19. Особенности мощного грп.
В 1997 г., например в Украине, внедрен мощный ГРП (МГРП) спецтехникой фирмы, рассчитанной на давление до 100 МПа, с компьютерным контролем и управлением, применением неньютоновской жидкости водного геля на основе закрепителя трещины – керамического пропанта прочностью на сжатие 85,0 МПа, т.е. вдвое большей прочности песка. Водный гель на основе имеет такие физические свойства – условную вязкость 1500-500 мПа∙с при скоростях сдвига 100-800 с-1, возможность коркообразования, низкую теплопроводность. Появилась возможность развивать в пластах широкие высокопроводные трещины большой длины (40-200 м).
В комплект оборудования для МГРП входят три насосных агрегата модели, блок манифольда модели, смеситель модели, станция контроля и управления процессом модели и оборудование устья скважины. Кроме того, иногда применяют агрегаты.
Основные технические характеристики оборудования:
- насосный агрегат оборудован двигателем номинальной мощностью 1655 кВт при 2050 об/мин; насос TVC-2000; максимальное рабочее давление - 105 МПа; максимальная подача насоса при разных давлениях: 80 МПа – 1,03 м3/мин, 70 МПа – 1,25 м3/мин, 60 МПа – 1,6 м3/мин;
20. Основные механические параметры, характеризующие деформацию породы согласно механике гидроразрыва пласта.
Рассмотрим коротко механику гидроразрыва пласта. Теория линейной упругости эффективна для описания напряжения и деформации в пласте и на вершине трещины.
Пласт считается линейно-упругим, а деформации и напряжения, особенно на вершине трещины (кроме, возможно, вокруг стенок трещины), можно описывать теорией упругости. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона являются основными механическими параметрами, характеризующими деформацию породы, которые определяют экспериментально.
Модуль Юнга Е и коэффициент Пуассона v рассчитываются по значению заданного вертикального напряжения σzz и вертикальной деформации εzz, предопределяющих деформации в горизонтальной плоскости εxx = εyy.
Кроме того, применяются косвенные методы определения перечисленных параметров по результатам интерпретации данных акустического каротажа. Это позволяет построить профили изменения их по разрезу скважины и точнее прогнозировать развитие трещины.
21. Влияние пространственных напряжений в пласте на развитие трещины при проведении грп.
Для описания влияния основных параметров гидроразрыва на размеры трещины достаточно рассмотреть 2D-модели, не считаясь с тем, что существуют более совершенные 3D-модели.
Рис. 8. Зависимость изменения длины трещины (а), ширины трещины (б) и PKN (2) и Ellipsoidal (3) (по программе MFast)
Зависимости размеров трещины от основных параметров процесса представлены в табл. 3. Проведем анализ изменения основных параметров трещины по зависимостям, использованным в 2D-моделях, для применения ньютоновских n' = 1 и неньютоновских n' = 0,5 жидкостей. По обеим моделям независимо от типа жидкости увеличения произведения qμ(K') обусловливает уменьшение хf, тогда как влияние V – обратно. Ширина трещины w с увеличением qμ(K')V независимо от типа жидкости и модели возрастает, чистое давление рn с увеличением qμ(K') для модели PKN возрастает, тогда как для модели Penny при росте уменьшается. Влияние объема жидкости V на изменение чистого давления противоположно, т.е. для модели PKN давление возрастает, а для модели Penny – уменьшается.