Сущность проведения ГРП

Сущность ГРП заключается в том, что в скважину под высоким давлением, превышающим гидростатическое в 1,5 — 3,0 раза, закачивают жидкость, в результате чего в призабойной зоне пласта раскрываются существующие трещины или образуются новые. Для предупреждения смыкания этих трещин в них вводят крупнозернистый песок или искусственный заменитель песка и снижают давление до забойного. В результате увеличивается проницаемость призабойной зоны пласта или соединяются посредством этих трещин высокопроницаемые его участки со стволом скважины, в следствии чего продуктивность резко повышается.

Механизм ГРП заключается в том, что при закачке в пласт жидкости она прежде всего проникает в высокопроницаемые трещиноватые участки пласта и давление в них сильно возрастают. В результате возникают перепады давления между высокои низкопроницаемыми участками пласта, а в высокопроницаемых участках раскрываются существующие или образуются новые трещины.

Следовательно, для осуществления ГРП необходимо преодолеть напряжение в призабойной зоне продуктивного пласта, создаваемые горным давлением и прочностью самих пород.

Практически давление гидравлического разрыва пласта можно определить по формуле:

Рраз =(0,014 — 0,026)*H*pn*g.

где Н — глубина скважины, м, рпплотность породы, g — ускорение свободного падения.

Процесс ГРП проводится в три стадии: закачка в пласт жидкости разрыва для образования трещин в призабойной зоне пласта, введение в полученные трещины крупнозернистого песка для сохранения их в открытом состоянии, закачка продавочной жидкости для введения оставшегося в НКТ песка в трещины пласта.

Рабочие жидкости, используемые при ГРП, разделяются на жидкость разрыва, жидкость-песконоситель и продавочную жидкость. Рабочие жидкости, нагнетаемые в пласт не должны содержать в своем составе посторонних механических примесей и при соединении с пластовыми жидкостями и породами давать нерастворимых осадков, не должны вызывать набухания глинистых включений пород пласта.

Наиболее подходящие жидкости на водной основе: вода, растворы сульфит — спиртовой барды, загущенные растворы кислот. Вязкость рабочих жидкостей должна быть стабильной в течение всего процесса ГРП.

Рис 3.1 Схема проведения ГРП.

а — установка пакера; б — создание трещин; в — закрепление трещин; 1 — эксплуатационная колонна; 2 — колонна НКТ; 3 — продуктивный пласт; 4 — пакер.

При небольшой ее вязкости для достижения высокого давления разрыва требуется закачать в пласт большой объем жидкости, что связано с необходимостью иметь несколько одновременно работающих агрегатов. В то же время при большой вязкости жидкости разрыва для образования трещин необходимы высокие давления. В зависимости от проницаемости пород пласта на практике применяют жидкости разрыва вязкостью 0,05 -0,5 Па*с и более.

Жидкость — песконоситель предназначена для транспортирования песка по НКТ до забоя с последующим его переносом по трещинам вглубь пласта. Поэтому она должна обладать высокой пескоудерживающей способностью, для чего скорость закачки этой жидкости должна быть несколько выше скорости выпадения песка из нее.

Чтобы переносить песок по трещинам, жидкость — песконоситель должна обладать малой фильтрационной способностью, что достигается за счет увеличения ее вязкости введением соответствующих загустителей. Продавочная жидкость должна быть с наименьшей вязкостью и плотностью, что снижает потери напора при прокачке и облегчает освоение скважины после ГРП. Все растворы на водной основе применительны только для водона-гнетательных скважин. Использовать их для нефтяных скважин неприемлемо, так как снижается общая эффективность процесса за счет снижения проницаемости призабойной зоны.

Для нефтяных скважин рекомендуют использовать жидкости на углеводородной основе: дегазированная нефть, загущенная нефть, мазут или его смеси с нефтями, керосин или дизельное топливо, загущенное специальными реагентами.

Для сохранения трещин гидроразрыва в открытом состоянии после снятия нагрузки их заполняют крупнозернистым песком, который должен обладать достаточной механической прочностью, чтобы не разрушаться под действием массы вышележащих пород, быть однородным по составу и сохранять высокую проницаемость. Этому требованию отвечает кварцевый песок фракций 0,3 — 1,0 мм. Однако в настоящее время широко используется искусственный материал — пропант, который по сравнению с обычным песком имеет более высокую прочность, полностью однородный состав и высокую проницаемость.

Эффективность ГРП зависит от размеров трещин. Чем больше радиус их распространения по простиранию, тем наиболее вероятно соединение ствола скважины с более высокопроницаемыми частями пласта. Протяженность трещин зависит от давления нагнетания и объемов нагнетаемого песка. Радиус трещины может достигать нескольких десятков метров. На практике для этой цели применяют от 2 до 20 тонн песка.

В зависимости от вязкости жидкости — песконосителя и скорости закачки (числа насосных агрегатов) концентрация песка при введении его в трещины пласта достигает 100- 300 кг на 1 м³ жидкости.