2.2 Экспериментальное определение давления при грп

Для экспериментального определения давления при ГРП проводится «мини-разрыв» – при закачивании рабочей жидкости без песка (проппанта) – и определяется [3, 4]:

 давление начала ГРП;

 давление закрытия трещины;

 градиент потерь давления на трение при закачивании рабочей жидкости (в случае установки забойного манометра).

Давление начала образования трещины целесообразно определить закачиванием в пласт рабочей жидкости с нарастающей скоростью. Скорость закачивания выбирается в зависимости от свойств пласта. Как правило, скорость образования трещины неизвестна. Для большинства случаев можно рекомендовать скорости закачивания, приведённые в таблице 2. Скорость необходимо поддерживать постоянной в течение двух минут. Она может отличаться от заданной, но должна быть постоянной в течение определенного времени.

Таблица 2 – Рекомендуемые скорости закачивания рабочей жидкости для образования трещины при ГРП

Скорость закачивания, м3/мин	Время, мин	Объём жидкости, м3	Давление на забое, МПа
0,05	2	0,1
0,10	2	0,2
0,15	2	0,3
0,20	2	0,4
0,30	2	0,6	8,0
0,40	2	0,8
0,50	2	1,0	13,5
0,75	2	1,5	22,0
1,00	2	2,0	31,0
1,50	2	3,0	39,0
2,00	2	4,0	43,0
2,50	2	5,0	48,0

Для определения давления начала гидроразрыва строят график в координатах «давление на забое – скорость закачивания» (см. рис. 1). На оси абсцисс откладывают скорость закачивания, а на оси ординат – давление, достигнутое на конец закачивания на данной скорости. Эти данные сводят к двум взаимопересекающимся прямым, точка пересечения которых соответствует давлению начала гидроразрыва пласта.

Если полученные точки лежат на одной линии, то возможны два случая:

1) скорость закачивания не достигнута до создания давления на забое, превышающего давление ГРП (это возможно для высокопроницаемых пластов);

2) скорость закачивания вначале принята слишком высокой, т.е. выше необходимой для создания давления на забое, превышающего давление ГРП (это возможно для низкопроницаемых пластов). В этом случае следует скорректировать скорость закачивания и повторить тест. Давление на забое замеряют дистанционным манометром, установленным на забое скважины, или рассчитывают аналитическим путём по физическим характеристикам жидкости и конструктивным характеристикам НКТ.

Рисунок 1 – Зависимость давления на забое от скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП

Максимальное допустимое давление на устье

Максимальное допустимое давление на устье ограничено:

 максимальным допустимым давлением под башмаком обсадной колонны;

 максимальным допустимым давлением обсадной колонны;

 максимальным допустимым давлением оборудования устья скважины.

Давление гидроразрыва

В большинстве случаев максимальное допустимое давление на устье ограничивается градиентом гидроразрыва пород под башмаком обсадной колонны.

Лучшим способом определения этого значения является испытание скважины на приёмистость (лик офф тест – ЛОТ) и опрессовка цементного стакана.

Главное в испытании на приёмистость – определение давления, при котором пласт начинает принимать буровой раствор, не приводя к гидроразрыву. Некоторые операторы производят повторное испытание, дважды закачивая последнюю порцию бурового раствора.

Определяемой величиной при ЛОТ является максимальное дополнительное давление к гидростатическому давлению столба бурового раствора, необходимое для того, чтобы вызвать небольшое поглощение. Это означает, что изменение удельного веса бурового раствора повлечёт за собой изменение максимального допустимого давления. Чем выше удельный вес бурового раствора, тем ниже будет максимальное допустимое давление при одинаковых условиях.

Методы проведения испытания скважины на приёмистость (ЛОТ)

На рисунке 2 представлен график изменения давлений при проведении испытания на приёмистость. Ниже приведены различные методы проведения испытания на приёмистость.

Рисунок 2 – Испытание скважины на приёмистость

1. С помощью испытательного или цементировочного насоса произведите закачку бурового раствора в закрытую скважину на самой малой скорости. Как только манометр начнёт показывать давление в затрубном пространстве, закачайте в скважину 75 литров и остановите насос. Подождите 3 минуты. Если давление за 3 минуты не упало, закачайте ещё 75 литров бурового раствора. Остановите насос и подождите 3 минуты. Продолжайте работать таким образом, пока давление в период ожидания не начнёт падать. Определите по манометру в обсадной колонне давление ЛОТ.

2. С помощью испытательного или цементировочного насоса произведите закачку бурового раствора в закрытую скважину, ступенчато поднимая каждый раз давление в затрубном пространстве на 10 бар с трёхминутными периодами ожидания. Точка, где давление в затрубном пространстве перестаёт расти или начинает снижаться, есть давление ЛОТ.

3. С помощью испытательного или цементировочного насоса произведите закачку бурового раствора в закрытую скважину с производительностью 60 л/мин. Давление будет соответствовать давлению ЛОТ, когда давление в затрубном пространстве перестанет расти.

4. Используя штуцер на штуцерном манифольде, произведите медленную закачку бурового раствора в закрытую скважину. Медленно прикрывайте штуцер, поднимая давление по 5 бар. Точка, где давление в затрубном пространстве перестаёт расти, отражает давление ЛОТ.

Значимость испытания на приёмистость (ЛОТ)

Испытание на приёмистость показывает, насколько можно повысить давление на устье скважины без получения гидроразрыва. Давление на устье может быть выше максимального допустимого давления, когда газовая пачка находится выше башмака обсадной колонны (см. рис. 3).