Оценка эффективности гидравлического разрыва пластов

Гидравлическим разрывом пласта называют искусственное образование и расширение трещин в породах призабойной зоны пласта путем создания повышенных давлений жидкости, нагнетаемой в пласт.

Чтобы трещины не смыкались после снижения давления, в нагнетаемую жидкость добавляют песок (крупнозернистый). Протяженность трещин, образующихся при разрыве пласта, составляет обычно несколько десятков метров.

Рассмотрим скважину в пласте толщиной h с горизонтальной трещиной радиусом r_г (рис. 36). Пропускную способность трещины будем считать бесконечно большой. Тогда значение дебита скважины с горизонтальной трещиной Q_г можно выразить через дебит совершенной по степени вскрытия скважиной Q_C по формуле С.А. Христиановича и Ю.П. Желтова:

(5.19)

где и - некоторые функции от параметра определяются экспериментально методом электролитического моделирования.

Рис. 36

Результаты электролитического моделирования для горизонтальной трещины установили следующие особенности:

1. Эффективность гидравлического разрыва в большей мере зависит от радиуса трещины; причем с его увеличением производительность трещины вначале резко возрастает, а затем замедляется.

2. Разрыв тем более эффективен, чем меньше толщина пласта; однако с точки зрения экономической эффективности целесообразнее разрывать пласт большей толщины (получается больший абсолютный прирост добычи нефти при тех же затратах на проведение процесса).

3. Максимальный эффект от разрыва получается при расположении трещины в середине пласта; минимальный эффект – при расположении ее у подошвы или у кровли пласта.

4. Эффект от создания одной крупной трещины больше, чем от многих малых трещин; так, например, эффект от одной трещины r_г=300r_c почти в 2 раза больше дебита двадцати трещин r_г=30r_c.

5. Вертикальная трещина для небольшой толщины пласта (изотропного) должна быть создана на толщину пласта не менее его 60% толщины пласта.

6. Некоторые скважины после гидравлического разрыва пласта увеличивают дебит в десятки раз.