:

Р.-Р = - (5-12)

Перепад давлений АР, действующий на глинистый пропласток, может оказаться выше прочности глины. В этом случае глина вытекает в скважину, формируя вокруг нее зону пониженного горного давления. Кстати, поступление глины в скважину в процессе бурения является одной из причин неконтролируемого изменения качества бурового раствора.

Одним из основных параметров ГРП является давление разрыва горных пород, которое зависит как от горного давления, так и от прочности горных пород. Прочность горных пород даже одного объекта разработки может изменяться в значительных пределах в зависимости от типа породы, ее пористости, структуры порового пространства, минералогического состава, а также от наличия глинистых разностей. Следовательно, давление разрыва Р является трудно рассчитываемой величиной, но принципиально оно может соотноситься с горным давлением Р следующим образом:

В зависимости от соотношения Рр/Р в определенной степени зависит и ориентация в пространстве образующихся трещин. Таким образом, соотношение Р/Р в реальных случаях может быть самым различным. Практика показывает, что во многих случаях Р < Р.

В общем случае давление разрыва зависит от следующих основных факторов:

- горного давления Р;

- проницаемости ПЗС и наличия в ней микротрещин;

- прочности и упругих свойств горной породы;

- структуры порового пространства;

- свойств жидкости разрыва;

- геологического строения объекта;

- технологии проведения ГРП и др.

Разрыв осуществляют так называемой жидкостью разрыва, а заполнение образовавщихся или расщиривщихся трещин - закрепляющим материалом с жидкостью-носителем.

5.3.2. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИН

При реализации ГРП в призабойной зоне могут образовываться трещины различной пространственной ориентации: горизонтальные, вертикальные или наклонные. На рис. 5.4 приведена схема горизонтальной и вертикальной трещин.

Рис. 5.4. Схема горизонтальной и вертикальной трещин

А. Образование горизонтальной трещины

Если в призабойную зону скважины нагнетать слабофильтрую-щуюся (среднефильтрующуюся) жидкость, то фильтрация начинается в наиболее проницаемые области ПЗС, определяемые, как правило, наличием трещин. Фильтрация возможна только при определенном перепаде давлений АР, зависящем от ряда факторов:

, = Р-Р,.- (5-13)

В этом случае слабофильтрующаяся жидкость действует как клин, увеличивая длину и раскрытость горизонтальной трещины. При этом положительный результат может быть получен только при определенном темпе закачки жидкости разрыва. Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяют по эмпирической зависимости:

а.....>-ю!, (5.14)

где -минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования горизонтальной трещины, mVc; - радиус горизонтальной трещины, м;

ш„- ширина трещины на стенке скважины, м (см. рис. 5.4);

ц - вязкость жидкости разрыва, мПа с.

Принципиально возможно образование горизонтальной трещины и фильтрующейся жидкостью, что связано с существенным увеличением темпа и давления закачки.

Б. Образование вертикальной (наклонной) трещины

Если используется нефильтрующаяся жидкость разрыва, то по мере повышения давления закачки напряжение в горной породе возрастает. При определенном напряжении, превышающем предел прочности породы на сжатие, порода разрывается. Физически этот процесс протекает следующим образом. По мере роста давления закачки напряжение в горной породе возрастает и происходит ее сжатие. Сжатие происходит до определенного предела, определяемого прочностью на сжатие. После превышения этого предела порода не может сопротивляться увеличивающемуся сжатию и растрескивается. После снятия давления закачки возникают остаточные трещины (трещины разуплотнения), как правило, вертикальной или наклонной ориентации.

Минимальный темп закачки жидкости разрыва рассчитывают по следующей эмпирической зависимости: