ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРИТОКА НЕФТИ

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных средств повышения дебитов скважин, поскольку не только интенсифицирует выработку запасов, находящихся в зоне дренирования скважины, но и при определенных условиях существенно расширяет эту зону, приобщив к выработке слабодренируемые зоны и прослои, и, сле­довательно, позволяет достичь более высокой конечной нефтеотдачи. В связи с этим операции ГРП можно классифицировать по целям и области применения, следующим образом:

— интенсификация добычи из скважин, в первую очередь с загрязненной призабойной зоной, увеличением эффективного радиуса за счет создания высокопроводя­щих трещин ограниченной длины в сред­не- и высокопроницаемых пластах, а так­же в низкопроницаемых достаточно одно­родных коллекторах;

— обеспечение гидродинамической связи скважины с системой естественных тре­щин пласта и расширение зоны дрениро­вания;

—  ввод в разработку низкопроницаемых залежей с потенциальным дебитом сква­жин в 2 — 3 раза ниже уровня рентабельной добычи и перевод забалансовых запасов в промышленные;

—  разработка сложных расчлененных и неоднородных пластов, характеризующих­ся высокой степенью прерывистости, на основе комплексной оптимизации систе­мы разработки с целью обеспечения гидродинамического взаимодействия пласта и  скважин с трещинами гидроразрыва для увеличения темпа отбора извле­каемых запасов, повышения нефтеотдачи за счет вовлечения в активную разработку слабодренируемых зон и прослоев и уве­личения охвата пласта воздействием [1, с. 22].

Существен­ное расширение области применения гид­равлического разрыва и рост числа опера­ций в течение последнего десятилетия связаны с интенсивным развитием техно­логий проведения обработок. К новым эф­фективным методам следует отнести тех­нологию осаждения проппанта на конце трещины или концевое экранирование трещины (TSO), которая позволяет целе­направленно увеличить ее ширину, оста­новив рост в длину, и тем самым сущест­венно увеличить проводимость (произве­дение проницаемости и ширины).

 Для снижения риска попадания трещины в водо- или газоносные горизонты, а также для интенсификации выработки запасов низкопроницаемых слоев  на месторождении Каракудук применяется технология селективного гидроразрыва. Постоянно создаются новые материалы для ГРП.

Совершенствуется информационная ба­за проведения ГРП. Основными источни­ками информации являются геологиче­ские, геофизические и петрофизические исследования, лабораторный анализ кер­на, промысловый эксперимент, состоящий в проведении микро- и минигидроразрывов  перед основным ГРП. Таким обра­зом определяется распределение напряже­ний в пласте, изучаются механические свойства пород, определяется эффектив­ное давление разрыва и давление смыка­ния трещины, выбирается модель разви­тия трещины, рассчитываются ее геомет­рические размеры.

        Предлагается следующая технология проведения ГРП.

1. В скважине, выбранной для ГРП, определяют дебит (приемистость), забойное и пластовое давление, содержание воды в добываемой продук­ции, газовый фактор.
2. Проверяют герметичность эксплуатационной колонны и цементного кольца.
3. Спускают НКТ (как можно большего диаметра для уменьшения по­терь давления) с пакером и якорем. Пакер устанавливают на 5—10 м выше разрываемого пласта против плотных непроницаемых пород (глина, аргил­лит и т. д.). Ниже пакера устанавливаются НКТ (так называемый «хво­стовик») с заглушенным концом и перфорированными отверстиями в ниж­ней части. Длину хвостовика выбирают максимально возможной для того, чтобы песок двигался к трещине снизу вверх и не выпадал в зумпф скважины.

4.Промывают и заполняют скважину до устья собственной дегазирован­ной нефтью в нефтяных добывающих и нагнетаемой водой — в водона­гнетательных скважинах.

5.Производят посадку и опрессовку пакера путем закачки нефти или воды в НКТ при открытом затрубном пространстве. При обнаружении пропусков в пакере его срывают и производят повторную посадку и опрес­совку. Если и в этом случае не достигается герметичность пакера, то изме­няют место посадки или его заменяют.

6.Устанавливают арматуру устья, обвязывают установки насосные, пескосмесительные емкости.

7.3акачивают жидкость разрыва минимальной вязкости одной насосной установкой на 2—3 режимах работы насоса. При этом замеряют давление, приемистость и определяют коэффициент приемистости скважины на каж­дом режиме. Затем ту же жидкость разрыва закачивают несколькими насосными установками при максимально возможной производительности насосов. При этом непрерывно наблюдают за давлением и расходом жидкости на устье. Момент разрыва на по­верхности отмечается резким увеличением расхода жидкости при одном и том же давлении на устье или резким уменьшением давления на устье при одном и том же расходе.

На длительно разрабатываемых месторождениях величина давления разрыва (или его градиента) и наи­более эффективный тип жидкости разрыва уже известны. Поэтому нет необходимости проведения перечис­ленных исследований в полном объеме на каждой скважине.

8.После установления признаков наличия трещин в разрываемом пла­сте имеющимися на скважине насос­ными установками приступают к их закреплению. Для дальнейшего раз­вития трещин и облегчения ввода в них песка перед жидкостью-песконосителем закачивают 3—4 м³ слабофильтрующейся жидкости повышенной вязкости. Затем закачивают жидкость с песком при максимально возмож­ных производительности и давления для обеспечения максимального раскры­тия созданных трещин. Продавочную жидкость закачивают непосредственно за песчано-жидкостной смесью без снижения темпов закачивания. Объем продавочной жидкости должен быть равным или больше (в зависимости от длины «хвостовика») объема НКТ, на которых спущен пакер.

Для предупреждения выноса песка из трещин и образования песчаных пробок на забое после завершения продавливания песчано-жидкостной смеси в трещину, устье скважины закрывают до момента снижения дав­ления до атмосферного. Одновременно демонтируют насосные установки и другое наземное оборудование.

После снижения давления на устье скважины срывают и извлекают пакер с якорем, отбивают забой скважины для определения количества осевшего песка.

После ГРП нефтяные добывающие скважины осваивают путем спуска в них глубинного насоса или предварительного снижения уровня жидкости поршневанием, компрессором и т. д. Если давления разрыва и продавливания песка высоки, то после подъема НКТ с пакером и якорем рекомендуют извлекать жидкость-песконоситель из пласта и трещин свабированием или другими методами.

К сожалению, ГРП не в состоянии изменить энергетику пласта, он призван, лишь обеспечить беспрепятственный доступ флюида в ствол скважины.

Именно поэтому, ГРП не может считаться панацеей от всех проблем, связанных с работой скважин. Нормальный эффект от ГРП может быть обеспечен лишь при комплексном подходе всех заинтересованных служб к экусплуатации скважин после производства ГРП. Это подразумевает под собой производство заключительных работ после ГРП с применением жидкостей глушения, которые не могут навредить пласту, снизить его фазовую проницаемость по нефти. Этот вопрос становится особо актуальным после ГРП, так как приемистость скважин кратно возрастает, и при неаккуратном обращении со скважиной, ее легко можно «переглушить» и свести на нет все усилия, связанные с производством ГРП. Следующим моментом является качественное освоение скважин после ГРП. Производить его необходимо методом, не допускающим высоких и мгновенных депрессий (свабирование), что предотвратит вынос закрепляющего агента (проппант) из трещины. Вывод скважин на режим (особенно при использовании высокодебитных установок) также должен производиться с большой осторожностью. Нельзя допускать резких снижений динамического уровня в скважинах после ГРП, иначе мы рискуем привести к выносу проппанта из трещины и потерять ее.

 Технологический проект ГРП разрабатывается с использованием программы «Мейер». При проведении ГРП применяется тип жидкости – гель на водной основе. Согласно технологическому регламенту общий объем геля складывался из жидкости разрыва, буферной жидкости, жидкости-носителя, продавочной жидкости. Для повышения эффективности ГРП в жидкость разрыва добавляют различные присадки. В основном это антифильтрационные агенты и агенты, снижающие трение. [2, с. 71].

Окончательная рецептура геля уточняется при непосредственной работе на скважине согласно технологическому проекту на проведение ГРП. По фактическим данным вязкость геля составляет 25-30 мПа·с, объем жидкости разрыва колеблется от 50 до 100 м³. При проведении ГРП важным этапом, во многом определяющим эффективность технологического процесса, является создание и развитие трещины.

Общие требования ко всем трем жидкостям, называемым ра­бочими, следующие:

1.Рабочие жидкости не должны уменьшать ни абсолютную, ни фазовую проницаемости породы пласта, поэтому при ГРП в до­бывающих скважинах применяют жидкости на углеводородной основе, а в водонагнетательных — на водной;

2.Свойства рабочих жидкостей должны обеспечивать наиболее полное удаление их из созданных трещин и порового простран­ства пород, они должны быть взаимно растворимы с пластовыми флюидами;

3.Вязкость рабочих жидкостей должна быть стабильной в пластовых условиях в течение времени проведения ГРП.

Рабочая жидкость, при закачивании которой в пласт созда­ется давление, достаточное для нарушения целостности пород, называется жидкостью разрыва. В качестве жидкости разрыва используют сырые дегазированные нефти; нефти, загущенные мазутными остатками; нефтекислотные эмульсии (гидрофобные), водонефтяные эмульсии (гидро­фильные), кислотно-керосиновые эмульсии. В нагнетательных скважинах в каче­стве жидкости разрыва используют чистую или загущенную воду. К загустителям относятся компоненты, имеющие крахмаль­ную основу, полиакриламид, сульфит-спиртовая барда (ССБ), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Для снижения степени остаточного за­грязнения трещины разработаны низко­полимерные жидкости разрыва Low Guar и система добавок к деструктору Clean FLOW. Применяется не загрязняющая пласт жидкость ClearFrac, которая не требует дестру­ктора.

Объем жидкости разрыва устанавливают исходя из конкрет­ных условий. Для плотных пород рекомендуются следующие объемы: 4 — 6 м³ на 10 м толщины пласта, если вскрытая пер­форацией толщина пласта не более 20 м. Если вскрытая толщи­на больше 20 м, то на каждые ее 10 м количество жидкости раз­рыва увеличивается на 1 — 2 м³. Если породы слабосцементиро­ванные, рыхлые, то количество жидкости разрыва увеличивает­ся в 1,5—2 раза по сравнению с объемом для плотных пород.

где (Q_п — количество закачиваемого при ГРП песка, кг; C — концентрация песка в жидкости-песконосителе, кг/м³, С=400/V (здесь V — скорость падения зерен песка в жидкости-песконоси­теле).

Рабочая жидкость, используемая для транспортирования пес­ка с поверхности до трещин и для их заполнения, называется жидкостью-песконосителем. Она должна быть слабофильтрую­щейся и иметь высокую пескоудерживающую способность. Спо­собность жидкости удерживать песок во взвешенном состоянии находится в прямой зависимости от ее вязкости. Повышение вязкости жидкости-песконосителя также достигается добавле­нием в них загустителей. Для углеводородных жидкостей загустителями служат соли органических кислот, высокомолекулярные и коллоидные соеди­нения.

Продавочная жидкость предназначена для вытеснения жид­кости-песконосителя из насосно-компрессорных труб, по которым осуществляется процесс ГРП. Ее объем определяется объемом насосно-компрессорных труб и ствола скважины в интервале вскрытого продуктивного разреза. В качестве продавочной жидкости используется практически любая недорогая жидкость, обладающая минимальной вязкостью для уменьшения потерь напора и имеющаяся в достаточном количестве (чаще всего обычная вода).

С целью предотвращения выноса проппанта из трещины создана техноло­гия Prop NET, предусматривающая закачку в пласт одновременно с проппантом гибкого специального стекловолокна, кото­рое, заполняя промежутки между частица­ми проппанта, обеспечивает максималь­ную устойчивость проппантной пачки.

Песок предназначен для заполнения образовавшихся при ГРП трещин с целью предупреждения их смыкания после уменьшения давления ниже давления разрыва. Поэтому песок должен иметь достаточную механическую прочность и сохранять высокую проницаемость. Этим требованиям удовлетворяет хорошо окатанный однородный кварцевый песок. Для ГРП применяют песок размером от 0,25 до 1,6 мм.

Заключение

1.Для снижения риска попадания трещины в водо- или газоносные горизонты на месторождении предлагается применять технологию селективного гидроразрыва.

2. При проведении ГРП важным этапом, во многом определяющим эффективность технологического процесса, является создание и развитие трещины.
3. Нормальный эффект от ГРП может быть обеспечен лишь при комплексном подходе к экусплуатации скважин после производства ГРП.

Список использованных источников

1. Васильев И.Н., Киреев С.Ю. Применение методов увеличения нефтеотдачи пластов, состояние, проблемы, перспективы // Нефтяное хозяйство.- 2001.- №4.- с. 38- 41;
2. Авторский надзор за реализацией технологической схемы месторождения Каракудук. Отчет по договору № 8Г59/03-04. АО «НИПИнефтегаз». Авторы: Смолин О.Б., Чагай В.Г., и др., Актау 2004 г.[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРИТОКА НЕФТИ» author=»Иргалиев Габит Хамитович, Рахимов Абельшаек Абельхаликович» publisher=»БАСАРАНОВЧИ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]