Файл: 1. 1 Черты и этапы развития нефтяной и газовой промышленности.rtf

При гидравлическом разрыве пласта с вакуумированными сосудами применяется ударная волна, основанная на использовании эффекта взрыва внутрь. Если вакуумированный сосуд поместить на определённой глубине в скважине и разрушить его тем или иным способом, то сила ударных волн вполне может заменить гидродинамическое давление, которое необходимо для образования трещин при методе гидроразрыва пласта.

Известно, что при гидроразрыве нефтяных пластов под давлением нагнетаемой жидкости, трещины образуются в наименее прочной части пласта. Такой результат можно совершенно исключить при использовании ударных волн, то есть силу ударной волны можно направить в ту нефтенасыщённую часть продуктивного пласта, где это заранее предопределено на основании данных каротажной диаграммы.

Во время разрушения вакуумированного сосуда жидкость мгновенно (тысячные доли секунды) стремится занять вакуумированную полость. Одновременно пластовая жидкость, также находящаяся под давлением, стремится занять эту полость, что способствует очистке поровых каналов от загрязнения.

По мере удаления ударной волны от своего источника её амплитуда уменьшается. Поскольку расстояние от источника до перфорационных отверстий фильтра не превышает 5 – 6 см, сила удара все же будет достаточной, для образования трещины.

Сила ударной волны зависит от величины приложенного к сосуду давления и от вавакуумированного объёма. Причём не столько от длины сосуда, сколько от диаметра его, что в свою очередь ограничивается диаметром скважины.

Многократный разрыв пласта кислотой без ввода песка в образовавшиеся трещины рекомендуется в горизонтах, сложенных плотными, гранулярными породами, которые представляют собой чередование песчаников и тонких прослоек глины, имеющих низкие проницаемости. Кроме того, его с успехом можно применить в продуктивных горизонтах, сложенных туфогенными, карбонатными и трещиноватыми породами, а так же когда в порах пород призабойной зоны эксплуатируемых скважин со временем выпадают углекислые соли кальция, магния и других металлов, которые снижают проницаемость породы, препятствуют движению жидкости из пласта к забою скважины.

Сущность и технология многоэтапного разрыва пластов кислотой заключается в одновременном использовании для воздействия на призабойную зону скважин обработку продуктивной породы пласта кислотой и гидравлического разрыва нефтяного пласта, которые проводятся при высоком темпе нагнетания жидкости и большом давлении. Во время многоэтапного разрыва под воздействием растворов соляной и плавиковой

---

кислот поры пород освобождаются от карбонатов, глинистые частицы, находящиеся в нефтяной части, растворяются и происходит расклинивание пород. Таким образом при многоэтапном разрыве кислотой происходит одновременно два физико-химических воздействия в одном технологическом процессе.

Сущность процесса разрыва пласта давлением пороховых газов заключается в создании на локальном участке в приствольной зоне скважины высокого (пикового) давления, действующего в течении 0,01 – 1 секунды. Возникающее в породе аномальное напряжение не успевает перераспределиться, что приводит к необратимой её деформации и появлению остаточных трещин, разуплотнений, которые после снижения аномального избыточного давления остаются в раскрытом состоянии.

Для проведения разрыва пороховыми газами используются безкорпусные генераторы ППД – БК и снаряды АДС – 6.

Воздействие этим методом находит всё большее применение в основном на месторождения с карбонатными и терригенными коллекторами. Продолжительность эффекта после обработки колеблется от двух месяцев до двух лет.

Массированный гидроразрыв пласта эффективен при создании трещин большой протяжённости. При этом интенсифицируют приток нефти к забою скважины за счет увеличения фильтрационной поверхности. Таким образом, при обработках низкопроницаемых коллекторов требуются многообъёмные закачки жидкости и закрепителя для создания закреплённых трещин большой площади.

Принципиально, технология массированного гидроразрыва пласта не отличается от обычного, однако повышенные требования к надёжности этого процесса и его высокая эффективность стимулируют совершенствование проектирования и технико-технологической оснащённости массированного гидроразрыва. Площадь закреплённой трещины при этом методе обычно не менее восемнадцати тысяч квадратных метров, независимо от её ориентации.

Гидроразрыв пласта относительно сложный, энергоёмкий и дорогостоящий технологический процесс. Поэтому для обеспечения его экономической эффективности необходимо тщательное и всестороннее изучение объекта обработки и составления проекта.

При проектировании гидроразрыва решается три комплекса задач:

• 
  дебиты нефти, которые могут быть получены при создании трещин различной длины и проводимости для данного пласта;
  
• 
  технологические параметры гидроразрыва, обеспечивающие образование трещин требуемой длины и проводимости;
  
• 
  чистый доход от проведения гидроразрыва.
  

---

Первому комплексу задач – работе пласта с трещиной гидроразрыва – в последнее время уделяется большое внимание. Влияние длины и проводимости трещины на проводимость пласта после его гидроразрыва, при заданных пластовых условиях, определяется как графическими, так и аналитическими методами. Так как влияние длины трещины – эффективность гидроразрыва – зависит от проницаемости пласта, в высокопроницаемых пластах требуется создание трещин высокой производительности. При этом нет необходимости в протяжённых трещинах. В низко проницаемых пластах, напротив, необходимо создание протяжённых трещин и допускается более низкая их проводимость.

Второй комплекс задач – проектирование технологии гидроразрыва – наиболее обширен и полностью не решён. Оборудование требует постоянного усовершенствования. Образование трещин с наперёд заданными параметрами, недостаточно поддающихся определению и контролю, особенно по вопросу направленности распространения трещины. Поэтому возможности определения ограниченны, по существу, выбором соответствующих материалов (жидкостей, закрепителей трещин), а также объёмов темпов и режимов их закачки.

Третья задача – экономическая – связанна с двумя предыдущими. Таким образом, проектирование гидроразрыва пласта увязано с экономикой и предполагает решение задачи оптимизации.

На первом этапе геологической службой ТПДН «МН» подбираются скважины для проведения ГРП. Основными критериями подбора являются :

• 
  пласты с ухудшенной емкостно-фильтрационной характеристикой (заглинизированы частичным переслаиванием ),
  
• 
  скважины, давшие при опробировании слабый приток нефти по сравнению с окружающими,
  
• 
  скважины с неоднородными пластами по разрезу (нагнетательные – с неравномерной приемистостью, эксплуатационные – отбором ).
  

ГРП проводить не рекомендуется :

• 
  в нефтяных скважинах, расположенных в приконтурных зонах и при наличии водоносных пропластков, горизонтов ближе 20 м.
  
• 
  в первом эксплуатационном ряду от разрезающего ряда вблизи очага заводнения, при интенсивной закачке,
  
• 
  в скважинах, зонах, достигших проектной выработки,
  
• 
  при наличии межпластовых перетоков.
  

При выборе скважин для проведения гидравлического пласта полезно использовать данные электрокаротажа, анализы кернов, историю эксплуатации скважины, данные по разрывам пласта на других скважинах одного и того же месторождения и т.д. Эти данные должны быть тщательно анализированы.

---

В настоящее время в ОАО «Сибнефть-ННГ» скважины для проведения ГРП выбирают по следующим основным критериям :

• 
  дебит жидкости – до 10 м3/сут,
  
• 
  перфорированная толщина – не менее 3 м,
  
• 
  обводненность – менее 30%,
  
• 
  остаточные извлекаемые запасы – не менее 70% начальных.
  

Гидроразрыв пласта осуществляется при использовании целого комплекса наземного и подземного оборудования.

Наземное оборудование целевого назначения включает насосные и пескосмесительные агрегаты для подготовки и закачки рабочих жидкостей, автоцистерны для доставки жидкостей гидроразрыва, специальную обвязку устья скважины с оборудованием. Кроме того, при гидроразрыве используется и другое специальное оборудование – подъемные агрегаты, лебедки и т.д. Это оборудование для гидроразрыва пласта вместе с тем также успешно используется и в других процессах интенсификации притоков и закачки : при освоении, заканчивании и креплении скважин. Оно включает в себя, как правило, два устройства : пакер, предназначенный для разобщения фильтра-обьекта воздействия (пласта) и остальной части эксплуатационной колонны, и якорь, который служит для восприятия высоких давлений и предупреждает подъем подземного оборудования при воздействии на пакер нагрузки, обусловленной разностью давлений под и над пакером. Пакер в сборе или пакер, смонтированный с якорем, спускают в скважину на колонне НКТ.

К материалам, применяемым при ГРП, относятся:

• 
  жидкости разрыва;
  
• 
  жидкости – песконосители;
  
• 
  жидкости продавочные;
  
• 
  песок разных фракций.
  

В настоящее время в теории и практике ГРП уделяется большое внимание технологическим жидкостям, свойства которых в значительной степени определяют динамику роста трещины, перемещения и закрепления в ней закрепителя. От правильного выбора жидкости из их широкой номенклатуры во многом зависит конечная эффективность закрепления длины трещины, её проводимость, а также стоимость обработки. Современный уровень физической химии, химии полимеров и производства химических реагентов позволил специалистам разработать набор жидкостей и добавок практически для всех возможных геолого-промысловых условий. Многообразие жидкостей гидроразрыва, отвечающих специфическим пластовым давлениям, во многом определяют уровень технологической оснащённости данного метода.

---

Современные жидкости должны обладать следующими свойствами:

1. 
   низкая инфильтрация для получения трещины необходимой протяжённости при минимальных затратах жидкости;
   
2. 
   достаточно высокая эффективная вязкость для создания трещин необходимой ширины и эффективного транспортирования закрепителя;
   
3. 
   минимальное ухудшение проницаемости зоны пласта, контактирующей с жидкостью разрыва;
   
4. 
   низкие потери давления на трение в трубах;
   
5. 
   высокая термостабильность, что особенно важно при обработке высокотемпературных пластов;
   
6. 
   высокая сдвиговая стабильность, то есть устойчивость структур при сдвиге;
   
7. 
   легкий гарантированный вынос из трещины гидроразрыва после обработки;
   
8. 
   полная деструкция гелеобразных жидкостей после обработки для обеспечения их выноса из трещины;
   
9. 
   низкая стоимость.
   

В качестве основы для жидкости применяют воду, нефть или продукты переработки нефти. Для пластов с содержанием карбонатов выше пятидесяти процентов, жидкость готовят на кислотной основе. Так же применяют вспененные жидкости и загущенные спирты.

В настоящее время используют следующие основные жидкости для ГРП:

• 
  водный раствор полимеров;
  
• 
  эмульсия – вода в нефти на полимерной основе;
  
• 
  загущенные углеводороды;
  
• 
  загущенный спирт;
  
• 
  загущенная углекислота;
  
• 
  загущенная соляная кислота;
  
• 
  устойчивые пены на водной основе.
  

В дополнение к основным жидкостям создано большое число присадок, выполняющих различные функции: структурообразующие и вызывающие деструкцию, снижающие инфильтрацию, понижающие трение, термостабилизаторы, ПАВ, эмульгаторы и деэмульгаторы, глиностабилизаторы, буферы, пенообразующие и пеноразрушающие, управляющие водоблокировкой, контролирующие рост бактерий и другие.

Для закрепления созданных трещин применяют кварцевый песок, распространённый в природе и обладающий относительно низкой себестоимостью. Производство на его основе высококачественных закрепителей, которые могут обеспечить высокую проводимость трещины гидроразрыва в широком диапазоне пластовых условий.

Разработаны технические требования и методы испытания кварцевого песка для гидроразрыва пласта, где установлены основные показатели качества песка:

• 
  гранулометрический состав;
  
• 
  округлость и сферичность зёрен;
  
• 
  растворимость в глинокислоте;
  
• 
  содержание солей глин;
  
• 
  прочность при одноосной статике.
  

---