Файл: Соломатин Г.Г. Гидравлический разрыв пласта (опыт нефтяников Туркмении).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 47

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

происходит непрерывное разрушение

и вынос породы

из призабойной зоны скважин, о чем

свидетельствует

рост объема цемента, потребного для полного насыще­ ния призабойной зоны.

Более интенсивное разрушение пород происходит в скважинах с малой мощностью фильтра — до 10 м. С увеличением мощности фильтра разрушение пород уменьшается в большей степени, чем само увеличение мощности фильтра. С увеличением глубины скважин интенсивность разрушения в призабойной зоне также уменьшается. Из рис. 2 следует, что в скважине с мощ­ ностью фильтра 10 м, находящейся в эксплуатации 2500 дней (7 лет), расход цемента для полного насыщения каверн за колонной на один метр мощности фильтра в среднем составляет 2,6 м3. Чтобы вместить такое ко­ личество цемента за колонной в каверне, представлен­ ной в форме усеченного конуса с большим основанием в верхней части фильтра, радиус основания этого.кону­ са должен быть 1,5 м. Очевидно, каверны за колонной не имеют геометрической формы, а как показано’ Г. А. Бабаляном [3] разрушение призабойной зоны про­ исходит с образованием каналов дренирования различ­ ной формы и размеров.

Каналы дренирования образуются на участках пласта пли в отдельных пропластках со слабой механи­ ческой прочностью и повышенной проницаемостью, то есть в той части, где может концентрироваться основная масса потока из пласта в скважину. Поэтому каверны и каналы дренирования могут иметь самые разнообраз­ ные формы и размеры. Например, если представить, что за колонной образовалось 2 канала в форме конуса, направленные вдоль пласта, с основанием у колонны высотою 10 см, то для того, чтобы вместить весь це­ мент, количество которого принято в предыдущем при­ мере, радиусы этих каналов должны быть 8,8 м.

2.Степень влияния разрушенности пород в приза­ бойной зоне скважин на результаты гидравличес­

кого разрыва по теоретическим представлениям

Оценку степени влияния разрушенности пород на ре­

зультаты

гидроразрыва

можно произвести

по формуле:

 

 

 

• Rk

 

 

 

 

_0_

ig—

 

 

 

п =

 

rc

 

( 2)

 

Qo

 

Rn >

 

 

 

 

IgRTp

 

 

где — относительный

прирост

 

дебита

в скважине;

Qo, Q — дебиты скважин до и после гидроразрыва;

Rk, гс, Rtp — соответственно,

радиус контура

пита­

ния, радиус скважины и трещины.

каверн

и ка­

Если

принять пропускную способность

налов дренирования практически неограниченной, тогда вместо радиуса скважины можно подставить значение радиуса канала дренирования и определить прирост дебита, который может быть получен за счет трещин, образующихся в породе при гидроразрыве.

Принимая эти условия, определим возможный при­ рост дебита за счет создания в пласте трещин радиу­

сом 15 м, в одном случае в скважине с

ненарушенным

забоем (г-0,15 м)

и во втором, при

наличии каверн

и

каналов дренирования радиусом — 1, 3, 5 и 10 м.

 

 

Rk принимается равным

150 м. Данные расчеты при­

водятся в таблице

1.

 

 

 

Таблица

1

 

 

 

 

 

Радиус каналов

 

0,15*

1

3

5

10

 

дренирования, иг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительный прирост

 

 

 

 

 

 

дебита при создании

в

 

 

 

 

 

 

пласте трещины радиусом

3

2,17

1,72

1,48

1,37

 

15 м .......................................

 

* В скважине нет разрушения пород в призабойной зоне.

18


Расчеты показывают, что с увеличением размеров ка­ верн и каналов дренирования резко снижается прирост дебита за счет гидроразрыва. Так, если в скважине, не имеющей разрушений, за счет трещины радиусом 15 м можно получить 3-х кратное увеличение дебита, то при наличии канала дренирования в 1 м прирост дебита бу­ дет почти на одну треть меньше.

Естественно возникает вопрос: какого размера тре­ щины необходимо создать в пласте, чтобы в скважинах, имеющих разрушенную призабойную зону, можно было получить, к примеру, трехкратное увеличение дебита?

Такую оценку можно произвести по формуле (2), задаваясь различными размерами каналов дренирова­ ния и определяя радиус трещины.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

Радиус каналов

0,15

1,0

3,0

5,0

10,0

дренирования, м

Радиус трещины, за счет

 

 

 

 

 

которого можно получить

 

 

 

 

 

трехкратное

увеличение

15

30

40

48

61,0

дебита ..................................

Результаты расчета сведены в таблицу 2, из которой следует, что с увеличением разрушенности призабойной зоны скважин требуется увеличить размеры трещин в пласте, чтобы получить такой же прирост дебита как и в скважинах, не имеющих разрушения пород в приза­ бойной зоне.

Следовательно, технология гидравлического разрыва по скважинам, имеющим каверны и каналы дренирова­

ния, должна строиться с таким расчетом, чтобы

полу­

чить трещины

в пласте больших размеров, чем

необ-

о*

 

19



ходимо в скважинах, вскрывших прочные, неразру­ шающие породы.

Для получения трещин больших размеров необходи­ мо соответственно процесс гидроразрыва осуществлять с более высоким темпом нагнетания жидкостей в пласт, расходовать большое количество жидкости и песка.

Исходя из теоретических расчетных формул, можно ориентировочно установить, в какой степени должен измениться расход жидкости для создания трещин боль­ шего радиуса.

В работе Христиановича С. А., Желтова Ю. П., Барекбладта Г. П. и Максимовича Г. К. «Теоретические

основы

гидравлического

разрыва

нефтяных

пластов»

(из Трудов V Международного нефтяного

конгресса,

том II,

Гостоптехиздат,

1961 г.)

показано,

что объем

трещины возрастает пропорционально третьей

степени

радиуса трещины, то есть имеется зависимость:

 

 

 

 

 

(3)

где

F?j, Vi — радиус и объем первой трещины;

 

R2 , V2 — радиус и объем второй трещины.

В качестве примера допустим, что для образования

в пласте трещины радиусом

15 м требуется

10

м3 жид­

кости,

тогда для образования

в аналогичных

условиях

трещины радиусом 30 м потребуется:

то есть при увеличении радиуса трещины в 2 раза расход жидкости увеличивается в 8 раз. Следует учитывать, что формула (3) справедлива для условий применения нефильтрующейся жидкости. В промысловой практике в основном применяются фильтрующиеся или слабофильтрующиеся жидкости, поэтому их расход следует уве­ личивать в большее число раз.

20


Соответственно увеличению объема жидкости следу­ ет увеличивать количество песка, а также темп нагнета­ ния жадностей в пласт.

Вскважинах, имеющих в призабойной зоне каверны

иканалы дренирования, увеличивать темп нагнетания жидкости при осуществлении гидроразрыва необходимо еще и по другой причине.

При наличии за колонной каверн значительно ухуд­ шаются условия заполнения трещин песком. При по­ ступлении закачиваемой жидкости с песком в каверну за колонну резко уменьшается скорость потока, так как

увеличивается площадь для движения жидкости и, соответственно, уменьшается транспортирующая способ­ ность ее. Песок при этом может оседать в каверне, не достигая трещин.

Таблица 3

 

Мощ­

Скорость нагнетания жидкости,

Место, где определяется

ность

 

куб. Mj.mtH

 

фильт­

0.5 '

0,8

1.0

1,2

скорость потока

ра сква-

жины,

мСкорость потока жидкости,

 

 

 

 

см}сек

 

В

6" эксплуатационной

 

 

 

 

 

колонне ..................................

 

47,0

5S,5

94,0

и з.р

За

колонной п каверне на

3

0,258

0,32

0,48

0,616

расстоянии 5 см от цемент-

5

0,155

0,192

0,288

0,37

ного

кольца . ......................

10

0,077

0,096

0,144

0,185

За

колонной в каверне на

5

0,197

0,244

0,393

0,473

расстоянии 10 см от цемент-

5

0,118

0,147

0,236

0,284

ного

кольца ..............................

10

0,059

0,073

0,118

0,142

В таблице 3 приведены расчетные данные об изме­ нении скорости движения потока жидкости в колонне и за колонной при различной'скорости нагнетания ее в скважину, которые показывают, что скорость движения

21