10.3.3. Определение рабочего давления на устье при грп

Одним из основных параметров операции ГРП являются давление разрыва пласта, Р_р, которое определяется, исходя из геолого-физических характеристик пласта, и рабочее давление на устье Р_у.

В соответствии с РД [81] образование трещин в пласте происходит при значении забойного давления, превышающего гидростатическое Рг в 1,2-2,5 раза, т.е. превышение давления гидроразрыва пород.

Исходя из этого условия, величина рабочего устьевого давления Р_у при операции ГРП определяется из выражения:

Р_у = Р_грп + ∆Р_тр - ∆Р_гст,

где:

Р_грп – давление раскрытия трещин, которое для пласта Ю₁² Киев-Еганского месторождения определяется с учётом прогнозного градиента гидроразрыва с = 0,16:

Р_грп = 0,16 х 2621 ≈ 419 кгс/см²;

∆Р_гст – гидростатическое давление столба технологической жидкости (жидкости разрыва), с учётом использования нефти с ρ = 0,80 г/см³:

∆Р_гст = 0,1 х 0,8 х 2621 ≈ 210 кгс/см²;

∆Р_тр – потери напора на гидравлические сопротивления при нагнетании технологической жидкости через колонну НКТ в пласт.

Потери давления в НКТ определяются произведением удельных потерь на длину НКТ: Рнкт = Р_уд х L/100 кгс/см²; при этом удельные потери определяются по номограммам [82], в зависимости от темпа нагнетания (производительность насосов), вязкости жидкости (μ_нефти = 10МПа·с), диаметра и длины НКТ (НКМ Ø 89х5,5 мм, ℓ_НКТ = 2621м для Ю₁²) на начальном этапе нагнетания:

Р_{уд.НКМ 89х5,5} = 1,2 кгс/см²/100м;

Тогда ∆Р_тр = 1,2 х 2621/100 ≈ 31 кгс/см².

Давление на устье скважины при гидравлическом разрыве пород и первоначальном формировании трещин в пласте Ю₁²:

Р_у = Р_грп + ∆Р_тр - ∆Р_гст = 419 + 31 - 210 = 240 кгс/см².

10.3.4. Рабочие жидкости и расклинивающие материалы (проппанты)

для ГРП

1. Процесс гидравлического разрыва пласта состоит из следующих последовательных этапов:

1) закачки в скважину жидкости разрыва для создания трещин в пласте;

2) закачки жидкости – носителя расклинивающего агента;

3) закачки продавочной жидкости для продавливания расклинивающего агента в пласт;

2. В качестве рабочих жидкостей для ГРП используют углеводородные жидкости (сырую высоковязкую нефть, керосин или дизельное топливо, загущенные мылами, нефтекислотные эмульсии и др.) и водные растворы (вода, сульфатспиртовая барда, загущенные растворы соляной кислоты и др.). Углеводородные жидкости применяют в нефтяных скважинах, а водные растворы – в нагнетательных.

Выбор жидкости разрыва определяется в соответствии с геолого-эксплуатационной характеристикой скважины, то есть с учётом вязкости и фильтруемости, а жидкости-носителя – её способностью удерживать расклинивающий агент во взвешенном состоянии. В основном в качестве жидкости разрыва и жидкости-носителя применяют одну и ту же жидкость.

При этом жидкость разрыва должна обладать низкой фильтруемостью, не поглощаться стенками трещины; высокой вязкостью и высокой стабильностью, чтобы создавать трещины высокой проводимости и удерживать расклинивающий материал проведения процесса, быть совместимой с пластовыми флюидами и матрицей пласта, не вызывая её набухание; обладать низким гидравлическим сопротивлением и достаточной сдвиговой устойчивостью для обеспечения максимально возможной скорости нагнетания жидкости, обладать регулируемой способностью деструктурироваться в пластовых условиях, не образуя при этом нерастворимого твёрдого осадка, снижающего производительность пласта; легко удаляться из пласта после проведения процесса. Сведения о составах, свойствах полимерных водных и углеводородных систем, методах контроля и регулирования свойств, технологии их приготовления и применения, расчётные материалы для ведения процесса гидроразрыва приведены в РД 39-082-91[84].

По данным [81] для плотных пород при вскрытой толщине не более 20м объем рабочей жидкости рекомендуется определять из расчёта 4-6м³ на 1м вскрытой части пласта. Исходя из анализа опыта работ по ГРП на месторождениях ООО “Империал”, в настоящем регламенте количество рабочей жидкости принимается из расчёта 6м³ на 1м пласта. Из общего количества рабочей жидкости половина используется в качестве жидкости разрыва, вторая половина – в качестве жидкости-носителя.

В проекте для проведения подготовительных работ, проведения мини ГРП (Mini Frac) и проведение основного процесса ГРП (Frac) предусматривается использование нефти в качестве рабочей жидкости. Потребное количество нефти для ГРП приведено в табл.10.3 проекта.

3. Для закрепления трещин и сохранения их высокой проницаемости после осуществления разрыва пласта и последующего снижения давления на пласт обычно используются естественные (кварцевый песок с размером зёрен 0,6-1,2мм) либо искусственные (проппанат R.B.16/30, проппанат NA/LT 16/20) по ТУ 39-014700-02-92, ТУ 39-1565-91.

Концентрация расклинивающего агента (проппаната) в жидкости-носителе должна быть оптимальной для эффективного закрепления трещин и зависит от скорости падения зёрен агента в жидкости-носителе в зависимости от её вязкости (определяется опытно-расчётным путём).

В проекте для заполнения трещин при ГРП рекомендуется применение искусственных расклинивающих агентов проппанатов R.B.16/30 и NA/LT 16/20, потребное количество которых приведено в табл.10.3 проекта.