Гідравлічний розрив пласта

Гідравлічний розрив пласта (ГРП) – процес обробки привибійної зони свердловини з метою розширення і заглиблення природних і утворення нових тріщин в породах привибійної зони. Досягається це створенням високих тисків на вибоях свердловин шляхом нагнітання в пласт в'язких рідин при великих розходах, що забезпечує швидке підвищення тиску на вибої. Щоб зберегти тріщини у розкритому стані, їх заповнюють піском (або спеціальні керамічні кульки - пропант), який вводять разом із в'язкою рідиною. В подальшому ця рідина вилучається із привибійної зони в процесі експлуатації свердловини.

ГРП застосовують для: а) збільшення продуктивності нафтових (газових) і приймальності нагнітальних свердловин; б) регулювання припливів та приймальності по продуктивній товщі пласта; в) утворення водоізоляційних екранів в обводнених свердловинах.

Розрізняють три основних процеси ГРП: а) однократний; б) багатократний; в) направлений (поінтервальний).

При однократному розриві передбачається утворення однієї тріщини в продуктивній товщі пласта, при багатократному – декілька тріщин по всій розкритій продуктивній товщі пласта; при направленому – утворення тріщин у завчасно передбачених інтервалах товщини пласта.

Процес ГРП складається із таких послідовних етапів: 1) нагнітання в свердловину рідини розриву для утворення тріщини в пласті; 2) нагнітання рідини – пісконосія; 3) нагнітання протискувальної рідини для проштовхування піску в тріщини та запобігання їхнього змикання.

Багатократний ГРП із застосуванням пружних пластмасових кульок або закупорюючих матеріалів. Спочатку проводять ГРП за звичайною технологією, а потім в потік рідини, що нагнітається, вводять пластмасові кульки діаметром 12-18 мм і густиною, приблизно рівною густині рідини, що нагнітається. Одна кулька може перекрити один перфораційний отвір. Кульки в рідині надходять до тих перфораційних отворів, де швидкість потоку найбільша (навпроти інтервалу розриву), впираються в них і перекривають отвори. Тим самим зменшується або навіть припиняється потік рідини в тріщину, що утворилася. Тиск на вибої зростає, що сприяє утворенню нової тріщини в іншому прошарку. Це контролюється на поверхні збільшенням умовного коефіцієнта К_у (див. формулу 10.1). Потім в потік знову вводять кульки без зниження тиску (через спеціальний лубрикаторний пристрій), щоб закупорити другу тріщину, що утворилася. Таким чином здійснюється дво-, три- або багатократний розрив пласта.

Аналогічно проводять багатократний ГРП із застосуванням тимчасово закупорюючих речовин (наприклад, зернистого парафіну). У цьому випадку, отримавши першу тріщину, в свердловину разом з рідиною вводять тимчасово закупорюючі речовини, що приводить до закупорки утвореної тріщини, до підвищення тиску і розриву пласта в іншому інтервалі. Таким чином здійснюють багатократний розрив. При освоєнні свердловини закупорюючі речовини або розчиняються у нафті (нафталін) і видаляються з тріщин, або виносяться потоком на поверхню (кульки з пластмаси).

Віброобробка привибійної зони свердловин

Віброобробка – процес дії на привибійну зону за допомогою спеціальних вибійних механізмів (вібраторів), які створюють коливання тиску різної частоти і амплітуди.

В результаті віброобробки привибійної зони підвищуються продуктивність нафтових і приймальність нагнітальних свердловин.

Вібродію найдоцільніше проводити у свердловинах: 1) з проникністю привибійної зони яка нижче середньої проникності пласта або віддаленіших від свердловини зон пласта; 2) з погіршеними колекторськими властивостями привибійної зони в процесі буріння або ремонтних робіт (в результаті проникнення в пласт бурового і цементного розчинів, обважнювачів, води тощо); 3) що експлуатують пласти, які складені низькопроникними породами, які містять глинисті мінерали; 4) з низькою проникністю порід, але з високим пластовим тиском.

Теплова обробка привибійної зони свердловини

Теплову дію на нафтові пласти і привибійну зону свердловин застосовують у тих випадках, коли родовище характеризується високою в'язкістю і підвищеною густиною нафти в пластових умовах або вмістом в нафті парафіну, смол та асфальтенів.

Привибійну зону свердловини прогрівають наступними способами:

- нагнітанням в пласт на деяку глибину теплоносія – насиченої або перегрітої пари, розчинника, гарячої води або нафти;

- спуском на вибій (у фільтрову зону) нагрівача – електропечі або занурювальної газової горілки.

Обробка парою та гарячою водою.

Електротеплова обробка. Електропрогріванням, внаслідок малої теплопровідності гірських порід, не вдається прогріти більш або менш значну зону (в радіусі до 1 м). При нагнітанні теплоносія радіус зони прогрівання становить 10-20 м, але при цьому в пласті вода, пара або конденсат можуть взаємодіяти з глинистими компонентами і погіршувати проникність.

Обробка привибійної зони свердловин поверхнево-активними речовинами

Поверхнево-активні речовини (ПАР) – це речовини, які знижують поверхневий натяг на рідкій і твердій поверхні розділу фаз (або на поверхні розділів двох рідин, наприклад, нафта – вода) внаслідок адсорбції цих речовин.

У нафтовій промисловості ПАР широко застосовують перш за все як деемульгатори-руйнівники нафтових емульсій. Їх широко використовують для обробки привибійної зони з метою: прискорення освоєння нафтових та газових свердловин; попередження негативного впливу води та інших промивних рідин на фізико-хімічні властивості порід продуктивного пласта при ремонтних роботах; підвищення продуктивності нафтових та газових і приймальності нагнітальних свердловин; підвищення ефективності соляно-кислотних обробок свердловин; селективної ізоляції припливів пластових вод.