Необходимость усовершенствования технологии гидроразрыва продуктивного пласта (ГРП) на нефтяных месторождения вызвана невысокой эффективностью многих ГРП, обусловленной специфическими особенностями геологического строения залежей — малые толщины и значительная глубина залегания нефтеносных пластов, близость к последним водоносных пластов и пропластков, большая выработанность залежей, высокая вероятность водопритоков нижележащих пластов и прорыва законтурных вод и из нагнетательных скважин.
Другими причинами недостаточной эффективности проведенных ранее ГРП в ряде случаев является несоответствие составов жидкостей глушения составу пород коллектора и пластовых флюидов.
При небольшой толщине пластов часто распространяется вертикальная трещина до водоносного горизонта, и прорывается вода в добывающую скважину. Нередко после успешного создания трещины скважины не дают ожидаемую продукцию ни по составу, ни по количеству.
Существуют определенные организационные трудности, в частности, затрудненность обеспечения ГРП высокопроизводительными насосами большого давления, обусловленные необходимостью создавать высокие давления на устье и подавать в скважину высоковязкие жидкости разрыва, песконоситель, продавочную жидкость. Отечественное насосное оборудование имеет относительно низкие расходы и невысокие давления, а зарубежного аналогичного оборудования не хватает.
Для устранения некоторых недостатков существующих технологий необходимо решение следующих задач:
1) разработка составов жидкостей для гидроразрыва, способствующих получению трещины при меньших давлениях, и лучше совместимых с коллектором — пластовой нефтью и породами;
2) обеспечение гидромеханических условий, способствующих управлению ГРП и получению трещины разрыва при меньших давлениях;
3) управление направлением по азимуту трещины небольшой протяженности с тем, чтобы охватить не полностью выработанные участки и избежать быстрого прорыва законтурных вод и вод от нагнетательных рядов;
4) предупреждение образования вертикальной трещины и получение горизонтальной трещины небольшой протяженности (до 10 м) в пластах, залегающих на значительных глубинах (800…1700 м), когда по естественным геологическим условиям (горному давлению) теоретически и практически образуются только вертикальные трещины с тем, чтобы избежать соединения скважины трещиной с водоносным пластом.
Гидравлический разрыв пласта является механическим способом увеличения производительности скважин, осуществляющимся за счет создания дополнительных каналов или расширения имевшихся тонких микротрещин притока пластового флюида из пласта в скважину. Образование новых трещин расширение имевшихся достигается за счет создания на забое скважины высокого давления, превышающего давление гидроразрыва пород, находящихся в этой зоне.
ГРП дает наибольший эффект:
‒ в пластах, имеющих низкую проницаемость;
‒ в случае, если проницаемость призабойной зоны меньше, чем удаленной зоны пласта или призабойная зона имеет меньшую толщину, по сравнению с удаленной зоной;
‒ если пластовое давление достаточно высокое. Толщина пласта должна быть не менее 5 м. В скважинах, вскрывших многопластовые залежи или имеющих толщину продуктивного пласта более 15 м, проводится многократное и поинтервальное воздействие.
Толщина экрана при гидроразрыве должна быть не менее 5 метров, иначе возможно соединение водонасыщенных пород с нефтенасыщенными, прорыв вод и резкое повышение обводненности нефти.
Для успешного проведения ГРП рекомендуется подбирать скважины, текущее пластовое давление в которых не ниже 75 % от начального пластового давления.
Гидроразрыв необходимо проводить на скважинах, продуктивность которых ниже, чем у близлежащих. Если низкая производительность добывающей скважины обусловлена недостатком пластовой энергии, то гидроразрыв проводится в нагнетательной скважине.
Неэффективно проведение ГРП в глинистых породах, менее благоприятно в скважинах с открытым забоем, по сравнению с обсаженными и перфорированными скважинами. Также не следует проводить ГРП в технически неисправных скважинах.
Перед проведением ГРП на скважине прежде всего необходимо провести анализ геолого-промысловых материалов: устанавливается глубина залегания и толщина пласта, обводненность, газовый фактор, технология и результаты предыдущих обработок на скважине. При необходимости проводятся дополнительные геолого-промысловые и гидродинамические исследования.
Некоторые специалисты убеждены, что управление гидроразрывом пласта невозможно, поскольку неоднородность горных пород, имеющаяся естественная трещиноватость, различие в напряженности горных пород по азимуту, не говоря уже о линиях тектонических разломов и преобладающих направлениях естественной трещиноватости или сомкнувшихся, но способных раскрываться под действием давления в скважине трещин, зачастую предопределяет или неопределенный характер распространения трещины ГРП или, напротив, естественно предопределенное направление трещины ГРП и, в какой-то мере, величину трещины.
Под управлением гидроразрывом мы понимаем достижение заранее, установленных целей:
1) получение вертикальной трещины в определенном;
2) получение горизонтальной трещины там, где по горно-геологическим условиям должна получиться вертикальная трещина;
3) получение горизонтальной трещины по сектору в желаемом направлении — к невыработанному целику или слабо дренированному участку пласта;
4) предупреждение развития вертикальной трещниы вплоть до ниже (или выше) лежащего водоносного пласта;
5) получение трещины заранее обусловленного размера с тем, чтобы обеспечить выполнение предыдущих пунктов;
6) исключение нарушения коллекторских свойств пласта в призабойной зоне;
7) получение заданной, ограниченной по размерам трещины при меньших давлениях и расходах на насосном оборудовании, чем при традиционных технологиях, жидкостях ГРП, режимах нагружения.
Достижение даже одной из этих целей уже будет способствовать интенсификации добычи нефти, конденсата, газа.
Литература:
- Ентов В. М., Зазовский А. Ф. Гидродинамика повышения нефтеотдачи.-М.: Недра, 2000 г.-с. 18–21.
- Ильина Г. Ф., Алтунина Л. К. Методы и технологии повышения нефтеотдачи для коллекторов западной Сибири: Изд-во ТПУ, 2006. — 166с.
- Сургучев М. Л. Вторичные и третичные методы повышения нефтеотдачи пластов. — М., Недра, 2001 г. — 308 с.
