ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТОВ.

 

Гидроравлический разрыв пластов- одно из эффективнейших средств воздействия на призабойную зону скважин. Это метод применяется для освоения скважин для повышения продуктивности нефтяных и газовых месторождений и для повышения поглатительной способности  нагнетательных скважин , при изоляции пластовых вод и т. д.

Процес гидроразрыва пласто заключается в создании искусственных и расширения имеющихся скважин в породах призабойной зоны воздействием повышенных давлений жидкости, нагнетаемой в скважину. При повышении давления в породах пласта образуются новые или или открываются или расширяются имеющиеся трещины. Вся эта система трещин связывает скважину с удаленными от забоя продуктивными частями пласта. Для предотвращения смыкания трещин после снижения давления в них вводят крупнозернистый  песок, добовляемый в жидкость нагнетаемую в скважену. Радиус трещин может достигать нескольких десятков метров. Гидродинамическую эффективность метода и максимальное увеличение дебита скважины в результате гидроразрыва пластов можно оценить, исходя из следующего.

Тещины, по сравнению с пористой средой нефтянных коллекторов, обладают более ввысокой пропускной способностью, поэтому можно допустить, что проницаемость призабойной зоны в радиусе трещины после разрыва стала бесконечно большой. Тогда приток к такой скважине можно расчитывать, принемая ее радиус равным радиусу трещины. Следовательно, при одной и тойже депрессии где Q(t)- дебит скважины с радиусом r(t); Q-дебит совершенной скважены с радиусом  r(c); R(k)-радиус контура питания.

 

 

R(k)

lg -----

Q(t)          r(c)

----  =  -----------

Q            R(k)

lg  -----

r(t)

 

Промысловая практика показывает, что дебеты скважин после гидро разрыва увеличиваются иногда в неськолько десятков раз. Это свидетельствует о том, что образовавшиеся трещины, повидемму соединяются с существовавшеми ранее, и приток к скважене происходит еще и из ранее изолированных высокопродуктивных зон.

Механизм образования трещин при разрыве пласта фильтрующейся в пласт жидкостью следующей. Под давлением, создоваемым в скважене еасосными агрегатами, жидкость разрыва фильтруется в первую очередь в зоны с наибольшей проницаемостью. При этом между пропластками по вертикали создается разность давлений, так ка в более  проницаемых пропластках, давление больше, чем в малопроницаемых или практически не проницаемых. В результате на кровлю и подошву проницаемого пласта начинают действовать некоторые силы, выше лежащие породы подвергаются деформации и на границах пропластков образуются горизонтальные трещины.

При разрыве не фильтрующейся жидкостью мехонизм разрыва пласта становится анологичным мехонизму разрыва толстостенных сосудов. Образующиеся при этом трещины имеют, как правило, вертикальное или наклонное напровление. При разрыве фильтрующейся жидкостью давление разрыва обычно значительно меньше, чем при разрыве нефильтрующемися жидкостями, так как в последнем случае механизм разрыва пород сходен с механизмом разрыва толстостенного сосуда. Фильтрующаяся жидкость, приникшая в пласт в следствии большой площади контакта с породой, Передаёт на неё большие усилия, достаточные для разрыва при давлениях, значительно меньших, чем необходимо для разрушения пласта нефильтрующейся жидкостью.

Процесс разрыва в большой степени зависит от физических свойств жидкости и, в частности от ее вязкости. Чтобы давление разрыва было наименьшьим, нужно, чтобы она была фильтрующейся.

Повышение вязкости так же, как и уменьшение фильтруемости жидкостей, применяемых при разрыве пластов, осуществляется введением в них соответствующих добавок. Такими загустителями для углеводородных жидкостей,применяемых при разрыве пластов, яляютяс соли органических кислот, восокомолекулярные и коллоидные соединения нефтей (например, нефтянной гудрон и другие отходы нефтепереработки).

Значительной вязкостью и высокой песконесущей способностью обладают некоторые нефти, керосино-кислотные и нефте-кислотные эмульсии, применяемые при разрыве карбонатных коллекторов, и водо нефтянные эмульсии. Эти жидкости и используются в качестве жидкостей разрыва и жидкостей- посконосителей при разрыве пластов в нефтянных скваженах.

Применение жидкостей разрыва и жидкостей- песконосителей на углеводородной основе для разрыва пластов в водонагнетательных скваженнах может привести к ухудшению проницаемости пород для воды вследствии образования смесей воды с углеводородами. Во избежании этого явления пласты в водонагнетательных скваженнах разрывают загущенной водой. Для загущенния применяют сульфид-спиртовую борду (ССБ) и другие производные целлюлозы, хорошо растворимые в воде.

Песок, пердназначенный для заполнения трещин, должен удовлетворять следующим требованиям: 1) образовывать прочные песчаные подушки и не разрушаться под давлением; 2)сохранять высокую проницаемость под действием внешнего давления.

Этим требованиям удовлетворяет крупнозернистый, хорошо окатанный и однородный по гранулометрическому составу песок, обладающий высокой механической прочностью. Наибольшее применение получили чистые кварцевые пески с размером зерен от 0,5 до 1,0 мм.

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА.

 

Для гидроразрыва пласта в первую очередь выбирают сквжены с низкой продуктивностью, обусловленных естественной малой проницаемостью пород, или скважены ,  филтрационная способность призабойной зоны которых ухудшилась при вскрытии пласта. Необходимо также, чтобы пластовое давление было достаточным для обеспечения притока нефти в скважену. До разрыва пород скважену исследуют на приток и определяют ее поглотитительную способность и давление поглащения. Результаты исследования на приток и данные о поглатительной способности скважины до и после разрыва дают возможность судить о результатах операции, помогают орентировочно оценить давление разрыва, правильно подобрать подходящие свойства и количество жидкости для проведения разрыва. судить об изменениях проницаемости пород призабойной зоны после разрыва. Перед началом работ скважену очищают от грязи дренированием и прмывают, чтобы улучшить фильтрационные свойства призабойной зоны. Хорошие результаты разрыва можно получить при предварительной обработке скважены соляной  или глинокислотой (смесь соляной и плавиковой), поскольку при вскрытии пласта проницаемость пород ухудшается в тех интервалах, куда больше всего проникают фильтрат и глинестый раствор. Такими пропластками являются наиболее проницаемые участки разреза, которые после вскрытия пласта при бурении на глинестом растворе становятся иногда мало проницаемыми для жидкости разрыва. После предварительной кислотной обработки улучшаются фильтрационные свойства таких пластов и создаются благоприятные условия для образования трещин.

В промытую очищенную скважену спускают насосные трубы диаметром 76 или 102 мм, по которым жидкость разрыва падает на забой. При спуске труб меньшего диаметра вследствие значительных потерь давления процесс разрыва затрудняется. Для предохранения обсадной колонны от воздействия высокого давления над пластом устонавливается пакер. Чтобы он не сдвигался по колонне

при повышенном давлении на трубах рекомендуется устонавливать гидравлический якорь. Чем больше давление в трубах и в нутри якоря, тем с большей силой выдвигаются и прижимаются поршеньки якоря к обсадной колонне, кольцевые грани на торце поршеньков врезаясь в колону, оказывают тем большое тормозящее действие, чем выше давление. Имеются якоря и других типов.

Устье скважены оборудуется специальной головкой, к которой подключают агрегаты для нагнетания жидкостей.

Разрыв пласта осуществляется нагнетанием в трубы жидкости разрыва до момента расслоения пласта, который отмечается значительным увелличением коэффициэнта приемистости скважены.После разрыва в пласт нагнетают жидкость-песконоситель. Наибольший эффект дает закачка жидкости песконосителя при больших скоростях и высоких давлениях нагнетания, так как при этом шире открываются образовавшиеся трещины. Жидкость-песконоситель прдавливают в пласт в объеме труб путем нагнетания в скважену продавочной жидкости, в качестве которой используют нефть-для нефтяных скважен и воду- для нагнетательных. После этого устье скважены закрывают и оставляют ее в покое до тех пор, пока давление на устье не спадет. Затем скважену промывают, очищают от пескаи приступают кее освоению.

Кроме описанной схемы гидро разрыва, в зависемости от условий прведения процесса и его назночения применяют другие технологические схемы.

В неглубоких скваженах разрыв пласта можно проводить без спуска насосно-компресорных труб или с трубами но без пакера. В первом случае жидкость нагнетается непосредственно по обсадным трубам, а во втором как по трубам, так и по кольцевому пространству. При такой техвнологии можно значительно уменьшить потнри давления в скважене при нагнетании очень вязкой жидкости. Для улучшения условий притока можно можно применять и многократный разрыв пласта. Сущность его заключается в том, что в пласте на разных глубинах создают несколько трещин и таким образом, существенно увеличивают прницаемость пород призабойной зоны в скважинах.

Весьма важным вопросом при проведении гидроразрыва, требующем особого вниманияи, является определение местоположения и характера образующихся трещин. Эта задача успешно решается методами радиоактивного каротожа, проводимого после введения в трещену смеси смеси обычного и радиоактивного песка. Активацию песка осуществляют адсорбцией и закреплением на его поверхности радиоактивных веществ. Адсорбированный активный компонент можно закрепить путем покрытия песчинок нерастворимыми в воде и нефти клеящими веществами. На кривых гамма-каротожа в интервале образования трещин имеются четкие аномалии радиоактивности.

 

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.

 

1.Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Москва 1970.

 

 

 

 

 

АВТОР:??????????????????????????????????????