Оценка потерь давления в перфорационных отверстиях Pperfs

Как видно из уравнения 9, потери давления на трение в перфорационных отверстиях являются важной составляющей устьевого давления. Трение возникает при закачке жидкости через перфорационные отверстия.

Потери давления на трение в перфорационных отверстиях P_perfs являются функцией размера отверстий и скорости закачки жидкости (баррелей в минуту через каждое перфорационное отверстие). В общем, чем больше размер перфорационных отверстий, тем меньше в них трение. Также чем выше скорость закачки (а именно скорость/перфорационное отверстие), тем выше потери давления на трение.

С совершенствованием технологий перфорирования в настоящее время можно создавать глубоко проникающие в продуктивный интервал отверстия. В некоторых случаях при проведении ГРП в твердых низкопроницаемых породах глубокие перфорационные отверстия могут способствовать образованию множественных трещин. В других случаях, когда направление перфорационных отверстий может не совпадать с направлением развития трещины, создаются дополнительные потери давления на трение (из-за извилистости траектории движения жидкости). В большинстве случаев множественные трещины и извилистость могут быть нейтрализованы (с помощью закачки проппантных пробок (1000-2000 фунтов) в начальной стадии для закупорки трещин, мешающих развитию основной трещины, и обеспечения непосредственного канала для закачиваемой жидкости).

Ограниченный ГРП используется для воздействия на многочисленные продуктивные зоны при обработке интервалов длиной в несколько сотен футов за одну операцию (позднее эта технология будет детально описана при рассмотрении изоляции интервалов). При использовании такой технологии общее число перфорационных отверстий специально ограничивается так, чтобы, рабочего давления не смотря на потери давления на трение, было достаточно для закачки жидкости в пласт. Поступление жидкости в пласт контролируется количеством перфорационных отверстий, предназначенных для определенного интервала. Ограниченные ГРП намного сложнее проектировать, поэтому можно не обеспечить эффективного воздействия каждой их зон. К тому же такие операции оказываются намного дороже. Иногда проведение перфорирования или ГРП отдельных интервалов (начиная с нижнего, заканчивая верхним, изолируя интервалы с помощью разбуриваемых пробок, устанавливаемых на ГНКТ) может быть намного эффективнее.

Потери давления на трение в перфорационных отверстиях могут быть рассчитаны с помощью уравнения 13:

P_perfs = 0,2369 Q² ρ (Уравнение 13)

D⁴ C²

Где:

P_perfs = потери давления на трение в перфорационных отверстиях, psi

Q = скорость закачки (бар/мин/перф.отв.)

D = диаметр перфорационных отверстий (дюйм)

C = коэффициент расхода жидкости при истечении из отверстия (обычно 0.95)

ρ = плотность жидкости, фунт/галлон

Уравнение 11 применимо для расчета потерь на трение с учетом плотности и размера перфорационных отверстий. С помощью этого уравнения может быть рассчитана скорость закачки для определенного значения потерь давления.

Примечание: Когда неизвестен азимут трещины, необходимо производить перфорацию с плотностью 6 отверстий на фут и фазировкой 60^o (с минимальным диаметром 0.30 дюймов). Такая перфорация обеспечивает хорошее сообщение трещины со скважиной, относительно небольшое давление разрыва (в том числе благодаря снижению влияния извилистости траектории движения жидкости). Другие программы перфорирования (например, 120^o) также применимы во многих операциях для предотвращения образования многочисленных трещин.

Когда определен азимут трещины, для улучшения качества ГРП может быть использовано направленное перфорирование (с фазировкой 180⁰).

При ориентированном перфорировании перфораторы располагаются в плоскости развития трещины, и вероятность образования множественных трещин значительно снижается. Дополнительным преимуществом ориентированного перфорирования является снижение количества проппанта выносимого из трещины при вводе скважины в эксплуатацию.