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: 54
Скачиваний: 1
жидкости в каверне за колонной на расстоянии 5 см от цементного кольца при мощности фильтра 5 м, пример но в 300 раз меньше, чем в 6" колонне. Из промысловой практики известно, что при осуществлении гидроразры вов на промысловой нефти малейшее сокращение темпа нагнетания жидкости с песком приводит к оседанию последнего в колонне скважины. При столь значитель ном снижении скорости движения нефти за колонной (300 раз) песок безусловно будет оседать в каверне.
Целесообразно сравнить скорости движения жид кости за колонной (таблица 3) со скоростью свободного падения песка в закачиваемой жидкости. Например, при
нагнетании |
промысловой нефти с расходом 0,8 |
мЧмин |
в каверне |
на расстоянии 5 см от цементного |
коль |
ца, в скважине с мощностью фильтра 5 м, скорость дви жения жидкости составляет 0,192 см/сек, тогда как скорость свободного падения частиц песка размером 0,8 мм в промысловой нефти равна 3,9 см/сек [9].
При данных условиях скорость свободного падения песка в промысловой нефти примерно в 20 раз больше скорости движения самой нефти и, естественно, песок быстрее осядет в каверне за колонной, чем достигнет трещины.
Чтобы избежать или уменьшить оседание песка за колонной, необходимо увеличивать темп нагнетания жидкости при гидроразрыве или применять более вяз кую жидкость-песконоситель, т. е. необходимо увели чивать транспортирующую способность жидкости-песко- носителя.
Количество песка, которое оседает в кавернах за колонной, зависит от скорости нагнетания, вязкости жидкости, размеров каверн и положения созданной трещины в пласте относительно каверны, поэтому опре делить его практически невозможно.
В то же время учитывать этот фактор при проекти-
22
ровании технологии гидроразрыва совершенно необхо димо, так как мощности фильтров и размеры разруше ния в призабойной зоне значительно больше, чем при няты для расчета в приведенных примерах.
3.Промысловые данные о степени влияния разру шенности пород в призабойной зоне скважин на
результаты гидроразрыва
Для установления степени влияния разрушения при забойной зоны на результаты процесса гидроразрыва
О
Относительный прирост
3 0
J.5
7,0
/ 5.
и
.© |
То |
зо |
Vo |
- ' |
|
^р р о кт и о н а я мощ ность |
ф ильт ра *■ |
Рис. 4. Изменение относительного прироста дебита за счет гидро разрыва в зависимости от эффективной мощности фильтров скважин.
рассмотрим результаты применения этого процесса на промыслах.
На рис. 4 приводятся данные изменения относитель ного прироста дебита скважин в зависимости от эффек тивной мощности фильтра (из общей мощности фильт ра скважины исключалась мощность глинистых про пластков), полученные по результатам работ в Кум-Даго [9] для скважин с примерно одинаковым сроком экс плуатации.
Пунктирная линия, огибающая крайние значения от меченных точек на рис. 4, дает представление о харак тере зависимости результатов гидроразрыва от мощ ности фильтра скважин. Эта зависимость представ ляется следующей: по скважинам с небольшой мощ ностью фильтров (до 10 м) в большинстве случаев гид равлические разрывы оказываются неэффективными пли дают незначительный прирост дебита. С увеличе нием мощности фильтра от 10 и до 23—25 м увеличи вается и прирост дебита в скважинах. Наибольший при рост дебита и наибольшее количество успешных опера ций (62,5°/о) отмечается в скважинах с эффективной мощностью фильтра •— 23—25 м.
С увеличением мощности фильтра свыше 28—30 м прирост дебита в скважинах вновь уменьшается и по скважинам с мощностью фильтра свыше 35—38 м практически не отмечается увеличения дебита.
Отмеченный характер изменения эффективности гидроразрыва является закономерным.
Низкая эффективность и незначительный прирост де бита, получаемый за счет гидроразрыва в скважинах с малой мощностью фильтра (до 10 м), полностью согла суется и объясняется приведенными выше теоретически ми положениями о влиянии разрушенности пород в призабойной зоне на результаты процесса, если учесть, что именно по этой группе скважин имеются наиболь
24
шие разрушения пород. Здесь же следует отметить, что по скважинам с малой мощностью фильтра, эксплуати рующимися небольшой срок или вышедшими из буре ния, гидроразрывы оказываются более эффективными, отмечаются более высокие приросты дебитов, как это
иследует по теоретическим представлениям.
Сувеличением мощности фильтра скважин прирост дебита за счет гидроразрыва должен уменьшаться. Фак тически, как следует из рис. 4, с увеличением мощности фильтра от 10 до 25—28 м отмечается увеличение эф
фективности процесса и увеличивается прирост дебита в скважинах. Это несоответствие вполне объяснимо, если учесть, что с увеличением мощности фильтра резко уменьшается разрушение пород в призабойной зоне.
Уменьшение степени разрушенности пород, вероятно, оказывает большое влияние на повышение результатов процесса, чем увеличение мощности фильтра, чем и объясняется повышение эффективности процесса гид роразрыва по этой группе скважин. С увеличением мощности фильтра скважин свыше 25—28 м прирост дебита за счет гидроразрыва вновь уменьшается.
Несмотря на то, что уменьшение прироста дебита в этом случае в некоторой степени согласуется с теорети ческими представлениями, последний результат обуслов лен в основном литологической и прочностной характе ристикой пород и вызывается следующим.
Увеличение мощности фильтра в скважинах происхо дит за счет приобщения большого количества мелких пропластков песков, мощностью 0,5—2 м, с глинистыми разделами между ними.
В процессе гидроразрыва в скважинах с большой мощностью фильтра, представленного чередующими пропластками глин и песков, одновременно образуются несколько зон расслоения пород или зон начала образо вания трещин, приуроченных к отдельным пропласткам
25
или границам раздела между глинами и песками. Это устанавливается по данным исследования процесса гид роразрыва радиоактивными изотопами.
С увеличением мощности фильтра увеличивается и число зон расслоения или зон разрыва.
Если для одновременного развития и расширения 1—2-х трещин, образующихся в скважинах с небольшой мощностью фильтра, оказывается достаточным темп нагнетания в пределах 0,6—0,8 м31мин, создаваемый на промыслах при гидроразрыве, то для развития и расши рения 3—4-х и более трещин такой темп нагнетания оказывается недостаточным. Образующиеся в пластах несколько трещин, при указанном выше темпе нагнета ния, раскрываются, видимо, на очень небольшую вели чину, и закачиваемый песок не может внедряться в них, в результате чего трещины оказываются не закреп ленными, а песок скапливается на забое скважин.
Помимо данных исследования процесса радиоактив ными изотопами, об этом свидетельствуют также отме ченные факты скопления закачиваемого песка на забое
скважин именно в тех случаях, |
когда процесс гидрораз |
||
рыва проводился |
технически |
правильно, |
то есть без |
перерывов, песок |
подавался |
в большой |
концентра |
ции.
В скважинах, имеющих циркуляцию жидкости за колонной в больших интервалах, гидроразрывы также не приводят к" увеличению дебита по той же причине, что и в скважинах с большой мощностью фильтра.
Одновременное образование системы или нескольких трещин в интервале фильтра скважин является, в одном случае, положительным фактором, так как за счет этого обеспечивается эффективность процесса в пластах, пред ставленных частым чередованием прослоек глин и песков, и в другом — отрицательным фактором, когда темп нагнетания жидкости, создаваемый при гидрораз
26
рыве, не обеспечивает достаточного раскрытия большо го количества образующихся трещин.
Повысить эффективность гидроразрыва в этой кате гории скважин можно за счет резкого увеличения темпа нагнетания в пласт жидкостей с низкой фильтруемостью, применения для процесса разрыва кислотных растворов и нефтекислотных эмульсий, а также за счет осуществ ления многократного поинтервального гидроразрыва.
4. Выбор объектов и скважин для гидравлического разрыва пласта
При рассмотрении влияния литологической и проч ностной характеристики пород на результаты процесса были определены основные положения для выбора скважин и пластов, которые следует несколько допол нить и уточнить.
Гидравлический разрыв в Кум-Даге и Небит-Даге проводится почти по всем горизонтам и почти по всем из них можно найти скважины, в которых за счет гидра влического разрыва получено увеличение притока неф ти. Однако наибольшая эффективность гидроразрыва отмечена по горизонтам, залегающим на большой глуби не, так как породы этих горизонтов более прочные и разрушаются в меньшей степени.
Отмечается закономерность изменения результатов гидроразрыва от степени выработанности горизонтов и по месторождениям в целом. Лучшие результаты гид роразрывов отмечаются по горизонтам с высоким пла стовым давлением, с меньшей степенью дренированное™ и имеющим более высокую нефтенасыщенность.
По горизонтам, которые разрабатываются с поддер жанием пластового давления, эффективность гидравли ческого разрыва оказывается выше чем в тех, которые эксплуатируются без поддержания пластового давления.
27
Однако несмотря на отмеченную закономерность ре зультатов гидроразрыва, по всем горизонтам могут быть установлены скважины или группы скважин, в кото рых гидравлический разрыв может дать значительный прирост дебита. Накопленный опыт показывает, что гид равлический разрыв целесообразно в первую очередь проводить по следующим категориям скважин:
1. Вышедшим из бурения с низкими дебитами по сравнению с окружающими того же горизонта.
2. С высоким пластовым давлением, имеющих низ кую проницаемость пластов, эксплуатирующихся при больших депрессиях, в которых не отмечено значитель ных разрушений призабойной зоны.
3.В процессе эксплуатации или после ремонтных работ, в которых резко снизился дебит.
4.Эксплуатирующимся длительное время и имею щим сниженный дебит против окружающих на данном горизонте.
При выборе для гидравлического разрыва скважин, находящихся в длительной эксплуатации, необходимо учитывать степень разрушенности пород в призабойной зоне, так как чем больше будет разрушение, тем мень ше прирост дебита даст гидравлический разрыв при прочих равных условиях.
Для оценки степени разрушенности пород необходи мо учитывать все имеющиеся промысловые данные: сро ки эксплуатации скважин, их дебиты, мощность фильтра, содержание песка в отбираемой жидкости, наличие
песчаных пробок и частоту их промывок, данные о про водимых ремонтах и др. Для гидравлического разрыва в первую очередь следует назначать скважины, в кото рых породы пластов не разрушаются или имеются не значительные разрушения.
По скважинам, в которых отмечается интенсивное разрушение пород и вынос пластового песка на забой с
28
образованием песчаных пробок, возможно также про изводить гидравлический разрыв. Однако основной за дачей этого процесса будет заполнение каверн и кана лов в призабойной зоне крупнозернистым песком. При полном насыщении призабойной зоны крупнозернистым песком, последний может выполнять роль фильтра, пре пятствующего поступлению пластового песка на забой скважины, и тем самым предотвращать пробкообразоваиие. Уменьшение промывок пробок и увеличение межремонтного периода работы насосов приведет, в конечном счете, к увеличению добычи нефти из сква жины.
При выборе скважин для гидравлического разрыва следует учитывать, что эффективность этого процесса всегда-выше в скважинах, которые имеют больший те кущий дебит.
По скважинам с большой эффективной мощностью фильтра (свыше 30—35 м) следует планировать гидрокислотные разрывы, рабочей жидкостью в которых яв ляются кислотные эмульсии или кислотные растворы.
Втех скважинах, в которых в результате разруше ния пород или неудовлетворительной цементировки за колонной возникла циркуляция жидкости в больших интервалах (свыше 50—70 м ), необходимо произвести цементировку для исправления кольца, а затем уже планировать гидравлический разрыв.
Вскважинах, имеющих приток пластовой воды, гид равлический разрыв целесообразно проводить после предварительной ее изоляции.
Гидравлический разрыв может планироваться по
скважинам, работающим с высоким газовым фактором, с целью его снижения.
Снижение высокого газового фактора за счет гид роразрыва возможно в тех скважинах, где большой при ток газа не связан с прорывом его из повышенной га
29