Определение градиента давления грп

Величина градиента разрыва породы получается в результате деления забойного давления на вертикальную составляющую глубины скважины (обычно измеренную до середины интервала перфорации).

Устьевое давление плюс давление, создаваемое столбом жидкости, минус потери давления на трение дает значение градиента давления ГРП. Градиент давления ГРП - это давление, необходимое для удержания трещины в открытом состоянии.

Существует два градиента давления ГРП для любой породы: градиент разрыва и градиент развития трещины (см. рис.18). Градиент разрыва – это минимальное забойное давление, необходимое для инициирования трещины. Градиент развития трещины – это давление необходимое для роста трещины. Давление, необходимое для инициирования трещины, больше, чем давление, необходимое для развития трещины. Это можно объяснить тем, что сначала необходимо преодолеть предел прочности породы на разрыв.

Разрыв породы и характер развития трещины в различных типах пород отличаются. Например, при проведении ГРП с технологией Frac & Pack в мягких слабосцементированных породах инициирование трещины может быть незаметным событием, так как давление разрыва породы ненамного отличается от давления развития трещины. С другой стороны, градиент разрыва твердых низкопроницаемых известняков может быть на несколько сотен psi выше давления развития трещины. Зачастую в трещиноватых коллекторах разрыв породы может и не наблюдаться, так как в процессе ГРП может происходить развитие уже существующих трещин.

Давление разрыва и развития трещины обычно измеряются при проведении информационного ГРП (такого как Data Frac или Minifrac), проводимого перед основным ГРП. Такие непосредственные измерения позволяют произвести необходимые изменения в плане работ основной операции. Для проектного расчета ГРП на новой скважине обычно используются градиенты давлений, полученные на соседних скважинах, или данные о пласте и свойствах горных пород.

Для измерения градиента развития трещины в полевых условиях необходимо провести закачку в пласт жидкости при давлениях превосходящих давление разрыва (давление, полученное при информационном ГРП, показано на рис.18). В завершение нагнетательного теста скорость закачки необходимо мгновенно снизить до нуля. При остановке насосов устьевое давление падает до давления мгновенной остановки насосов ISIP. Градиент развития трещины рассчитывается с помощью ISIP:

Градиент давления =__ISIP__ + градиент жидкости (Уравнение 10)

глубина

где:

ISIP = мгновенное давление остановки насосов (psi)

Градиент жидкости = гидростатический градиент жидкости в НКТ

когда ISIP измерено в psi/фут

Глубина = вертикальная составляющая глубины скважины, измеренной до середины интервала перфорации (фут)

Влияние «чистого» давления Pnet на isip

Для получения точного значения градиента давления ГРП вскоре после инициирования трещины, стабилизации скорости и давления закачки и дальнейшего развития трещины необходимо определить ISIP. При дальнейшей закачке жидкости для получения больших величин длины трещины происходит увеличение сопротивления развитию трещины, которая начинает расти в высоту. Сопротивление развитию трещины характеризуется чистым давлением. Так как большинство трещин является ограниченным, то понятно, что рабочее давление в большинстве случаев увеличивается, потому что, чем больше объем закачки, тем труднее разместить жидкость и проппант в созданной трещине. Такое поведение может быть использовано для объяснения разности измеряемых ISIP при информационном и основном ГРП. Давление мгновенной остановки, измеренное в конце основного ГРП обычно на несколько сотен psi больше, чем измеренное при информационном ГРП. Характер изменения чистого давления может быть использован в качестве диагностического инструмента и будет подробно рассмотрен позднее в следующей главе.