Повышение технологической эффективности направленного гидроразрыва пласта | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Зандер, А. А. Повышение технологической эффективности направленного гидроразрыва пласта / А. А. Зандер, П. В. Резанов, К. З. Хазбулатова, А. А. Вольф. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 16 (150). — С. 173-176. — URL: https://moluch.ru/archive/150/42528/ (дата обращения: 17.10.2024).



Условия осадконакопления и формирования залежей месторождений Западной Сибири свидетельствуют об отсутствии ярко выраженной анизотропии механических свойств пласта, поэтому в условиях равновероятностного развития трещин в любом направлении управление их ориентацией возможно заданием начального выделенного азимутального направления. Это может достигаться ориентированным начальным глубоким ГПП, специальной дополнительной ориентированной перфорацией и др. способами.

Альтернативным подходом к решению данной задачи является изменение поля напряжений вблизи скважины. Так, при наклонной проводке ствола в азимутальном направлении появляется анизотропия напряжений, зависящая от угла входа скважины в пласт.

Обобщенное решение задачи распределения напряжений в пласте, вскрытом наклонной скважиной получено С. Г. Лехницким [2]. В предположении изотропии начального поля напряжений показано, что зависимость относительного давления начала гидроразрыва для верхней и нижней точек образующей пологой скважины от зенитного угла, может быть представлена следующим выражением:

(1)

где:

Ргрп — давление начала ГРП, МПа;

Рпл — пластовое давление скважины, МПа;

Рэф — эффективное горное давление, МПа;

 — коэффициент Пуассона;

— среднее напряжение на стенке скважины, МПа;

0 — угол входа скважины в пласт.

Величина относительного давления начала ГРП (qгрп) при малых углах изменяются незначительно (рис. 1). Так при величине коэффициента Пуассона 0.2, характерного для песчаников, при изменении угла наклона скважины от 0 до 20, qгрп уменьшается на 1 %. Отсюда следует, что при обычных для эксплуатационного бурения углах вхождения скважины в продуктивный пласт 0–20 влияние отклонения от вертикали на направление развития трещин в изотропном пласте незначительно. Однако, с ростом угла ситуация меняется: при больших углах (45 и более), давление начала разрыва в азимутальном направлении оси скважины становится меньше. В этих условиях можно предположить возможность реализации направленного разрыва, управление которым осуществляется заданием соответствующего азимутального угла полого-направленной скважины.

Рис. 1. Зависимость относительного давления начала разрыва в верхней и нижней точках образующей скважины от ее зенитного угла

Прямым подтверждением корректности приведенных выше расчетов является сопоставление устьевых давлений разрыва при ГРП горизонтальных и вертикальных скважин на сходных участках месторождений (Табл. 1). Различие расчетных и фактических давлений начала разрыва объясняется погрешностями в оценке потерь на трение, определяющимися реологическими свойствами жидкости ГРП и качеством вскрытия пласта. На основании полученных данных, варианты разработки с применением ориентированных ГРП в полого-направленных скважинах были включены в проектную документацию ряда месторождений.

Сравнительный анализ результатов ГРП показал, что в большинстве случаев величина давления разрыва полого-направленных скважин больше, чем вертикальных, соответствующих тем же участкам (табл.2). Одной из основных причин этого является то, что в пропластках малой толщины с наименьшим давлением начала разрыва (наименьшим значением коэффициента Пуассона), вскрытых единичным зарядом перфоратора, ориентация трещины в большей степени определяется ориентацией перфорационного канала, чем ориентацией обсаженного ствола.

Таблица 1

Сопоставление устьевых давлений разрыва вертикальных

Экспериментальные исследования показывают [3], что развитие трещин из отдельных перфорационных каналов происходит не зависимо друг от друга при расстояниях между каналами по длине ствола более 1.5–2 его диаметров, в противном случае образующиеся трещины располагаются в плоскости каналов перфорации. Плотность перфорации скважин рассматриваемых месторождений, перед ГРП не превышала 20 отв/м. Следовательно, в условиях низкой плотности перфорации и большой расчлененности пластов этих месторождений, высока вероятность инициации трещины из отдельных перфорационных отверстий с дальнейшей ориентацией в плоскости, не совпадающей с плоскостью скважины. В результате, гидродинамическая связь между полостью скважины и трещины происходит в узком интервале ствола, при этом резко возрастает гидродинамическое сопротивление в ПЗП и увеличивается вероятность пробкообразования с ростом концентрации проппанта в потоке, что подтверждается результатами проведения ГРП в полого-направленных скважинах рассматриваемых месторождений (табл.3).

Таблица 2

Сопоставление устьевых давлений разрыва вертикальных и полого-направленных скважин

Таблица 3

Сопоставление устьевых давлений разрыва вертикальных и полого-направленных скважин

В частности, это подтверждается термометрией проведенной в скважине № 810Пн Западно-Камынского месторождения после ГРП, являющейся характерной для большинства пологих скважин.

Из термограммы следует, что интервал охлаждения, соответствующий образованной в породе трещине, находится в интервале 2656–2572 м, тогда как приток из пласта проходит в узком диапазоне 2665–2667 м. Оценки показывают, что в этом случае угол отклонения плоскости трещины от оси скважины составляет 12,6.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

  1. Снижение давления разрыва в однородных и изотропных по простиранию пластах, с ростом зенитного угла скважины, позволяет управлять ориентацией трещины ГРП путем специальной проводки полого–направленных скважин.
  2. Одним из определяющих факторов, влияющих на ориентацию трещины, является качество перфорации скважины. Для выдержанных пластов, с низкой расчлененностью перфорация должна проводится зарядами, фазировкой не менее 900, и плотностью не менее 20отв./м.
  3. В условиях сильной расчлененности пластов, ориентированный ГРП может быть реализован только после проведения вертикально ориентированной щелевой резки или ГПП.

Литература:

  1. Батурин Ю. Е., Малышев А. Г., Сонич В. П., Малышев Г. А. «Способ разработки нефтегазовой залежи с применением гидравлического разрыва пласта».// Патент РФ, № 2135750, 1998
  2. Лехницкий С. Г. Теория упругости анизотропного тела. /М. «Наука», 1977.
  3. Rabaa W. E. «Experimental study of hydraulic fracture geometry initiated from horizontal wells» //SPE 1989, рр. 349–364.
Основные термины (генерируются автоматически): устьевое давление разрыва, ориентация трещины, скважина, зенитный угол, пласт, развитие трещин, угол входа скважины.


Похожие статьи

Влияние метода гидродробеструйного упрочнения на повышение эксплуатационной надежности деталей

Повышение эффективности непрерывной работы ведущих механизмов на строительных процессах

Актуальность использования гидроразрыва пласта на низкопроницаемых коллекторах газоконденсатных месторождений

Критерии выбора скважины для проведения гидроразрыва пласта

Обеспечение эффективности автоматизированной системы управления продольным профилем нежестких валов при токарной обработке

Повышение эффективности разделения целевых компонентов природного газа

Влияние размера резиновой крошки на технологические параметры получения резино-битумного вяжущего

Организационные особенности повышения эффективности уборки и закладки на хранение картофеля

Анализ факторов, влияющих на химическую деструкцию поверхностно-активных веществ в пластовых условиях

Исследование защиты оборудования источников тепловой энергии и разработка информационно-технологического обеспечения средств защиты трубопроводов от гидравлического удара

Похожие статьи

Влияние метода гидродробеструйного упрочнения на повышение эксплуатационной надежности деталей

Повышение эффективности непрерывной работы ведущих механизмов на строительных процессах

Актуальность использования гидроразрыва пласта на низкопроницаемых коллекторах газоконденсатных месторождений

Критерии выбора скважины для проведения гидроразрыва пласта

Обеспечение эффективности автоматизированной системы управления продольным профилем нежестких валов при токарной обработке

Повышение эффективности разделения целевых компонентов природного газа

Влияние размера резиновой крошки на технологические параметры получения резино-битумного вяжущего

Организационные особенности повышения эффективности уборки и закладки на хранение картофеля

Анализ факторов, влияющих на химическую деструкцию поверхностно-активных веществ в пластовых условиях

Исследование защиты оборудования источников тепловой энергии и разработка информационно-технологического обеспечения средств защиты трубопроводов от гидравлического удара

Задать вопрос