37. Назначение закрепителей трещин гидроразрыва. Напряжение сжатие зерен закрепителя, которое может вызвать их разрушение.
Закрепители предназначены для заполнения трещины гидроразрыва, осуществляемое путем нагнетания в трещину пульпы, т.е. смеси жидкости с песком или пропантом, после того, как ее ширина раскрыта для перемещения зерен по длине трещины. Экспериментально определено, что раскрытость трещины, обеспечивающей перемещение зерен закрепителя по ней, должна быть не менее трех диаметров зерен.
На проницаемость закрепителя существенно влияет разрушение зерен в трещине во время снижения давления на забое эксплуатирующейся скважины. Под напряжением сжатия зерен закрепителя, которое может вызвать их разрушение в трещине, следует понимать разность между боковым горным давлением и пластовым давлением:
(1)
где σсж.з – напряжение сжатия закрепителя, МПа; рсм.тр – напряжение смыкания (раскрытия) трещины, МПа, р3 – забойное давление во время эксплуатации, МПа.
Боковое горное давление рб.г.д., которое практически равно давлению смыкания трещин рсм.тр., определяется при исследовании скважин на приемистость или по данным изменения давления во время гидроразрыва в момент мгновенной остановки насосных агрегатов по формуле:
(2)
где рisip – давление на устье скважины после мгновенной остановки насосов, МПа; ргст – гидростатическое давление столба жидкости над объектом ГРП, МПа.
Основным критерием выбора закрепителя является его способность сопротивляться разрушению зерен под действием напряжения сжатия стенки трещины, т.е. необходимо определить напряжение, при котором количество (в %) разрушенных зерен меньше допустимого. В 90 % ГРП применяется закрепитель фракции 20/40, т.е. 0,42-0,85 мм. Ориентировочным ограничением при использовании песка является допустимое напряжение сжатия закрепителя σсж.з = 30 МПа, которое может возникать на глубине приблизительно 3000 м.
Практическое требование к закрепителю трещин состоит в том, что проницаемость его в трещине должна быть в сотни или в тысячи раз больше проницаемости пласта, в котором образуется трещина. Тогда радиальный приток углеводородов к скважине разделяется на приток их к трещине и на линейный приток по трещине к скважине Продуктивность скважины значительно возрастает, а в скважинах с закольматированным пластом – многократно.
38. Требования к кварцевому песку для гидроразрыва пласта по ту 39-982, подтвержденных рд 39-0147035-236-89.
представлены требования к основным параметрам наиболее применяемых для ГРП фракций песка по ТУ 39-982-84, подтвержденных РД 39-0147035-236-89.
Для МГРП следует использовать песок высшей (ГК-ВК, ГС-ВК) и первой (ГК, ГС, ГС-ПК, ГМ) категорий качества. Основными регламентируемыми параметрами являются размер основной фракции и его содержание, содержание глины, влажность и растворимость в кислоте. Два последние параметры определяются не всегда. Влажность не регламентируется для песка, поступающего насыпью (не в таре). Растворимость в кислоте определяется избирательно по желанию заказчика.