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

максимального горизонтального напряжения, то трещина гидроразрыва будет продольной по отношению к оси скважины. Продольная трещина не может дать значительного увеличения производительности горизонтальной скважины, но горизонтальная скважина, пересеченная продольной трещиной, может рассматриваться как трещина очень высокой проводимости. Учитывая, что рост проводимости является определяющим фактором увеличения производительности скважин вследствие ГРП в средне- и высокопроницаемых пластах, при разработке таких пластов возможно использование гидроразрыва в горизонтальных скважинах с образованием продольных трещин [119]. Опытные работы по определению эффективности продольных трещин, проведенные на месторождении Купарук Ривер (Аляска) на четырех горизонтальных скважинах, показали, что продуктивность в среднем увеличилась на 71 %, а затраты на 37 % [201]. Во всех случаях выбор между проектированием вертикальных скважин с ГРП, горизонтальных скважин или горизонтальных скважин с ГРП осуществляется на основе оценки экономической эффективности той или иной технологии.

Технология импульсного гидроразрыва позволяет создавать в скважине несколько радиально расходящихся от ствола трещин, что может эффективно использоваться для преодоления скин-эффекта в призабойной зоне, особенно в средне- и высокопроницаемых пластах [109].

Гидроразрыв средне- и высокопроницаемых пластов является одним из наиболее интенсивно развивающихся в настоящее время методов стимулирования скважин. В высокопроницаемых пластах основным фактором увеличения производительности скважины вследствие ГРП является ширина трещины, в отличие от низкопроницаемых пластов, где таким фактором является ее длина. Для создания коротких широких трещин используется технология осаждения проппанта на конце трещины (TSO-tip-screen-out) [173, 226], которая состоит в продавливании проппан-та в первую очередь к концу трещины путем постепенного увеличения его концентрации в рабочей жидкости в ходе обработки. Осаждение проппанта на конце трещины препятствует ее росту в длину. Дальнейшая закачка несущей проппант жидкости приводит к увеличению ширины трещины, которая доходит до 2,5 см, тогда как при обычном ГРП ширина трещины составляет 2-3 мм.

В результате эффективная проводимость трещины (произведение проницаемости и ширины) составляет 300-3000 мкм2мм [173]. Для предотвращения выноса проппанта в ходе последующей эксплуатации скважины технология TSO обычно сочетается либо с использованием смолопокрытого проппанта, который схватывается и оказывает сопротивление вязкому трению во время добычи, либо с гравийной набивкой, когда проппант удерживается в трещине при помощи фильтра (Frac-and-Pack) [156, 179, 215]. Эта же технология используется для предупреждения прорастания трещины к водонефтяному контакту [185, 186]. Технология TSO успешно применяется на месторождении Прадхо-Бэй (США), в Мексиканском заливе, Индоне- зии, Северном море. Создание коротких широких трещин в скважинах, вскрывающих средне- и высокопроницаемые пласты, дает хорошие результаты при значительном ухудшении коллекторских свойств в призабойной зоне как средство увеличения эффективного радиуса скважины; в многопластовых песчаных коллекторах, где вертикальная трещина обеспечивает непрерывную связь тонких песчаных пропласт-ков с зоной перфорации; в коллекторах с миграцией мельчайших частиц, где за счет снижения скорости течения вблизи ствола скважины предотвращается вынос песка; в газовых пластах для снижения негативных эффектов, связанных с турбулизацией потока вблизи скважины [135, 173, 226].

К настоящему времени в США проведено более одного миллиона успешных ГРП, обработано более 40 % фонда скважин, в результате чего 30 % запасов нефти и газа переведено из забалансовых в промышленные [226]. В Северной Америке прирост добычи нефти в результате применения ГРП составил около 1,5 млрд м3.

В конце 70-х гг. с созданием новых прочных синтетических проппантов начался подъем в области применения ГРП на газовых и нефтяных месторождениях Западной Европы, приуроченных к плотным песчаникам и известнякам, расположенным на больших глубинах [158, 171]. К первой половине 80-х гг. приурочен второй пиковый период в проведении операций ГРП в мире, когда количество обработок в месяц достигало 4800 и было направлено в основном на плотные газовые коллекторы [226]. В Европе основные регионы, где проводился и проводится массированный ГРП, сосредоточены на месторождениях Германии, Нидерландов и Ве-

ликобритании в Северном море и на побережье в Германии, Нидерландах и Югославии. Локальные гидроразрывы проводятся также на норвежских месторождениях Северного моря, во Франции, Италии, Австрии и в странах Восточной Европы.

Наиболее крупные работы по проведению массированных ГРП были предприняты в Германии в газоносных пластах, расположенных на глубине 3000-6000 м при температуре 120-180 °С [171]. В основном использовались средне- и высокопрочные искусственные проппанты. В период 1976-1985 гг. в Германии было проведено несколько десятков массированных ГРП. Расход проп-панта при этом составлял в большинстве случаев 100 т/скв, в трети случаев - 200 т/скв, а при проведении наиболее крупных операций доходил до 400-650 т/скв. Длина трещин изменялась от 100 до 550 м, высота - от 10 до 115 м. В большинстве случаев операции оказались успешными и привели к увеличению дебита в 3-10 раз. Неудачи при проведении отдельных ГРП были связаны в основном с высоким содержанием воды в пласте.

Крепление трещин гидроразрыва в нефтесодержащих пластах в отличие от газосодержащих осуществлялось в основном с использованием песка, поскольку глубина залегания этих пластов составляет всего 700-2500 м, лишь в некоторых случаях использовались среднепрочные проппанты. На нефтяных месторождениях Германии и Нидерландов расход проппанта составлял 20-70 т/скв, а в Венском Бассейне Австрии оптимальный расход проппанта составил всего 6-12 т/скв. Успешно обрабатывались как старые, так и новые добывающие скважины с хорошей изоляцией соседних интервалов.

Газовые месторождения Великобритании в Северном море обеспечивают около 90 % потребности страны в газе. Расход проппанта при ГРП в газоносных песчаниках, расположенных на глубине 2700-3000 м, составлял 100-250 т/скв [171]. Причем если сначала трещины закрепляли либо песком, либо средне- или высокопрочным синтетическим проппантом, то с начала 80-х гг. получила распространение технология последовательной закачки в трещину проппантов, различающихся как по фракционному составу, так и по другим свойствам [158, 164, 165, 176]. Согласно этой технологии, в трещину сначала закачивалось 100-200 т песка с размером зерен 20/40 меш, затем 25-75 т среднепрочного проп-панта с размером зерен 20/40 или 16/20. В некоторых случаях ус-