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
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