гидроразрыва пласта

Упрощённая методика проектирования технологии

3.1 Общие сведения

Из методов гидромеханического воздействия на пласт наиболее широко применяется метод гидроразрыва пласта (ГРП).

При гидроразрыве устраняется влияние на приток жидкости в скважину сильно загрязненной призабойной части пласта за счет образования глубоких трещин в пласте, что в совокупности дает значительное повышение продуктивности скважины.

Сущность гидравлического разрыва заключается в образовании высокопроницаемых трещин большой протяженности под воздействием давления нагнетаемой в скважину плохо фильтрующейся жидкости. Этот процесс состоит из следующих последовательных этапов:

1) закачки в пласт жидкости разрыва для образования трещин, заполняемых крупнозернистым песком;

2) нагнетания жидкости-песконосителя;

3) закачки жидкости для продавливания песка в скважину.

Момент разрыва пласта отмечается резким увеличением расхода жидкости разрыва.

В зависимости от объёмов закачки рабочей жидкости и закрепляющего трещину песка можно получить тот или другой прирост добычи нефти. Эффективность ГРП также зависит от области дренирования скважины, проницаемости пласта, мощности продуктивной части и геометрических параметров трещины.

3.2 Порядок проектирования операций ГРП

На рисунке 5 приведены характеристики увеличения продуктивности скважины (h_п, h_ф – продуктивность потенциальная и фактическая) при проведении гидроразрыва пласта в зависимости от параметров (, – проводимости трещины и пласта), которые могут служить исходными при планировании операций ГРП и прогнозировании ожидаемого увеличения дебита.

Успешность операции зависит от длины и ширины трещины, поэтому необходимо оценить эти параметры при различных объёмах закачки (формулы Желтова).

1. Длина трещины:

, (55)

где n – коэффициент Пуассона; m – вязкость жидкости, Па × с; Dр_с – перепад давления на пласт, равный разности давления разрыва и пластового давления, Па; q – боковое горное давление, Па; Q – расход жидкости, м³/с; m – пористость; k_тр – проницаемость трещины, м²; k_п – проницаемость пласта, м²; Е – модуль Юнга, Па; V_ж – объём закачиваемой жидкости, м³; h_п – глубина пласта, м; r_к – контур питания, м.

Длина трещины, заполненной наполовину проппантом, рассчитывается по формуле

. (56)

2. Ширина трещины:

, (57)

После определения длины и ширины трещины находим проводимости трещины и пласта: и и относительную длину трещины .

После определения размеров трещины по графику (см. рис. 7) находится ожидаемое увеличение продуктивности скважины. Проведя несколько вариантов расчёта, можно выбрать оптимальный объём закачки рабочей жидкости и установить необходимую скорость закачки песка.

Рисунок 7 – Зависимости увеличения продуктивности скважины от изменения проводимости и относительной длины трещины (r_к – контур питания)

Пример расчёта.

Дано:

n = 0, 26 – коэффициент Пуассона;

m = 37 × 10^-3 Па × с – вязкость жидкости;

Dр_с = 755 × 10⁵ Па – перепад давления на пласт, равный разности давления разрыва и пластового давления;

q = 750 × 10⁵ Па – боковое горное давление;

Q = 44 × 10^-3 м³/с – расход жидкости;

m = 0, 24 – пористость;

k_тр = 100 × 10^{-12 м2} – проницаемость трещины;

k_п = 3 × 10^{-15 м2} – проницаемость пласта;

Е = 5 × 10⁸ Па – модуль Юнга;

V_ж = 69 м³ – объём закачиваемой жидкости;

h_п = 5 м – глубина пласта;

r_к = 250 м – контур питания.

м.

Так как длина трещины мала, то она не заполнится проппантом и принимается равной L = 67, 97 м.

м.

Находим проводимость трещины и пласта:

.

Вычисляем относительную длину трещины:

м.

По рисунку определяем, что продуктивность скважины при проведении ГРП увеличивается в 4, 5 раз.

Заключение

В ходе проведения оценки параметров технологии метода ГРП были определены: оценка давления гидроразрыва и горизонтальной составляющей горного давления; расчёт потерь давления на трение и оценка скорости закачивания при заданном давлении на устье скважины; оценка параметров трещины (длина, ширина) и объема рабочей жидкости; расчёт температуры на забое при проведении ГРП при заданной температуре рабочей жидкости на устье; расчёт лифтовой колонны на прочность; выбор необходимого оборудования и составление схемы обвязки его на скважине. Задача по расчётам технологических параметров метода ГРП выполнена.

Список использованной литературы

1. Методическое пособие по выполнению курсового проекта. Сост.: Г.Т. Вартумян, О.В. Савенок, Г.В. Кусов.- Изд. Куб.ГТУ, 2008г.

2. Патрашёв А.Н. Гидромеханика. Учебник для ВУЗов- М. 1953.

3.Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. Учебник для ВУЗов.- М: Недра. 1986.

4. Справочное руководство по проектированию разработки и экплутации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под общ.ред.

Ш. К. Гиматудинова, р. С. Андриасов, И. Т. Мищенко, А- И. Петров и др. М., Недра, 1983.

5. Трофимов А.С., Бердников С.В., Платонов И.Е., Колесник С.В., Зозуля Г.П., Ягофаров А.Н., Дергунов И.А., Харитонова Л.И.

Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи пластов. - Тюмень:, 2008.