3 Упрощённая методика проектирования технологии
гидроразрыва пласта
3.1 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) закачки в пласт жидкости разрыва для образования трещин, заполняемых крупнозернистым песком;
2) нагнетания жидкости-песконосителя;
3) закачки жидкости для продавливания песка в скважину.
Момент разрыва пласта отмечается резким увеличением расхода жидкости разрыва.
В
зависимости от объёмов 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.
3.2 Порядок проектирования операций грп
На рисунке 5 приведены
характеристики увеличения продуктивности
скважины
(п,
ф
– 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.
Успешность операции зависит от длины и ширины трещины, поэтому необходимо оценить эти параметры при различных объёмах закачки (формулы Желтова).
1. Длина трещины:
, (55)
где – коэффициент Пуассона; – вязкость жидкости, Па с; рс – перепад давления на пласт, равный разности давления разрыва и пластового давления, Па; q – боковое горное давление, Па; Q – расход жидкости, м3/с; m – пористость; kтр – проницаемость трещины, м2; kп – проницаемость пласта, м2; Е – модуль Юнга, Па; Vж – объём закачиваемой жидкости, м3; hп – глубина пласта, м; rк – контур питания, м.
Длина трещины, заполненной наполовину проппантом, рассчитывается по формуле
. (56)
2. Ширина трещины:
, (57)
После определения длины и
ширины трещины находим проводимости
трещины и пласта:
и
и относительную длину трещины
.
После определения размеров трещины по графику (см. рис. 7) находится ожидаемое увеличение продуктивности скважины. Проведя несколько вариантов расчёта, можно выбрать оптимальный объём закачки рабочей жидкости и установить необходимую скорость закачки песка.
Рисунок 7 – Зависимости увеличения продуктивности скважины от изменения проводимости и относительной длины трещины (rк – контур питания)
Пример расчёта.
Дано:
= 0,26 – коэффициент Пуассона;
= 37 10-3 Па с – вязкость жидкости;
рс = 755 105 Па – перепад давления на пласт, равный разности давления разрыва и пластового давления;
q = 750 105 Па – боковое горное давление;
Q
= 44
10-3
м3/с
– расход жидкости;
m = 0,24 – пористость;
kтр = 100 10-12 м2 – проницаемость трещины;
kп = 3 10-15 м2 – проницаемость пласта;
Е = 5 108 Па – модуль Юнга;
Vж = 69 м3 – объём закачиваемой жидкости;
hп = 5 м – глубина пласта;
rк
= 250 м – контур питания.
м.
Так как длина трещины мала, то она не заполнится проппантом и принимается равной L = 67,97 м.
м.
Находим проводимость трещины и пласта:
.
Вычисляем относительную длину трещины:
м.
По рисунку определяем, что продуктивность скважины при проведении ГРП увеличивается в 4,5 раз.