Эксплуатация нефтяных месторождений Практическая работа № 3

Проектирование технологии гидроразрыва пласта

Цель работы

Спрогнозировать ожидаемое увеличение продуктивности скважины при проведении ГРП.

Общие сведения

Из методов гидромеханического воздействия на пласт наиболее широко применяется метод гидроразрыва пласта (ГРП).

При гидроразрыве устраняется влияние на приток жидкости в скважину сильно загрязненной призабойной части пласта за счет образования глубоких трещин в пласте, что в совокупности дает значительное повышение продуктивности скважины.

Сущность гидравлического разрыва заключается в образовании высокопроницаемых трещин большой протяженности под воздействием давления нагнетаемой в скважину плохо фильтрующейся жидкости. Этот процесс состоит из следующих последовательных этапов:

1. закачка в пласт жидкости разрыва для образования трещин, заполняемых крупнозернистым песком;

2. нагнетание жидкости – песконосителя;

3. закачка жидкости для продавливания песка в скважину.

Момент разрыва пласта отмечается резким увеличением расхода жидкости разрыва.

В зависимости от объемов закачки рабочей жидкости и закрепляющего трещину песка можно получить тот или другой прирост добычи нефти. Эффективность ГРП также зависит от области дренирования скважины, проницаемости пласта, мощности продуктивной части и геометрических параметров трещины.

Порядок проектирования операций ГРП

На рисунке 1 приведены характеристики увеличения продуктивности скважины ( , – продуктивность потенциальная и фактическая) при проведении гидроразрыва пласта в зависимости от параметров ( , – проводимости трещины и пласта), которые могут служить исходными при планировании операций ГРП и прогнозировании ожидаемого увеличения дебита.

I=2 L_гр / r_к

Рисунок 1. Зависимость увеличения продуктивности скважины

от изменения проводимости и относительной длины трещины ( – контур питания)

Успешность операции зависит от длины и ширины трещины, поэтому необходимо оценить эти параметры при различных объемах закачки (формулы Желтова).

1. Ширина трещины:

. (1)

2. Длина трещины:

, (2)

где – коэффициент Пуассона;

– давление закачки рабочей жидкости, ;

– горизонтальная составляющая давления разрыва, ;

– модуль Юнга, ;

– объем закачиваемой жидкости, ;

– расход жидкости, ;

– вязкость закачиваемой жидкости, ;

– мощность трещины (толщина пласта), ;

– пористость;

– проницаемость пласта, .

После определения размеров трещины по графику (рисунок 1) находится ожидаемое увеличение продуктивности скважины. Проведя несколько вариантов расчета, можно выбрать оптимальный объем закачки рабочей жидкости и установить необходимую скорость закачки песка.

Пример.

Даны параметры пласта:

глубина скважины ;

высота трещины ;

проницаемость трещины ;

проницаемость пласта ;

пористость ;

расход жидкости ;

коэффициент Пуассона ;

контур питания ;

вязкость закачиваемой жидкости ;

модуль Юнга для горных пород ;

плотность проппанта .

Давление закачки рабочей жидкости больше давления разрыва примерно на .

При условии достижения пятикратного увеличения дебита найти:

а) параметры трещин: раскрытость и длину ;

б) режимы закачки: объем закачиваемой жидкости и количество требуемого проппанта (вес) .

Решение.

При планировании увеличения дебита в пять раз можно подобрать несколько различных сочетаний раскрытости и длины трещины, при которых возможно нужное увеличение продуктивности. Для этого на графике (рисунок 2) проводим прямую, параллельную оси и проходящую через значение . Пересечение этой прямой с кривыми увеличения продуктивности позволяет рассчитать значения и по полученным с помощью графика значениям параметров и при заданных параметрах пласта и трещины: проницаемости пласта , проницаемости трещины и контуре питания скважины .

Итак, прямая, соответствующая пятикратному увеличению дебита, пересекает кривую с параметром в точке с абсциссой . Это значит, что длина трещины , а раскрытость .

Известно, что длина трещины пропорциональна ширине, эта зависимость выражается формулой:

.

I=2 L_гр / r_к

0,6 0,9 2,5 3,8 7,4

Рисунок 2. Варианты сочетаний раскрытости и длины трещины,