5.4 Оборудование для гидравлического разрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта проводят для увеличения дебита нефтяных и газовых скважин или приемистости нагнетательных скважин. Сущность процесса заключается в нагнетании в скважину высоковязкой жидкости со скоростью, превышающей скорость поглощения её пластом. В этом случае в призабойной зоне создается высокое давление, благодаря которому расширяются имеющиеся трещины или образуются новые. Для сохранения трещин в раскрытом состоянии в жидкость разрыва вводят крупнозернистый песок (скорлупу грецкого ореха, алюминиевые шарики, шарики из высокопрочного стекла и др.), который препятствует последующему смыканию трещин. Вязкая жидкость, заполнившая трещины, в процессе дальнейшей эксплуатации скважины извлекается на поверхность.

Для проведения гидравлического разрыва пласта применяется комплекс оборудования, состоящий из: насосных и пескосмесительных установок, автоцистерн, арматуры устья скважин, блока манифольда, пакера и якоря.

Процесс гидроразрыва пласта проводят следующим образом:

- до начала работ определяют глубину забоя скважины, промывают её для удаления пробки и загрязняющих отложений;

- в скважину спускают на НКТ пакер с якорем, устанавливая его выше верхних отверстий фильтра, а устье скважины оборудуют специальной головкой – арматурой устья, к которой подключают насосные агрегаты для нагнетания в скважину жидкости гидроразрыва.

Гидравлический разрыв пласта состоит из следующих этапов (рис. 5.2.[6]):

- закачки в скважину жидкости гидроразрыва для создания трещин в пласте;

- закачки жидкости-песконосителя;

- закачки жидкости для продавливания в пласт.

Рис. 5.2.

Комплекс оборудования гидравлического разрыва пласта позволяет применять различные схемы расположения оборудования у скважины и в зависимости от заданного технологического процесса устанавливать необходимое число насосных установок и вспомогательного оборудования. Блок манифольда, устанавливаемый у скважины, к которому подключаются агрегаты, позволяет наиболее рационально их расставить

(рис. 5.3.[6]).

Рис. 5.3.

При гидроразрыве применяется насосная установка УН1-630х700А, которая смонтирована на шасси грузового трехосного автомобиля и состоит из следующего оборудовании: силовой установки 4УС-800; коробки передач ЗКПм; трехплунжерного насоса 4Р-700; манифольда; системы управления.

Установка пескосмесительная УСП-50 предназначена для транспортирования песка, приготовления песчано-жидкостной смеси и подачи её к насосным агрегатам при гидравлическом разрыве нефтяных и газовых пластов и гидропескоструйных процессах. Оборудование смонтировано на шасси автомобиля и включает: бункер с рабочим и загрузочным шнеками; смеситель; песковый насос; манифольд; гидро – и пневмосистемы; пост управления и другие вспомогательные узлы.

Бункер для транспортирования песка к месту работ стальной сварной конструкции с коническим днищем, имеет квадратное сечение.

Загрузочный шнек служит для заполнения бункера песком в полевых условиях при отсутствии посторонних загрузочных устройств.

Рабочий шнек служит для подачи песка из отсеков бункера в смеситель для приготовления песчано-жидкостной смеси.

Внутри смесителя смонтирована лопастная мешалка, а также поплавковый уровнемер.

Песковый насос 5ПС-10 служит для отбора готовой смеси из смесителя и подачи её к насосным агрегатам с подпором 0,2 -0,3 МПа.

Рабочий и загрузочный шнеки, а также лопастная мешалка смесителя приводятся гидромоторами Г15-23 через одноступенчатые редукторы.

При гидравличесом разрыве пласта и других технологических операциях устье скважины оборудуют специальной арматурой, которая носит название Арматура устья скважины универсальная 2АУ-70 и 2АУ-70СУ, так как этой арматурой можно пользоваться также при гидропескоструйной перфорации и цементировании скважин.

Арматура может присоединяться к подъемным трубам диаметром 73 и 89 мм. Отводы арматуры имеют гибкие соединения. Арматура устья укомплектована проходными кранами с цилиндрическими пробками, легко управляемыми при любом давлении.

Для упрощения обвязки агрегатов между собой и с устьевой головкой при нагнетании жидкости в скважину применяют самоходный блок манифольда.

Блок манифольда может быть также использован при цементировании скважин.

Блок манифольда 1БМ-700 для умеренного климата и 1БМ-700С для умеренного и холодного климата. Он состоит из напорного и приемно-раздаточного коллекторов, комплекта труб с шарнирными соединениями и подъемной стрелы. Все это оборудование смонтировано на шасси трехосного грузового автомобиля.