9.16. Контроль процесса грп

Для обеспечения оптимальной отдачи от гидроразрыва необхо­димо уделить особое внимание контролю качества процесса ГРП с помощью интерпретации данных об изменении давления в сква­жине, используя диагностику призабойной зоны, на основе изме­нения уровня добычи или использования комбинации этих данных.

Особое внимание обращается на три технические области — по­тенциал скважины, геометрия трещины, жидкости и проппант для ГРП.

Потенциал пластового потока. Для обоснования выполнения опе­рации по ГРП необходима критическая оценка реализации потен­циала пластового потока в результате обработки. К важным дан­ным и параметрам, относящимся к этой категории, относятся: по­ристость (ГИС), водонасыщенность (ГИС), проницаемость (ГИС/ керн), петрографическое описание минералов (керн), пластовое давление (исследование кривой восстановления давления либо дан­ные, полученные опробователем пласта на кабеле), и газонефтяной, водонефтяной контакты (ГИС).

Геометрия гидроразрыва. После того, как установлено, что про­ведение гидроразрыва пласта экономически целесообразно, необхо­димо собрать данные и уточнить параметры для уточнения размеров ГРП, необходимых для оптимизации нефтеотдачи. Для определения длины, ширины и высоты трещины требуются следующие данные:

• минимальное горизонтальное напряжение (испытание на на­гнетание до ГРП);

• модуль Юнга (данные керна, приблизительные данные акусти­ческих каротажей);

• горное давление (плотностный каротаж);

• пластовое давление (исследование кривой восстановления дав­ления либо данные, полученные опробователем пласта на кабеле) и исходное пластовое давление при наличии признаков выработки;

• пластовая температура (ГИС, статические замеры);

• оценка характеристик фильтрации в пласт жидкости разры­ва (керн, мини ГРП) и скорости закачки жидкостей ГРП, вязкость и плотность проппанта.

Оценка жидкости разрыва и проппанта. При оптимизации тре­бований к жидкости разрыва и проппанту необходимо рассмотреть следующее:

• способность жидкости переносить проппант на желаемое рас­стояние в разрыве;

• регулирование фильтруемости;

• минимальное нарушение проводимости пачки проппанта жид­костью;

• прочность и размеры проппанта, обеспечивающие необходи­мую проводимость разрыва.

При планировании гидроразрыва с применением проппанта на новом участке или в новом пласте всегда требуется проведение лабо­раторных реологических испытаний.

Контроль качества должен осуществляться вплоть до момента за­пуска насосных установок и начала операций по гидроразрыву пла­ста. Необходимо провести визуальный осмотр проппанта на пред­мет соответствия его типа и объема, а также проверить объем жид­кости и проппанта.

После завершения операций по ГРП следует произвести замеры всех объемов жидкости, добавок и проппанта в емкостях для хране­ния. Эти объемы нужно сравнить с результатами замеров до ГРП, чтобы точно определить расход материалов и точность измеритель­ной аппаратуры.

Колебания давления ГРП в процессе контроля качества зачастую свидетельствуют о наличии неполадок. Изменения давления могут быть вызваны механическими сбоями, изменением свойств геля, ко­лебаниями концентрации проппанта и реакцией пласта.

Каротаж после завершения ГРП часто проводится для того, что­бы выяснить, соответствуют ли полученные результаты геометрии разрыва, которая была определена на основании моделирования. В сочетании с анализом давления и моделированием после заверше­ния ГРП эти независимые измерения могут помочь проверить и из­менить процедуры расчета будущих операций в том же районе. Наи­более распространенными инструментами каротажа после заверше­ния ГРП являются температурный каротаж и гамма-каротаж. В по­следнее время активно внедряется сейсмический мониторинг.

Температурный каротаж. Процедура практически заключается в том, что до ГРП проводится базовый температурный каротаж, что­бы определить геотермический градиент породы, а затем один или несколько раз проводится каротаж после стимуляции притока. По­сле окончания работы насосных установок температура восстанав­ливается с различной скоростью. Это приводит к возникновению температурной аномалии (обычно с более низкой температурой), которая определяет зону разрыва.

Благодаря своей простоте температурный каротаж часто при­меняется после завершения ГРП в качестве метода оценки высоты разрыва. Скважинные исследования легко проводить, они возмож­ны вне зависимости от наличия трубной обсадки и оказывают мини­мальное воздействие на производственный процесс, поскольку по­сле стимуляции притока скважина на несколько часов закрывается. К сожалению, диаграммы температурного каротажа бывает сложно интерпретировать.

Исследования с использованием гамма-излучения. Каротажные ис­следования с использованием гамма-излучения представляют собой распространенный метод измерения высоты трещины и распределе­ния проппанта в стволе скважины. Этот метод предполагает искус­ственное введение в трещину радиоактивных веществ путем добав­ления «меченого» проппанта или «меченой» жидкости в обычный проппант или жидкость, а также проведение исследований с исполь­зованием гамма-излучения после завершения ГРП. Одно из преи­муществ метода, основанного на использовании гамма-излучения, по сравнению с тепловым методом, состоит в том, что исследования с гамма-излучением не обязательно проводить сразу после заверше­ния стимуляции скважин, что дает возможность до начала исследова­ний удалить из ствола скважины проппант, находящийся ниже уров­ня перфораций. Тем не менее, другие ограничения, действующие в отношении тепловых исследований, в равной мере применимы к радиоактивным исследованиям: этот метод тоже предназначен для работы на малых глубинах (еще меньших, чем при тепловом карота­же), а объем получаемой с его помощью информации прямо пропор­ционален ширине трещины. Таким образом, хотя оба этих метода за­частую применяются в сочетании друг с другом, существует вероят­ность того, что полученные с их помощью данные — даже в случае их совпадения — не будут отличаться стопроцентной достоверностью.

Сейсмический мониторинг. Самым новым пополнением в ком­плекте средств сейсмического мониторинга трещин является пас­сивный мониторинг распространения сейсмических волн.

По мере распространения трещины уход жидкости из трещины в пористые геологические формации (а также в небольшие есте­ственные стыки и трещины в горной породе) приводит к локально­му повышению давления в порах и, таким образом, — к уменьшению фактического давления на горную породу. Это вызывает неболь­шие смещения пластов или сейсмические явления — т.е. нано- землетрясения. Высвобожденная таким образом сейсмическая энер­гия распространяется в форме сферы, при этом за первичной (про­дольной) волной сжатия незамедлительно следуют поперечные вол­ны (сдвига). Три входящих в комплект сейсмоприемника (географа) устанавливаются как можно ближе к подвергшейся ГРП зоне и фик­сируют происходящие процессы.

Преимущества: позволяет оценивать ситуацию за пределами скважины, дает подлинную информацию о скорости роста в длину и высоту получаемой трещины.

Недостатки: сложный и дорогой в использовании процесс, в на­стоящее время возможно использование измерительных инструмен­тов только в периферийных скважинах, необходимы сведения о скоро­сти распространения волн сжатия и сдвига в геологической формации.