3.3 Мини-грп

Самый важный тест на месте проведения работ перед основным ГРП известен как «минифрак» («мини-ГРП»), или испытание для калибровки трещины. Минифрак — это тест с нагнетанием и закрытием скважины на забое, при котором используются полномасштабные скорости нагнетания и относительно большие объемы жидкости, порядка тысяч галлонов (нескольких кубометров). Информация, собираемая при минифраке, включает давления смыкания, , эффективное давление, условия входа в пласт (трение в перфорации и околоскважинной зоне), а также, возможно, признаки ограничения роста трещины в высоту. Участок спада на кривой давления используется для получения коэффициента утечки для данной геометрии трещины. Рис. 7-1 иллюстрирует стратегические участки (точки) на типичной кривой давления, зарегистрированной при проведении калибровки. Проектирование минифрака должно проводиться вместе с начальным проектированием основной обработки. Цель дизайна минифрака состоит в том, чтобы он был насколько возможно представительным для основного ГРП. Чтобы достичь этой цели, должна быть создана достаточная геометрия, отражающая реальную геометрию основной трещины, а также должны быть получено различимое давление смыкания по кривой спада давления. Наиболее представительный минифрак должен был бы иметь темп нагнетания и объем жидкости такие же, как при основном ГРП, но зачастую это неосуществимо. На самом деле, необходимо найти баланс между несколькими противоречивыми критериями дизайна, включая объем минифрака, создаваемую геометрию трещины, повреждение пласта, разумное время закрытия трещины, а также затраты на материалы и персонал.

Рисунок 3.3 - Ключевые элементы на кривой давления при минифраке.

1. Разрыв пласта

2. Распространение трещины

3. Мгновенное давление при закрытом устье

4. Давление смыкания из спада давления

5. Повторное открытие трещины

6. Давление смыкания по оттоку

7. Асимптотическое пластовое давление

8.Давление смыкания по обратному ходу

3.4 Расчет гидроразрыва пласта на месторождений Кумколь

Был составлен план проведения гидроразрыва пласта, и выбраны рабочие жидкости и оценить tпроцесса для следующих усло­вий: скважина М 385 эксплуатационнаяL=1100 м, диаметр по до­лотуD=0,25 м, вскрытая толщина пластаh=20м, средняя про­ницаемость к-0,006 10 м. модуль упругости пород 33=10 мПа, коэффициент Пуассона=0,3, средняя плотность пород под про­дуктивным пластом=2600 кг/м, напряженное состояние пород в условиях залегания подчиняется гипотезе Диккенса. Вертикаль­ная составляющая горного давления:

2600*9,81*1100*10^-6=50,1МПа

Горизонтальная составляющая:

50,1*0,3/(1-0,3)=22,5МПа

В подобных случаях при гидроразрыве пласта следует отме­тить образование вертикальных трещин в качестве жидкости раз­рыва и жидкостей песконосителя применяем загущенную нефть с добавкой асфальтита плотностью =930 кг/м ,вязкостью=200 мПаС, содержание песка принимали С-300 кг на 1м жид­кости- песконосителя, для расклеивания трещин запланировали за­качку примерно 5 тонн кварцевого песка, фракции 0,8-1,2 мм, темп закачкиQ=12 л/с, что значительно больше минимально до­пустимого при созданий вертикальных трещин.

При ГРП непрерывно закачивают жидкость разрыва в объеме Iм и жидкость-песконоситель в объеме 9м, которая одновременно является и жидкостью разрыва.

Для определения параметров воспользовались упрощенной формулой методики Ю.П. Желтова. Оценим сначала ширину трещин после закачки 1м жидкости разрыва, для чего определяв давление на забое - Рзаб. Б этот момент времени по формуле:

Объем жидкости находящейся в трещинеV=Qt+Vo, где Q - расход закачиваемой жидкости, t - время закачки,Vо - объем жидкости, находящийся в трещине до ГРП, здесь и в дальнейшем приняли, чтоVo=0.Для трещины после закачкиV=1м³

13,2м

Раскрытость или ширина трещины:

4*(1-0,3²)*13,2*(20,8-19,68)*10⁶/10¹⁰=5,4мм

Раскрытость трещины вполне достаточна, чтобы песок фракции 0,8-1,2 поступал в нее при закачке следующей порции жидкости (qm³), являющегося одновременно и жидкостью-песконосителя.

Объемная доля песка в смеси :

(300/2500)/(300/2500+1)=0,107

где G - масса песка приходящаяся на 1м³жидкости, кг.- плотность песка 2500 кг/м³

Вязкость жидкоcти-песконосителя определяется по формуле

200*exp*(3,18*0.107)=280мПа*С

Давление на забое скважины в конце ГРП (после закачки 10 м³жидкости в трещину) определяем

Р_ЗАБ=20,27Мпа

Жидкость-песконоситель распространилась в трещине на расстоянии от скважины примерно равным 90% ее длины, т. е. или 1=0,9, 1=52 м. После сжатия давления трещина закрывается неполностью на интервале, в котором находилась жидкость-песконоситель. Прини­мая пористость песка в трещине после ее закрытия m=0,3 опре­делили остаточную ширину трещин

1,25*0,107*(1-0,3)=0,19см

Проницаемость трещин такой ширины:

0.0019²/12= 0,3*10^-6м²

Среднюю проницаемость ПЗС при вертикальной трещине опре­деляем по формуле:

[(3,14*0,25-0,0019)*0,06*10^-12+

+0,0019*0,3*10^-6]/(3,14*0,25) = 7,26*10^-12м²

Средняя проницаемость пласта при наличии вертикальных трещин будет увеличиваться с возрастанием расстояния от скважины_, а ее проницаемость неизменной. Тогда средняя проницаемость на расстоянии 1 м от скважины будет:

=[(3,14*2,25-0,0019)*0,05*10^-12+0,0019*0,3*10^-6]/(3,14*2,25)=

=80,7*10^-12м²

На расстоянии равном радиусу раскрытости l₁трещины

R₁=1,79*10^-12м²

Как видно из расчетов, в области распространения трещины проницаемость почти повсеместно больше, чем на два порядка превышает проницаемость пласта. Поэтому приток в скважину будет в основном происходит по трещине с направлением, в котором получила развитие. ГРП будем проводить через НКТ с внутренним диаметром d=0,062 м, изолируя продуктивным пласт пакером и. с гидравлическим якорем.

Определение параметров ГРП

1. Потери давления на трение при движении жидкости-песконосителя по НКТ.

Плотность песконосителя:

4*12*10^-3*1098/(3,14*0,062*0,28)=967

коэффициент гидравлического сопротивления:

h=64/Re=64/967= 0,66

В жидкости при R>200, по Желтову происходят ранняя турбализация потока и потери на трении приR=967 иh_o=0,107, воз­растают в 1,52 раза.

25,29МПа

2. Давление, которое нужно создать на устье при ГРП

Р_у=Р_ЗАБ-*g*h+Р_Т=20,8-1098*9,81*2150*10^-6+25,29=26,7МПа

3. Рабочую жидкость ГРП в скважину закачивают насосным агрегатом 4AH-70G.

Необходимое число насосных агрегатов

N= Р_у*Q/(P_a*Q_a*R_mc)+1= 26,7*12/(29*14,6*0,8)+1=2

где Pa,Qa- рабочее давление и подача агрегата.

Rmc- ко­эффициент техcоcтояния.

4. Обьем жидкости для продавки:

Vn= 0,785*d²*L= 0,785*0,062²*1100=3,3 м³

5. Продолжительность ГРП, при работе агрегата на IIIскорости:

t= (V_ж+V_n)/Q_a= (10+3,3)/(11,6*10^-3*60)= 3 часа