Рассмотрена технология гидроразрыва пласта, раскрыта ее сущность и определены основные аспекты данной технологии.
Ключевые слова: нефтяная скважина, добыча нефти, конструкции скважины, технология гидроразрыва пласта, пластовые давления.
The technology of hydraulic fracturing is considered, its essence is revealed and the main aspects of this technology are determined.
Keywords: oil well, oil production, well designs, hydraulic fracturing technology, reservoir pressures.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) служит одним из наиболее эффективных геолого-технических мероприятий, целью которого является интенсификация притока пластового флюида к добывающим скважинам. Применение этой технологии позволяет не только повысить выработку запасов в радиусе дренирования скважины, но и расширить эту область, увеличив конечную нефтеотдачу пласта. Учитывая этот фактор, проектирование разработки месторождения можно производить с обустройством более редкой сетки скважин.
Сущность гидравлического разрыва пласта описывается следующим процессом:
– на продуктивный пласт воздействуют избыточным давлением (расход технологической жидкости намного больше, чем она может быть поглощена горными породами);
– давление на забой возрастает, пока оно не превысит внутренние напряжения в коллекторе;
– горные породы разрываются в плоскости наименьшей механической прочности (чаще всего в наклонном направлении или по вертикали);
– вновь образованные и старые трещины увеличиваются, появляется их связь с системой естественных пор;
– возрастает зона повышенной проницаемости около скважины;
– в расширенные трещины закачивают специальные зернистые расклинивающие материалы (проппанты) для их фиксации в раскрытом состоянии после устранения давления на пласт;
– сопротивление движению пластовой жидкости становится практически равным нулю, в результате дебит скважины возрастает в несколько раз.
Технология гидроразрыва пласта состоит в следующем. Вначале скважину исследуют на приток, определяют ее поглотительную способность и давление поглощения.
Таблица 1
Физико-химические свойства глубинных проб нефти
|
№ скв. |
Интервал опробования |
Т пл , |
Газосодержание |
Объемный коэф. пласт. нефти, раз. |
Усадка, |
Плотность нефти, г/см 3 |
Плотность |
||
|
глубина, м абс.отм |
о С |
м 3 /т |
м 3 /м 3 |
% |
пластовой |
сепарированной |
газа замер., кг/м 3 |
||
|
72 |
2478.0–2485.0 — 2365.2–2372.2 |
77 |
243.35 |
196.42 |
1.562 |
35.97 |
0.641 |
0.807 |
0.988 |
|
432 |
2557.0–2564.0 — 2347.8–2354.8 |
77 |
139.26 |
112.10 |
1.367 |
26.85 |
0.692 |
0.805 |
1.264 |
|
487 |
2501.0–2506.0 —2352.2–2357.2 |
77 |
139.76 |
112.09 |
1.404 |
28.77 |
0.677 |
0.802 |
1.324 |
|
491 |
2498.0–2505.0 —2352.3–2359.3 |
77 |
148.56 |
119.14 |
1.384 |
27.74 |
0.685 |
0.802 |
1.225 |
|
493 |
2550.0–2558.0 —2350.0–2358.0 |
77 |
156.48 |
125.50 |
1.414 |
29.28 |
0.682 |
0.802 |
1.288 |
|
514 |
2531.0–2548.0 —2351.9–2368.9 |
77 |
129.65 |
104.37 |
1.339 |
25.32 |
0.697 |
0.805 |
1.234 |
|
521 |
2602.0–2613.0 —2348.9–2359.9 |
77 |
147.20 |
117.61 |
1.376 |
27.32 |
0.684 |
0.799 |
1.210 |
|
539 |
2502.0–2512.0 —2351.7–2361.7 |
77 |
123.47 |
99.27 |
1.319 |
24.18 |
0.699 |
0.804 |
1.194 |
|
616 |
2634.0–2653.0 —2520.5–2539.5 |
77 |
344.88 |
273.14 |
1.853 |
46.03 |
0.584 |
0.792 |
1.058 |
Эффективность проведения операции ГРП с учётом свойств залежей и состояния фонда скважин. Обосновать рентабельность бездействующих скважин для проведения ГРП с целью интенсификации добычи нефти на ранее рискованных зонах залежей.
Показатели работы до ГРП показаны в разрезе скважин на рисунке 1.
Рис. 1. Показатели работы до ГРП в разрезе скважин
Наиболее часто ГРП применяется в качестве метода интенсификации для средне- и высокопроницаемых пластов. Для них главным фактором увеличения притока пластового флюида является длина образовавшейся трещины, а у залежей с низкой проницаемостью пород — ее ширина. Показатели работы после ГРП показаны в разрезе скважин на рисунке 2.
Таблица 2
Технологическая характеристика эффективности ГРП
|
Класс |
Работа до ГРП |
Работа после ГРП |
||||||||
|
№ скв. |
qж, |
qн, |
Н2О |
∆ qж, |
∆ qн, |
∆ Н2О |
Т |
∆ Qж, |
∆ Qж, |
|
|
м 3 /сут |
т/сут |
% |
м 3 /сут |
т/сут |
% |
сут |
м 3 |
т |
||
|
1 |
594 |
3 |
3 |
0 |
70,8 |
69,8 |
2,67 |
343 |
13245 |
6574 |
|
1 |
555 |
12,1 |
12,1 |
0 |
75,8 |
75,8 |
0 |
316 |
13258 |
6589 |
|
1 |
554 |
14,5 |
14,5 |
0 |
66,4 |
66,4 |
0 |
304 |
10250 |
6854 |
|
1 |
649 |
21,4 |
21,4 |
0 |
47 |
46,4 |
1,37 |
278 |
10024 |
4228 |
|
1 |
592 |
19 |
19 |
0 |
54,7 |
53,2 |
2,7 |
389 |
15442 |
6584 |
|
1 |
3042 |
1,2 |
1,2 |
0 |
53,3 |
52,7 |
1,21 |
512 |
19874 |
10258 |
|
1 |
576 |
0 |
0 |
0 |
54 |
54 |
0 |
655 |
31258 |
25478 |
|
1 |
599 |
7,6 |
7,6 |
0 |
55,5 |
55,5 |
0 |
514 |
21548 |
15842 |
|
1 |
600 |
1,6 |
1,6 |
0 |
18 |
17,9 |
0,79 |
342 |
7214 |
2548 |
|
1 |
577 |
0 |
0 |
0 |
21,9 |
21,3 |
2,7 |
389 |
6589 |
1445 |
|
1 |
619 |
8,1 |
7,9 |
3 |
23,7 |
23,5 |
0,84 |
634 |
12254 |
7548 |
|
1 |
3047 |
15,3 |
15,3 |
0 |
44,4 |
42,2 |
5,01 |
576 |
24587 |
19854 |
|
1 |
3095 |
15,6 |
15,6 |
0 |
55,5 |
55,5 |
0 |
577 |
28745 |
17458 |
|
1 |
584 |
12 |
12 |
0 |
22,9 |
22 |
3,74 |
318 |
5884 |
1354 |
|
1 |
620 |
0,7 |
0,7 |
0 |
17,5 |
16,9 |
3,68 |
592 |
11457 |
1254 |
|
1 |
591 |
20,1 |
2,3 |
89 |
43,4 |
41,2 |
3,95 |
321 |
12602 |
5847 |
|
1 |
583 |
23,3 |
23,3 |
0 |
88,2 |
87,1 |
1,24 |
616 |
34458 |
25448 |
|
2 |
551 |
15,7 |
15,3 |
2,4 |
70,4 |
48,6 |
30,97 |
354 |
9584 |
3665 |
|
2 |
558 |
15,5 |
15,5 |
0 |
97,6 |
82,5 |
15,5 |
282 |
16584 |
9874 |
|
2 |
640 |
0,8 |
0,8 |
0 |
38,4 |
24,9 |
35,16 |
526 |
11254 |
6658 |
|
2 |
627 |
3,9 |
3,9 |
0 |
30,2 |
28,2 |
6,62 |
339 |
8215 |
2554 |
|
2 |
617 |
0 |
0 |
0 |
45,7 |
37,3 |
18,3 |
386 |
11458 |
6553 |
|
2 |
548 |
18,7 |
18,7 |
0 |
210,6 |
55,4 |
73,7 |
344 |
14210 |
11452 |
|
2 |
1147 |
20,4 |
20,4 |
0 |
123,7 |
68,4 |
44,7 |
336 |
10700 |
4722 |
|
3 |
546 |
7,3 |
5,2 |
29 |
26,9 |
9,3 |
65,48 |
560 |
9874 |
2548 |
|
3 |
601 |
14,1 |
3,7 |
74 |
0 |
0 |
0 |
207 |
100 |
54 |
|
3 |
582 |
5,4 |
5,4 |
0 |
16,5 |
12 |
27,27 |
387 |
2569 |
2245 |
|
3 |
630 |
12,8 |
6,5 |
49 |
16,9 |
11,9 |
17,41 |
302 |
1745 |
6025 |
Рис. 2. Показатели работы п осле ГРП в разрезе скважин
Проблемы эффективной разработки месторождений, находящихся на поздней стадий разработки, являются актуальными, от решения которых зависит стабилизация добычи нефти по отдельным месторождениям, либо замедление темпов ее падения.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) — один из эффективных методов обработки продуктивного объекта с целью интенсификации добычи жидких и газообразных углеводородов и обеспечения рациональной разработки нефтегазовых месторождений.
Сущность физического протекания гидравлического разрыва пласта следующая: Трещина разрыва, образующаяся в результате ГРП, может быть горизонтальной или вертикальной. Разрыв горной породы происходит в направлении, перпендикулярном наименьшему напряжению. Как правило, до глубины порядка 500 метров в результате гидроразрыва возникают горизонтальные трещины. На глубине ниже 500 метров возникают вертикальные трещины. Поскольку продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают, как правило, на глубине ниже 500 метров, трещины разрыва в нефтяных скважинах всегда вертикальные.
Единственным доступным способом наблюдения и контроля развития трещины в реальном времени является интерпретация записи давления. Процесс ГРП обычно проходит в следующей последовательности:
– разрыв породы
– начальный рост трещины
– развитие трещины
– закрытие трещины
Знание величин давлений, соответствующих данным этапам, является решающим в успешном дизайне и проведении ГРП.
Литература:
- Антониади Д. Г., Савенок О. В., Шостак Н. А. Теоретические основы разработки нефтяных и газовых месторождений: учебное пособие. — Краснодар: Просвещение- Юг, 2011. — 203 с.
- Булатов А. И., Савенок О. В. Практикум по дисциплине «Заканчивание нефтяных и газовых скважин»: в 4 томах: учебное пособие. — Краснодар: Издательский Дом — Юг, 2013–2014. — Т. 1–4.
- Савенок О. В., Борисайко Я. Ю., Яковлев А. Л. Управление продуктивностью скважин: методические указания по изучению дисциплины «Управление продуктивностью скважин» для студентов-бакалавров всех форм обучения и МИППС по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело». — Краснодар: Издательский Дом — Юг, 2016. — 68 с.
- Патент № 2507389. Способ гидравлического разрыва пласта / Е. П. Запорожец, Н. А. Шостак, Д. Г. Антониади, О. В. Савенок. — Заявка № 2012133791. Приоритет изобретения 07 августа 2012 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20 февраля 2014 г. Срок действия патента истекает 07 августа 2032 г. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КубГТУ»).
- Савенок О. В., Кусов Г. В. Повышение эффективности газоконденсатоотдачи с помощью гидроразрыва пласта на Ново-Уренгойском газоконденсатном месторождении // Аналитический научно-технический журнал «ГеоИнжиниринг». — Краснодар: Изд- во ЗАО НИПИ «ИнжГео», 2006. — № 2. — С. 88–91.
- Яковлев А. Л., Березовский Д. А., Кусов Г. В. Техника и технология проведения кислотного гидравлического разрыва пласта / Сборник статей научно-информационного центра «Знание» по материалам XXI Международной заочной научно-практической конференции «Развитие науки в XXI веке» (16 января 2017 года, г. Харьков). — Х.: научно-информационный центр «Знание», 2017. — Часть 2. — С. 25–40.
- Арутюнов Т. В., Березовский Д. А., Кусов Г. В. Анализ технологии проведения гидравлического разрыва пласта в условиях объекта Ю1 Снежного месторождения // Вестник студенческой науки кафедры информационных систем и программирования. — 2017. — № 02. — URL: vsn.esrae.ru/2–9 (дата обращения: 21.11.2017).
