Влияние максимального рабочего давления

Способность создавать достаточное для ГРП давление имеет решающее значение для успеха операции. Колонны труб должны выдерживать максимальные рабочие давления. Для этого необходимо произвести расчет этих давлений для проведения опрессовки оборудования перед операцией. Методика расчета давления закачки будет приведена далее.

Если колонны труб не могут быть опрессованы на максимальные давления, то при проведении ГРП рабочие давления могут быть ограничены до допустимых значений. Если для создания эффективной трещины, закрепленной проппантом, необходимы высокие давления, то нужно произвести замену НКТ.

Давление в затрубном пространстве – При проведении ГРП обычно производят установку пакера для изоляции затрубного пространства, в котором рекомендуется поддерживать определенное давление. Создавая давление в затрубном пространстве во время проведения операции можно сразу определить отсутствие герметичности колонн труб, а также снизить перепад давлений на пакере.

Расчет максимально ожидаемого устьевого давления

Для установления соответствия имеющегося оборудования (колонны труб, устьевого оборудования, подземного оборудования) максимальным ожидаемым давлениям необходимо произвести их расчет.

Расчет максимальных ожидаемых давлений и необходимой мощности оборудования является очень важным этапом планирования ГРП.

Устьевое давление при проведении ГРП можно разбить на несколько составляющих:

• BHTP = Забойное давление = градиент разрыва x глубина, psi – давление, необходимое для удерживания трещины в открытом состоянии и обеспечения ее дальнейшего роста

• P_pipe = Потери давления на трение в НКТ, psi – эти потери зависят от типа и вязкости рабочей жидкости, размера НКТ и скорости закачки

• P_perf = потери давления в перфорационных отверстиях, psi – эти потери могут быть максимальным во время начала развития трещины (в зависимости от ориентации трещины, глубины проникновения и числа перфорационных отверстий). Важной составляющей этих потерь, особенно в момент создания трещины, является P_tortuosity (потери давления за счет извилистости траектории движения жидкости в районе перфорационных отверстий).

• P_net = Потери давления на трение в трещине (чистое давление), psi – так как трещина развивается, ее параметры (высота, ширина и длина) увеличиваются. Если трещина ограничена границами продуктивного интервала, P_net будет расти постепенно и может достигать 1000 to 2000 psi. Если P_net во время проведения ГРП внезапно снижается, это значит, что трещина больше не ограничена, т.е. происходит ее рост в высоту.

• P_hydrostatic = Гидростатическое давление столба жидкости. Вес столба жидкости содействует достижению необходимого давления на забое, поэтому эта составляющая вычитается их других компонент (см. уравнение 9). Важно запомнить, что действительное забойное давление равно сумме устьевого (P_surface) и гидростатического давлений (P_hydrostatic).

P_surface = BHTP + P_pipe + P_perfs + P_net - P_hydrostatic (Уравнение 9)

Составляющие устьевого давления изображены на рис.25.

P_surface

насосы

P_pipe P_hydrostatic

P_perfs BHTP P_net

Рис.25. Составляющие устьевого давления

Таким образом, для оценки устьевого давления должны быть известны градиент разрыва, тип рабочей жидкости, тип и размер НКТ, глубина продуктивного интервала и потери давления на трение в НКТ и перфорационных отверстиях.