ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТОВ. Гидроравлический разрывпластов- одно из эффективнейших средств воздействия на призабойную зонускважин.Это метод применяется для освоения скважин для повышенияпродуктивности нефтяных и газовых месторождений и для повышения поглатительнойспособности нагнетательных скважин , приизоляции пластовых вод и т. д.Процес гидроразрыва пластозаключается в создании искусственных и расширения имеющихся скважин в породахпризабойной зоны воздействием повышенных давлений жидкости, нагнетаемой вскважину. При повышении давления в породах пласта образуются новые или илиоткрываются или расширяются имеющиеся трещины.
Вся эта система трещин связываетскважину с удаленными от забоя продуктивными частями пласта. Для предотвращениясмыкания трещин после снижения давления в них вводят крупнозернистый песок, добовляемый в жидкость нагнетаемую вскважену.Радиус трещин может достигать нескольких десятков метров.Гидродинамическую эффективность метода и максимальное увеличение дебита скважиныв результате гидроразрыва пластов можно оценить, исходя из следующего.Тещины, по сравнению с пористойсредой нефтянных коллекторов, обладают более ввысокой пропускной способностью,поэтому можно допустить, что проницаемость призабойной зоны в радиусе трещиныпосле разрыва стала бесконечно большой.
Тогда приток к такой скважине можнорасчитывать, принемая ее радиус равным радиусу трещины.Следовательно, приодной и тойже депрессии где Q t - дебит скважины срадиусом r t Q-дебит совершенной скважены с радиусом r c R k -радиусконтура питания.
R k lg Q t r c Q R k lg r t Промысловая практикапоказывает, что дебеты скважин после гидро разрыва увеличиваются иногда внеськолько десятков раз. Это свидетельствует о том, что образовавшиеся трещины,повидемму соединяются с существовавшеми ранее, и приток к скважене происходитеще и из ранее изолированных высокопродуктивных зон.Механизм образования трещин приразрыве пласта фильтрующейся в пласт жидкостью следующей.Под давлением,создоваемым в скважене еасосными агрегатами, жидкость разрыва фильтруется впервую очередь в зоны с наибольшей проницаемостью.
При этом между пропласткамипо вертикали создается разность давлений, так ка в более проницаемых пропластках, давление больше, чемв малопроницаемых или практически не проницаемых.В результате на кровлю иподошву проницаемого пласта начинают действовать некоторые силы, выше лежащиепороды подвергаются деформации и на границах пропластков образуютсягоризонтальные трещины.
При разрыве не фильтрующейсяжидкостью мехонизм разрыва пласта становится анологичным мехонизму разрыватолстостенных сосудов. Образующиеся при этом трещины имеют, как правило,вертикальное или наклонное напровление. При разрыве фильтрующейся жидкостьюдавление разрыва обычно значительно меньше, чем при разрыве нефильтрующемисяжидкостями, так как в последнем случае механизм разрыва пород сходен смеханизмом разрыва толстостенного сосуда.Фильтрующаяся жидкость, приникшая впласт в следствии большой площади контакта с породой, Переда т на не большиеусилия, достаточные для разрыва при давлениях, значительно меньших, чемнеобходимо для разрушения пласта нефильтрующейся жидкостью.Процесс разрыва в большойстепени 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, каки уменьшение фильтруемости жидкостей, применяемых при разрыве пластов,осуществляется введением в них соответствующих добавок. Такими загустителямидля углеводородных жидкостей,применяемых при разрыве пластов, яляютяс солиорганических кислот, восокомолекулярные и коллоидные соединения нефтей например, нефтянной гудрон и другие отходы нефтепереработки .Значительной вязкостью ивысокой песконесущей способностью обладают некоторые нефти, керосино-кислотныеи нефте-кислотные эмульсии, применяемые при разрыве карбонатных коллекторов, иводо нефтянные эмульсии.
Эти жидкости и используются в качестве жидкостейразрыва и жидкостей- посконосителей при разрыве пластов в нефтянных скваженах.Применение жидкостей разрыва ижидкостей- песконосителей на углеводородной основе для разрыва пластов вводонагнетательных скваженнах может привести к ухудшению проницаемости породдля воды вследствии образования смесей воды с углеводородами.
Во избежанииэтого явления пласты в водонагнетательных скваженнах разрывают загущеннойводой.
Для загущенния применяют сульфид-спиртовую борду ССБ и другиепроизводные целлюлозы, хорошо растворимые в воде.Песок, пердназначенный длязаполнения трещин, должен удовлетворять следующим требованиям 1 образовыватьпрочные песчаные подушки и не разрушаться под давлением 2 сохранять высокуюпроницаемость под действием внешнего давления.Этим требованиям удовлетворяеткрупнозернистый, хорошо окатанный и однородный по гранулометрическому составупесок, обладающий высокой механической прочностью.
Наибольшее применениеполучили чистые кварцевые пески с размером зерен от 0,5 до 1,0 мм. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА. Для гидроразрыва пласта впервую очередь выбирают сквжены с низкой продуктивностью, обусловленныхестественной малой проницаемостью пород, или скважены , филтрационная способность призабойной зоныкоторых ухудшилась при вскрытии пласта.
Необходимо также, чтобы пластовоедавление было достаточным для обеспечения притока нефти в скважену.До разрывапород скважену исследуют на приток и определяют ее поглотитительную способностьи давление поглащения.
Результаты исследования на приток и данные опоглатительной способности скважины до и после разрыва дают возможность судитьо 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.Передначалом работ скважену очищают от грязи дренированием и прмывают, чтобыулучшить фильтрационные свойства призабойной зоны. Хорошие результаты разрываможно получить при предварительной обработке скважены соляной или глинокислотой смесь соляной иплавиковой , поскольку при вскрытии пласта проницаемость пород ухудшается в техинтервалах, куда больше всего проникают фильтрат и глинестый раствор.
Такимипропластками являются наиболее проницаемые участки разреза, которые послевскрытия пласта при бурении на глинестом растворе становятся иногда малопроницаемыми для жидкости разрыва. После предварительной кислотной обработкиулучшаются фильтрационные свойства таких пластов и создаются благоприятныеусловия для образования трещин.В промытую очищенную скваженуспускают насосные трубы диаметром 76 или 102 мм, по которым жидкость разрывападает на забой.
При спуске труб меньшего диаметра вследствие значительныхпотерь давления процесс разрыва затрудняется. Для предохранения обсаднойколонны от воздействия высокого давления над пластом устонавливается пакер.Чтобы он не сдвигался по колоннепри повышенном давлении натрубах рекомендуется устонавливать гидравлический якорь.
Чем больше давление втрубах и в нутри якоря, тем с большей силой выдвигаются и прижимаются поршенькиякоря к обсадной колонне, кольцевые грани на торце поршеньков врезаясь вколону, оказывают тем большое тормозящее действие, чем выше давление. Имеютсяякоря и других типов.Устье скважены оборудуетсяспециальной головкой, к которой подключают агрегаты для нагнетания жидкостей.Разрыв пласта осуществляетсянагнетанием в трубы жидкости разрыва до момента расслоения пласта, которыйотмечается значительным увелличением коэффициэнта приемистости скважены.Послеразрыва в пласт нагнетают жидкость-песконоситель.
Наибольший эффект даетзакачка жидкости песконосителя при больших скоростях и высоких давленияхнагнетания, так как при этом шире открываются образовавшиеся трещины. Жидкость-песконосительпрдавливают в пласт в объеме труб путем нагнетания в скважену продавочнойжидкости, в качестве которой используют нефть-для нефтяных скважен и воду- длянагнетательных.
После этого устье скважены закрывают и оставляют ее в покое дотех пор, пока давление на устье не спадет. Затем скважену промывают, очищают отпескаи приступают кее освоению.Кроме описанной схемы гидроразрыва, в зависемости от условий прведения процесса и его назночения применяютдругие технологические схемы.В неглубоких скваженах разрывпласта можно проводить без спуска насосно-компресорных труб или с трубами нобез пакера.В первом случае жидкость нагнетается непосредственно по обсаднымтрубам, а во втором как по трубам, так и по кольцевому пространству.
При такой техвнологииможно значительно уменьшить потнри давления в скважене при нагнетании оченьвязкой жидкости.Для улучшения условий притока можно можно применять имногократный разрыв пласта. Сущность его заключается в том, что в пласте наразных глубинах создают несколько трещин и таким образом, существенноувеличивают прницаемость пород призабойной зоны в скважинах.Весьма важным вопросом припроведении гидроразрыва, требующем особого вниманияи, является определениеместоположения и характера образующихся трещин.
Эта задача успешно решаетсяметодами радиоактивного каротожа, проводимого после введения в трещену смесисмеси обычного и радиоактивного песка. Активацию песка осуществляют адсорбциейи закреплением на его поверхности радиоактивных веществ.Адсорбированныйактивный компонент можно закрепить путем покрытия песчинок нерастворимыми вводе и нефти клеящими веществами.
На кривых гамма-каротожа в интервалеобразования трещин имеются четкие аномалии радиоактивности. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА. 1.Разработка и эксплуатациянефтяных и газовых месторождений. Москва 1970. АВТОР.