Общие сведения о гидравлическом разрыве пласта

В настоящее время в разработку широко вовлекаются трудноизвлекаемые запасы нефти, приуроченные к низкопроницаемым, слабодренируемым, неоднородным и расчлененным коллекторам. Одним из эффективных методов повышения продуктивности скважин, вскрывающих такие пласты, и увеличения темпов отбора нефти из них, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Гидравлический разрыв может быть определен как механический метод воздействия на продуктивный пласт, при котором порода разрывается по плоскостям минимальной прочности благодаря воздействию на пласт давления, создаваемого закачкой в пласт флюида. Флюиды, посредством которых с поверхности на забой скважины передается энергия, необходимая для разрыва, называются жидкостями разрыва. После разрыва под воздействием давления жидкости трещина увеличивается, возникает ее связь с системой естественных трещин, не вскрытых скважиной, и с зонами повышенной проницаемости; таким образом, расширяется область пласта, дренируемая скважиной. В образованные трещины жидкостями разрыва транспортируется зернистый материал (проппант), закрепляющий трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления.

В результате ГРП кратно повышается дебит добывающих или приемистость нагнетательных скважин за счет снижения гидравлических сопротивлений в призабойной зоне и увеличения фильтрационной поверхности скважины, а также увеличивается конечная нефтеотдача за счет приобщения к выработке слабо дренируемых зон и пропластков.

Метод ГРП имеет множество технологических решений, обусловленных особенностями конкретного объекта обработки и достигаемой целью. Технологии ГРПразличаются прежде всего по объемам закачки технологических жидкостей и проппантов и, соответственно, по размерам создаваемых трещин .

Наиболее широкое распространение получил локальный гидроразрыв как эффективное средство воздействия на призабойную зону скважин. При этом бывает достаточным создание трещин длиной 10...20 м с закачкой десятков кубических метров жидкости и единиц тонн проппанта. В этом случае дебит скважин увеличивается в 2...3 раза.

В последние годы интенсивно развиваются технологии создания высокопроводящих трещин относительно небольшой протяженности в средне- и высокопроницаемых пластах, что позволяет снизить сопротивление призабойной зоны и увеличить эффективный радиус скважины.

Проведение гидроразрыва с образованием протяженных трещин приводит к увеличению не только проницаемости призабойной зоны, но и охвата пласта воздействием, вовлечению в разработку дополнительных запасов нефти и повышению нефтеизвлечения в целом. При этом возможно снижение текущей обводненности добываемой продукции. Оптимальная длина закрепленной трещины при проницаемости пласта 0,01…0,05 мкм² обычно составляет 40…60 м, а объем закачки – от десятков до сотен кубических метров жидкости и от единиц до десятков тонн проппанта.

Наряду с этим применяется селективный гидроразрыв, позволяющий вовлечь в разработку и повысить продуктивность низкопроницаемых слоев.

Для вовлечения в промышленную разработку газовых коллекторов со сверхнизкой проницаемостью (менее 10 ^-4 мкм ²) в США, Канаде и ряде стран Западной Европы успешно применяют технологию массированного ГРП. При этом создают трещины протяженностью 1000 м и более с закачкой от сотен до тысяч кубических метров жидкости и от сотен до тысяч тонн проппанта.

Разработка скважин

Любое освоение нефтяных и газовых скважин - это, комплексная работа, основанная на вызове притока флюида пластового на поверхность. Цель, которую преследует освоение скважин, заключается в осуществлении максимальной продуктивности непосредственно скважины. Освоение скважин стартует сразу после завершения работ, взаимосвязанных с открытием пласта и после монтажных работ, которые выполняются с помощью оборудования для освоения скважин.

В настоящее время существуют различные методы освоения скважин. Подобное «ассорти» технологий объясняется тем, что освоение нефтяных и газовых скважин может происходить с повышенным давлением грунта, а также низким давлением.

Данный процесс состоит в возбуждении скважины, ее очистке от призабойной зоны пласта и других различных жидкостей и пропиток. Упоминая о возбуждении скважины, надо отметить, что этот процесс ведется путем использования специального раствора для осуществления понижения давления. Такое понижение при освоении нефтяных и газовых скважин можно выполнить несколькими способами: поменять используемый специальный раствор на тот, который имеет более низкую плотность; заменить специальный раствор на воду; понизить уровень жидкости в скважине и др.

Гидроразрыв пласта

Освоение нефтяных и газовых скважин осуществляет гидроразрыв пласта. Данный прием способствует смешению песка, воды и нефти. Данная смесь загоняется при огромной скорости в пласт, этим же, провоцируя его растрескивание. Раскрытие вызывается песчаным раствором, перемешанным с водой. Гидроразрыв пласта увеличивает площадь, около скважины, но и повышает ее производительность. Гидроразрыв пласта широко применяется для всех видов геологических пластов. Технологически гидроразрыв пласта значительно увеличивает добычу нефти и газа. Такой метод делает добычу нефти весьма прибыльным, даже в тех точках, которые, с начала, считались экономически нерентабельными. Механизмы для гидроразрывов скважин имеет четыре основные части: смесители; насосная установка; транспортеры песка и жидкостные магистрали.

Давление гидроразрыва пласта характеризуют совокупностью нескольких факторов. Первый критерий – это давление, которое необходимо для перемещения жидкости в нижнюю половину скважины. Второй фактор – это учет потери давления, которое может происходить во время транспортировки жидкости по насосно-компрессорной колонне. Третий критерий – это учет давления, образовавшегося в самой скважине жидкостью.