Глава 4. Кислотная обработка/грп
Так как кислотная обработка и ГРП являются методами воздействия на пласт, будет полезно отметить их различия в применении.
Кислотная обработка – При проведении кислотной обработки в песчаных и карбонатных коллекторах используется небольшой объем кислоты (100 галлонов/фут) для удаления загрязнения призабойной зоны (глубина проникновения кислоты в пласт обычно 5 футов или менее). Кислотная обработка осуществляется при малых скоростях закачки (1-4 баррелей/мин) при забойных давлениях, не превышающих давление разрыва породы (создание трещины при кислотной обработке может снизить ее эффективность).
Применение кислотного разрыва в карбонатных коллекторах при давлении выше давления разрыва пород может быть очень эффективным методом воздействия на пласт для поддержания высокого уровня добычи, недостижимого с помощью кислотной обработки.
Гидравлический разрыв пласта – Процесс ГРП представляет собой процесс закачки жидкости в пласт при давлении, превосходящим давление разрыва породы, при котором происходит образование трещины. Для транспортировки проппанта, применяемого в качестве расклинивающего агента, используют инертные гели. Проппант (отсортированный песок высокого качества или искусственный проппант) служит для предотвращения смыкания трещины. Проппант должен выдерживать напряжения смыкания горных пород. Проницаемость и проводимость закрепленной проппантом трещины достаточно высока по сравнению с проницаемостью пласта. Увеличение добычи жидкости из пласта обычно достигается с помощью ГРП, так как фильтрация жидкости из пласта в скважину облегчается созданием высокопроводящей трещины (площадь трещины, проводимость трещины).
При кислотном ГРП кислота вытравливает каналы вдоль поверхности созданной трещины. В конце обработки трещина закрывается, а вытравленные кислотой каналы остаются открытыми (дизайн трещины, вытравленной кислотой).
Глава 5. Введение в гидравлический разрыв пласта
Нефть и газ добываются из разных типов резервуаров. На протяжении геологического времени и под действием тектонических сил углеводороды удерживаются в осадочных породах разного типа пористости, расположенных в различных частях земного шара. При бурении скважины через продуктивный пласт, находящиеся под большим давлением в поровом пространстве нефть и газ двигаются к скважине, а затем поднимаются на поверхность. Режим, при котором происходит приток жидкости к скважине, называется радиальным (рис.12.)
Рис.12. Радиальный приток к скважине
Когда скважина дает приток при радиальных условиях, ее производительность зависит от депрессии, создаваемой между пластом и скважиной P, и пропускной способности пласта kh.
Приток добывающей скважины может быть значительно увеличен с помощью гидравлического разрыва пласта. При проведении ГРП в скважину закачивается жидкость при давлении выше давления разрыва породы. При дальнейшей закачке жидкости в пласт создается высокопроницаемая трещина. В песчаных коллекторах, а иногда и в карбонатных, созданная трещина расклинивается проппантом. В карбонатных коллекторах для растворения породы вдоль трещины может быть использована кислота. Использование кислоты увеличивает проницаемость трещины за счет создания вытравленных каналов, остающихся открытыми после закрытия трещины. Течение жидкости в трещине – линейное (рис.13.).
Рис.13. Линейное течение жидкости в трещине
Создание линейного потока ведет к увеличению темпов отбора жидкости из пласта. В трещине значительно снижаются дополнительные потери давления при течении жидкости из пласта к скважине.
Желаемые экономические показатели и интенсификация добычи пластовой продукции могут быть достигнуты с помощью ГРП. Ускорение темпов отбора жидкости из пласта означает, что балансовые запасы могут быть извлечены за более короткий период времени. ГРП может быть применен как в высокопроницаемых, так и в низкопроницаемых коллекторах.
Ясно, что ГРП часто используется для увеличения добычи из низкопроницаемых зон пласта. Площадной контакт высокопроницаемой трещины с пластом дает заметное увеличение притока из низкопроницаемого пласта, а также количество экономически рентабельных извлекаемых запасов углеводородов.
Экономический эффект от ГРП также ощутим в высокопроницаемых песчаных пластах при использовании высоких концентраций проппанта и относительно небольшого объема жидкости, т.е. так называемой технологии Frac & Pack. Кислотный ГРП также используется для поддержания стабильного уровня добычи высокодебитных газовых скважин, добывающих из среднепроницаемых карбонатных коллекторов. В высокодебитных скважинах ГРП обеспечивает не только первоначальное увеличение добычи, но и, благодаря наличию трещины, позволяет увеличить эффективность дренирования жидкости путем создания линейного течения в трещине, обеспечивающего уменьшение потерь давления ΔP.
Индекс продуктивности PI является показателем эффективности проведения ГРП. Так как естественная проницаемость k – неизменный параметр, проницаемость пласта оказывает значительное влияние на дебит скважины. Чем меньше потери давления ΔP, тем эффективнее воздействие на пласт. Уравнение расчета индекса продуктивности J выглядит следующим образом:
J = q (Уравнение 8)
Δp
где:
J = индекс продуктивности PI, ст.бар./день/psi
q = объемный дебит, ст.бар./день
Δp = пластовое давление pr – забойное давление pwf