Расходомер

Так как скорость закачки является важным параметром ГРП, она должна контролироваться на протяжении всей операции. Химические реагенты (разрушители вязкости, например) и проппант добавляются в жидкость при определенной концентрации (галл или фунт/галл). Поэтому для успеха операции сведения о скорости закачки являются решающими.

П

Электрический преобразователь

Лопасти турбины

Ротор

ри ГРП широко используется турбинный расходомер (рис.44). Для осуществления операции обычно используются два турбинных расходомера: один на приеме блендера, для замера расхода чистой жидкости, второй на выходе блендера, для замера расхода готовой жидкости. При закачке гелевых жидкостей турбинные расходомеры должны быть откалиброваны для закачиваемой в скважину системы жидкости.

Корпус

Courtesy Halliburton Energy Services

Рис.44. Схема турбинного расходомера

При приготовлении основной жидкости рекомендуется замерять уровни в емкостях, чтобы знать, сколько жидкости закачано и сколько осталось. И, конечно же, необходимо сравнивать показания расходомера и непосредственного замера объема жидкости в емкостях.

Так как ГРП – динамичная операция, объемы жидкости и проппанта постоянно меняются, поэтому важно знать их точные значения.

Радиоактивный плотномер

Концентрация проппанта обычно контролируется с помощью радиоактивного плотномера (рис.45). Плотномер использует радиоактивный источник, который излучает низкорадиоактивные гамма-лучи с достаточной для прохождения через сечение линии и контакта с детектором энергией (рис.46). При повышении плотности жидкости только малое количество лучей достигает детектора. Поэтому чем меньше лучей достигает детектора, тем больше плотность жидкости.

Courtesy Halliburton Energy Services

Рис.45. Радиоактивный плотномер

Концентрация проппанта, которая отображается на цифровом дисплее, рассчитывается через плотность жидкости (для увеличения точности измерений полезно производить калибровку радиоактивного плотномера путем тестовых замеров основной жидкости). Плотномер должен быть смонтирован в линию между насосными установками и устьем (обычно как можно ближе к устью). Для обеспечения проектных концентраций проппанта показания плотномера во время проведения ГРП тщательно контролируются. Для обеспечения контроля качества при проведении ГРП инженер-проектировщик должен придать особое значение необходимости использования радиоактивного плотномера.

Источник гамма-лучей

Детектор гамма-лучей

Течение жидкости разрыва

Проппант

Рис. 46. Схематический разрез радиоактивного плотномера

Датчики давления

Для успешного проведения операции необходимо контролировать два давления:

• рабочее устьевое давление

• давление в затрубном пространстве

Рабочее устьевое давление P_w обеспечивает гидравлическую связь с создаваемой трещиной. Для определения характера развития трещины и распределения проппанта измеряемое на поверхности давление пересчитывается в пластовые условия. Для предотвращения превышения рабочим давлением максимально допустимого необходимо знать его значения. Проведение ГРП без замеров устьевого давления подобно полету на самолете без высотомера.

На практике во время проведения ГРП также осуществляют контроль затрубного давления. В зависимости от устьевого давления, затрубное давление с помощью трехцилиндровых насосов поддерживется на уровне 1000 - 5000 psi. Неожиданные изменения затрубного давления говорят об установлении гидродинамической связи между затрубным пространством и НКТ (через узловые соединения, подземное оборудование и т.д.).

Давление может контролироваться с помощью датчиков, передающих данные непосредственно на станцию управления. В основном рекомендуется использовать два датчика, установленных в основной линии и затрубной. На рис.47 представлена фотография датчика давления, установленного в затрубную линию.