1. Нормативные ссылки
ГОСТ Р 53710-2009. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Правила проектирования разработки.
«Методические рекомендации по проектированию разработки нефтяных и газовых месторождений». Приказ МПР РФ №61 от 21.03.2007 г.
ГОСТ Р 53712-2009.Месторждения нефтяные газонефтяные. Программные средства для проектирования и оптимизации процесса разработки. Основные требования.
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.
Р 50-77-88 Рекомендации. ЕСКД, Правила выполнения
2. Оценка давления гидроразрыва пластов
2.1 Аналитическая оценка давления грп
Фирмой «Fracmaster» при закачке меченых атомов установлено, что при ГРП на глубинах более 1000 м образуется вертикальная трещина. Поэтому для аналитической оценки давления начала образования трещины и её распространения можно воспользоваться формулой [1]:
, (1)
где – коэффициент Пуассона породы пласта; g – ускорение свободного падения, м/с2; Н – глубина залегания середины продуктивного пласта, м; п – среднее значение плотности породы, залегающей от поверхности до подошвы пласта, кг/м3; Рпл – пластовое давление, Па; Е – модуль Юнга, Па; – удельная поверхностная энергия, Дж/м2; Lтр – полудлина трещины, м; Аре – коэффициент, характеризующий боковой распор (сжимаемость) пород, рассчитывается по формулам:
; (2)
, (3)
где б – постоянная Биотта; См – сжимаемость матрицы; Сп – сжимаемость породы.
При расчёте давления гидроразрыва пласта для условий газоконденсатных залежей Уренгойского и Ямбургского месторождений с достаточной степенью точности можно принять следующие величины параметров, входящих в формулу (1): средняя плотность породы п = 2600 кг/м3; удельная поверхностная энергия для песчаника 400-600 Дж/м2; постоянная Биотта б = 0,8. Величину модуля Юнга Е и коэффициент Пуассона можно оценить по формулам (4) и (5) для условий Западной Сибири [2]:
; (4)
, (5)
где
Н – глубина
залегания, км; m
– пористость, доли единиц; Кпр
– проницаемость, мм2.
Приведённые формулы применимы для глубин Н = 1,7 3,3 км и проницаемостей Кпр = 1 1000 мм2.
В таблице 1 приведены давления ГРП, рассчитанные по формуле (1). Давление, оценённое аналитическим путём, может существенно отличаться от истинного, так как физические свойства породы пласта недостаточно изучены. Поэтому на первой стадии внедрения ГРП следует уточнить давление ГРП экспериментальным путём.
Таблица 1 – Пример расчёта давления при ГРП
Рпл = 15 МПа Н = 2700 м Е = 15460 МПа = 0,21 |
Lтр, м |
Р1, МПа |
Р2, МПа |
РГРП, МПа |
0,1 |
31,0 |
10,2 |
41,2 |
|
1,0 |
– // – |
3,2 |
34,2 |
|
2,5 |
– // – |
2,0 |
33,0 |
|
5,0 |
– // – |
1,4 |
32,4 |
|
7,5 |
– // – |
1,2 |
32,2 |
|
10,0 |
– // – |
1,0 |
32,0 |
|
12,5 |
– // – |
0,9 |
31,9 |
|
Рпл = 20 МПа Н = 3000 м Е = 16520 МПа = 0,19 |
0,1 |
33,3 |
10,6 |
43,9 |
1,0 |
– // – |
3,4 |
36,7 |
|
2,5 |
– // – |
2,1 |
35,4 |
|
5,0 |
– // – |
1,5 |
34,8 |
|
7,5 |
– // – |
1,2 |
34,5 |
|
10,0 |
– // – |
1,1 |
34,4 |
|
12,5 |
– // – |
1,0 |
34,3 |