Механические методы применяют в малопроницаемых твердых породах. К этому виду воздействия относится гидравлический разрыв пласта (ГРП).
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – искусственный метод образования новых или раскрытия уже существующих трещин в породах призабойной зоны путем закачки жидкости в пласт под высоким давлением. Для предотвращения смыкания берегов трещин после окончания операции и снижения давления до первоначального в пласт вместе с жидкостью закачивают зернистый материал – кварцевый песок. Трещины разрыва проникают в глубь пласта, соединяя ствол скважины с удаленными от забоя продуктивными частями пласта.
Гидроразрыв пластов состоит из следующих последовательно проводимых операций:
1) закачки в пласт жидкости разрыва для образования трещин в пласте;
2) закачки жидкости-песконосителя с песком, предназначенным для заполнения трещин;
3) закачки продавочной жидкости для продавливания песка в трещины.
Механизм образования трещин при разрыве можно представить следующим образом. В осадочных горных породах имеются естественные микротрещины, которые сжаты под действием горного давления. Проницаемость таких трещин очень мала. Под давлением, создаваемым насосами, жидкость, закачиваемая в скважину, фильтруется в первую очередь по зонам наибольшей проницаемости, в том числе в естественные трещины. При этом между пропластками по вертикали создается разность давлений, так как в более проницаемых пропластках и трещинах давление будет больше чем в малопроницаемых или практически непроницаемых. В результате возникает усилие, действующее на кровлю и подошву проницаемого пласта; вышележащие породы подвергаются деформации, и на границах пропластков образуются новые трещины или же расширяются старые.
В качестве рабочих жикостей гидроразрыва применяют различные жидкости, которые по физико-химическим свойствам можно разделить на две группы: жидкости на углеводородной основе и жидкости на водяной основе. По своему назначению жидкости разделяются на три категории: жидкость разрыва, жидкость-песконоситель и продавочная жидкость.
Углеводородные жидкости применяют в нефтяных скважинах; к ним относятся нефть повышенной вязкости, мазут, дизельное топливо или керосин, загущенные нефтяными мылами. Водяные же растворы применяют в нагнетательных скважинах, к ним относятся: водный раствор сульфит-спиртовой барды, пресная или солевая вода, соляная и плавиковая кислоты, загущенные реагентами-загустителями. Широко применяются в качестве жидкостей гидроразрыва различные эмульсии: нефтекислотные (гидрофобные), водонефтяные (гидрофильные) и кислотно-керосиновые.
Эмульсии приготавливаются путем механического перемешивания компонентов центробежными или шестеренчатыми насосами с введением необходимых химических реагентов. Для приготовления эмульсий в качестве одной из фаз используют керосин, дизельное топливо, различные нефти, в качестве второй фазы – воду или соляную кислоту.
Для гидравлического разрыва пласта выбирают следующие скважины:
- с низкой продуктивностью;
- с высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора;
- с загрязненной призабойной зоной;
- с высоким газовым фактором;
- нагнетательные с низкой приемистостью;
- нагнетательные для расширения интервала поглощения.
Перед началом работ забой скважины необходимо очистить лучше всего промывкой. В отдельных случаях для улучшения фильтрационных свойств пластов рекомендуется проводить соляно-кислотную или грязевую обработку и дополнительную перфорацию. Эти мероприятия снижают давление разрыва и повышают его эффективность. Наилучший эффект дает гидропескоструйная перфорация интервала, намеченного для разрыва.
После очистки в скважину спускают насосно-компрессорные трубы, чтобы при продавке иметь меньше потери давления. Для предохранения обсадной колонны от воздействия большого давления над разрываемым пластом иногда устанавливают пакер. При больших давлениях при гидоразрыве на пакер снизу действуют очень большие усилия. Для предотвращения сдвига пакера по колонне на трубах выше пакера устанавливают гидравлический якорь.
После спуска труб с пакером и якорем на устье скважины устанавливают головку, к которой и подключают насосные агрегаты для нагнетания.
Вначале жидкость разрыва закачивают насосными агрегатами. По мере закачки давление постепенно повышается. В момент, когда давление на забое достигнет определенной величины, пласт разорвется и образуется трещина. Момент разрыва обнаруживается по резкому спаду давления на манометре, установленном на выкидной линии. После разрыва давление на устье падает, а расход нагнетаемой жидкости сильно возрастает – начинает работать трещина и скважина начинает принимать жидкости больше, чем она принимала перед разрывом.
После разрыва пласта переходят к нагнетанию жидкости-песконосителя. Наибольший эффект достигается при закачке жидкости-песконосителя с большими скоростями и при высоких давлениях нагнетания.
Затем жидкость с песком продавливают в пласт путем нагнетания продавочной жидкости при максимальном давлении и с максимальной скоростью, для обеспечения быстрейшего заполнения трещин песком. Для этого подключают наибольшее число насосных агрегатов. Количество продавочной жидкости должно быть равно емкости колонны труб. При прокачке излишнего количества продавочной жидкости она может оттеснить песок в глубь пласта и после снятия давления трещина в непосредственной близости к забою скважины может сомкнуться, тогда эффект от разрыва может быть сведен к нулю.
В качестве продавочной жидкости используют нефть для нефтяных и воду для нагнетательных. После продавки устье закрывают и скважину оставляют в покое, пока давление на устье не упадет до нуля. Затем скважину промывают, очищая от песка, и приступают к освоению.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему