Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция № 4 (ГРП)_окончательно.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
21.11.2019
Размер:
182.78 Кб
Скачать

Лекция № 4 Интенсификация добычи нефти с использованием технологии грп Общие положения

  1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – механический метод воздействия на пласт.

Порода разрывается в соответствии с напряженным состоянием или по плоскостям минимальной прочности под действием избыточного давления при закачке жидкости разрыва.

  1. После разрыва трещина увеличивается и возникает ее связь с другими трещинами и зонами повышенной проницаемости. Расширяется область пласта, дренируемая скважинами.

  2. В образованные трещины транспортируют зернистый материал (проппант) для закрепления трещины после снятия давления.

Таким образом гидравлический разрыв пласта (ГРП) заключается в создании искусственных и расширении естественных трещин. Микротрещины в ПЗС связаны с процессом первичного вскрытия в фазе бурения, а также с процессом вторичного вскрытия - перфорации).

Сущность ГРП заключается в нагнетании под давлением в ПЗС жидкости, которая заполняет микротрещины и расклинивает их, а также формирует новые трещины. Если при этом ввести в образовавшиеся или расширившиеся трещины закрепляющий материал (например, песок), то после снятия давления трещины не смыкаются.

Давление разрыва

1. В невозмущенном горном массиве напряженное состояние горных пород характеризуется следующими напряжениями:

  • вертикальным σz = Рг, определяемым весом вышележащих горных пород

σz = Pг = ρп g H , (1)

  • горизонтальным σх= σугг

σх= σугг=λ ρп g H , (2)

где ρп – плотность вышележащих горных пород,

Н – глубина залегания горизонта, для которого рассчитываются напряжения,

λ – коэффициент бокового распора, определяемый по формуле академика А.Н. Динника:

, (3)

ν – коэффициент Пуассона горной породы, зависящий от продольных и поперечных ее деформаций.

Для песчаников и известняков ν = 0,2 ÷ 0,3; для упругих пород коэффициент Пуассона изменяется в пределах 0,25 ÷ 0,43. Для пластичных горных пород (глина, глинистые сланцы, каменная соль) коэффициент Пуассона стремиться к 0,5, вследствие чего λ → 1.

Академик С.А.Христианович связывает величину горного давления, кроме того, с наличием в разрезе скважины глинистых пластичных пород.

Пусть горизонтальное горное давление в нем Ргг , а со стороны скважины – давление Рскв. Так как Рскв < Ргг , то:

Ргг – Рскв = ΔР .

Перепад давлений ΔР, действующий на глинистый пропласток, может оказаться выше прочности глины. В этом случае глина вытекает в скважину, формируя вокруг нее зону пониженного горного давления.

Рис. 1. К образованию зоны пониженного горного давления в разрезе

скважины

Давление разрыва Рр является трудно рассчитываемой величиной, но принципиально оно может соотноситься с горным давлением Рг следующим образом:

Рр < > Pг .

В общем случае давление разрыва зависит от следующих основных факторов:

  • горного давления Рг,

  • проницаемости ПЗС и наличия в ней микротрещин,

  • прочности и упругих свойств горной породы,

  • структуры порового пространства,

  • свойств жидкости разрыва,

  • геологического строения объекта,

  • технологии проведения ГРП и др.

Разрыв осуществляют так называемой жидкостью разрыва, а заполнение образовавшихся или расширившихся трещин закрепляющим материалом с жидкостью-носителем.

  1. Эффект от ГРП связан со следующими факторами:

- снижение фильтрационных сопротивлений в ПЗ скважины;

- увеличение фильтрационной поверхности скважины;

- приобщение к выработке слабодренируемых зон и пропластков.

  1. Технологии ГРП различаются объемами закачки технологических жидкостей и проппантов.

    1. Локальный гидроразрыв как управление продуктивностью.

Длина трещины – 10 -20 м; десятки метров кубических жидкости и единицы тонн проппанта. Дебит скважины увеличивается в 2 -3 раза.

    1. ГРП с протяженными трещинами (40 -60 м). Объемы закачки увеличиваются на порядок. Возможно вовлечение в разработку дополнительных запасов нефти – увеличение коэффициента охвата, снижение обводненности.

    2. Селективный гидроразрыв - для вовлечения в разработку и повышения продуктивности низкопроницаемых слоев.

    3. Массированный ГРП – трещины протяженностью до 1000 м (тысячи кубометров жидкостей, тысячи тонн пропанта).