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

тальных или наклонных трещин в направлении естественной трещиноватости.

На втором этапе производства работ увеличивают расход поглощения обычно за счет увеличения числа спаренных цементировочных агрегатов. Происходит повторное прессование, после чего трещины раскрываются, образуя новые ответвления, и расход поглощения увеличивается, а затем стабилизируется. При возрастании расхода поглощения давление нагнетания падает, а после стабилизации расхода стабилизируется.

Характерно, что трещины гидроразрыва образуются после формирования нескольких продольных каналов в направлении, близком к перпендикулярному направлению естественного простирания пласта. Это объясняется тем, что в вертикальной плоскости трещину формировать и расширить проще, так как для этого необходимо преодолеть усилие, пропорциональное величине горного давления, умноженной на коэффициент бокового распора, значения которого всегда меньше единицы. В этой связи при гидроразрыве формируется сетчатая структура трещин, взаимно перпендикулярных. С интенсификацией воздействия на пласт число вертикальных или восстающих трещин существенно превышает число горизонтальных трещин. Горизонтальные трещины, возникшие на первом этапе гидроразрыва, впоследствии соединяются между собой рядом вертикальных разломов.

Гидравлический разрыв пласта имеет многоцикловый характер. Поэтому возможно проведение нескольких этапов по увеличению расхода поглощения, прессованию, стабилизации расхода и давления. На каждом новом этапе формируются дополнительные структуры трещин, а старые расширяются, расчленяя естественный скелет породы продуктивного пласта и улучшая его фильтрационные свойства.

Число этапов обработки пласта зависит от планируемого удельного дебита скважины. После каждой стабилизации расхода поглощения его замеряют и определяют величину репрессии на пласт, при которой произошла очередная стабилизация. Делением расхода поглощения W0 на величину репрессии на пласт J определяют удельную приемистость интервала обработки, т.е.

9п = Wo/J. (2.1)

Необходимо учесть, что после гидравлического разрыва пласта и снятия давления трещины частично сомкнутся и заполнятся наполнителем, что приведет к снижению их проницаемости и удельной приемистости. Учитывая, что общая приемистость увеличивается для п интервалов в n раз, можно записать

Яп = anJi, (2.2)

где а - коэффициент снижения проницаемости трещин после обработки; n - число интервалов гидроразрыва.

Теоретически удельная приемистость скважины соответствует ее удельному дебиту при откачке с понижением, соответствующем репрессии при наливе. Однако в реальных условиях приемистость скважины оказывается существенно меньшей, чем удельный дебит. Соотношение удельного дебита q и приемистости можно уравнять для определенных условий с помощью понижающего коэффициента b, который определяется экспериментально, т.е.

Яп = bq. (2.3)

Подставляя в выражение (2.2) значения, рассчитанные по формуле (2.3), получим соотношение удельной приемистости яп как функцию планируемого эксплуатационного дебита и двух коэффициентов а и b

= = (2.4)

Эксперименты показали, что отношение коэффициентов b и а в реальных условиях близко к единице. В этой связи с достаточной точностью (для практических условий) гидроразрыв можно прекращать, когда удельный расход поглощения соответствует удельному дебиту в перерасчете на мощность интервала обработки.

После сформирования трещин гидроразрыва важно предотвратить или по возможности минимизировать их закрытие после окончания обработки. Для этого после раскрытия трещин до расчетного расхода поглощения в них закачивают наполнитель. Рекомендуется в качестве наполнителя использовать кварцевый однородный окатанный песок фракции 0,5-1 мм. При выборе более крупных частиц наполнителя, несмотря на их повышенную фильтрационную способность, затрудняется проникновение таких частиц в глубь трещин, и они закупоривают развившиеся структуры в непосредственной близости от скважины. После снятия давления остальная часть трещин смыкается.

Песчаную смесь закачивают в скважину насосами цементировочных агрегатов. Для улучшения работы клапанной и поршневой систем перед закачкой песка его следует тщательно просеять от крупных и пылеватых фракций, промыть, а в жидкость-носитель добавить соль или полимерные компоненты. Концен-

трация песка при использовании водяных жидкостей-носителей составляет 5-10 %, но не должна превышать 15 %. В случае использования в качестве жидкости-носителя вязкого раствора на углеводородной основе рабочая концентрация может быть увеличена до 20-30 %. Песчаную смесь приготавливают в пескосмеси-тельных агрегатах. Готовую пульпу подают на всасывающую магистраль насоса цементировочного агрегата. При небольших объемах закачки песчаную смесь готовят в специальных емкостях и смесителях. Имеется опыт переоборудования емкостей цементировочных агрегатов для приготовления песчаной смеси.

Наиболее трудоемкой считается работа по транспортировке песка в процессе гидроразрыва в пределах буровой площадки. Автором разработан струйный пневмосмеситель с приводом от компрессора, позволяющий засасывать пески с воздухом и транспортировать его по гибкому шлангу диаметром 100 мм на расстояние до 20-25 м. Применение струйного пневмосмесителя позволяет механизировать процесс особенно при отсутствии пес-космесительных агрегатов.

В скважину при гидроразрыве закачивают обычно от 2 до 40 т песка. Сложность точного определения объемов закачки связана с невозможностью определения объемов раскрывшихся трещин. Поэтому авторами предлагается контролировать процесс закачки песка в трещины по изменению давления нагнетания. При заполнении песком отдаленных участков трещин будет происходить постепенное увеличение давления нагнетания, которое приведет к распространению и развитию новых ответвлений трещин, но уже в близлежащей к скважине зоне. Рост давления будет постепенным до тех пор, пока трещины в своем основании у стенок скважины не заполнятся песком. В этом случае сразу прекращать закачку смеси не следует, так как прессование давления и перекрытие песком уже образовавшихся трещин приведут к формированию новых продольных, а затем и сети вертикальных трещин, которые по мере развития будут заполняться наполнителем.

После закачки в трещины расчетного объема песка нагнетание прекращают. В некоторых случаях при продуктивных пластах, сложенных карбонатными породами, после гидроразрыва рекомендуется проводить кислотную обработку. В процессе гидравлического разрыва важно не допустить проникновения в пласт мелких и тонких частиц, примесей, которые в совокупности с песком и частицами пластовой породы могут образовывать слабопроницаемую смесь, повышать гидравлическое сопротивление и снижать дебит.

При высоких репрессиях процесс гидроразрыва захватывает