2.2 Виды грп

В зависимости от физико-геологических характеристик пласта или отдельных его объектов в настоящее время разработано большое количество технологических схем гидроразрыва, отличающихся направлением и числом трещин, типом жидкости и расклинивающего материала.

Виды ГРП классифицированы по следующим признакам:

1.По типу скважины:

- добывающие нефтяные;

- добывающие газовые;

- нагнетательные.

2. По применяемому внутрискважинному оборудлванию:

- без НКТ;

- с использованием НКТ;

- без пакера (давление разрыва действует на обсадную колонну);

- с пакером.

3. по числу пластов в разрезе скважины:

- один;

- два;

- несколько.

4. По виду ГРП:

- простой;

- поинтервальный (многократный);

- направленный;

- избирательный;

- массированный;

- глубокопроникающий;

- косбинированный (например, кислотная обработка+ГРП, щелевая разгрузка+ГРП и т.д.)

5. По типу используемых при ГРП жидкостей и наполнителей.

При реализации ГРП в призабойной зоне могут образовываться трещины различной пространственной ориентации: горизонтальные, вертикальные или наклонные. На рис. 4 приведена схема вертикальной трещины.

Рисунок 4 – Схема вертикальной трещины.

А. Образование горизонтальной трещины

Если в призабойную зону скважины нагнать слабофильтрующуй (среднефильтрующую) жидкость, то фильтрация начинается в наиболее проницаемые области ПЗП, определяемые, как правило, наличием трещин. Фильтрация возможна только при определенном перепаде давлений , зависящем от ряда факторов:

В этом случае слабофильтрующая жидкость действует как клин, увеличивая длину и раскрытость горизонтальной трещины. При этом положительный результат может быть получен только при определенном темпе закачки жидкости разрыва. Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяют по эмпирической зависимости:

, (1)

где - минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования горизонтальной трещины, м³ /с;

R_T – радиус горизонтальной трещины, м;

- ширина трещины на стенке скважины, м;

- вязкость жидкости разрыва, мПа*с.

Принципиально возможно образование горизонтальной трещины и фильтрующейся жидкостью, что связано с существенным увеличением темпа и давления закачки.

А. Образование вертикальной (наклонной) трещины

Если используется нефильтрующаяся жидкость разрыва, то по мере повышения давления закачки напряжение в горной породе возрастает. При определенном напряжении, превышающем предел прочности породы на сжатие, порода разрывается. Физически этот процесс протекает следующим образом: по мере роста давления закачки напряжение в горной породе возрастает и происходит ее сжатие. Сжатие происходит до определенного предела, определенного прочностью на сжатие. После снятия давления закачки возникают остаточные трещины (трещины разуплотнения), как правило, вертикальной или наклонной ориентации.

Минимальный темп закачки жидкости разрыва рассчитывают по следующей эмпирической зависимости:

, (2)

где - минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования вертикальной трещины, м³ /с;

h – толщина пласта, м.

Так как в процессе закачки определенная часть жидкости фильтруется в породу, формируя вдоль трещин зоны инфильтрата, действительный темп закачки жидкости разрыва должен быть выше такового, рассчитываемого по формулам 1 и 2:

Технология однократного гидроразрыва пласта предполагает создание одной трещины в продуктивном разрезе скважины. Технологические смены многократного разрыва обеспечивают образование нескольких трещин по всей вскрытой продуктивной мощности пласта.

Многократный или поинтервальный гидравлический разрыв.

С увеличением мощности пласта влияние единственной трещины на производительность скважины уменьшается. Однократный разрыв целесообразно проводить в пластах, продуктивная мощность которых не превышает 10-12 метров.

В более мощных пластах проводят многократный или поинтервальный разрыв. Сущность этого метода разрыва заключается в том, что в пределах вскрытого перфорацией продуктивного пласта создается не одна трещина, а поочередно несколько. Область применения многократного разрыва пласта распространяется на месторождения, представленные мощными продуктивными пластами, сильно расчлененными пропластками, между которыми нет взаимодействия.

Многократный разрыв пласта может быть осуществлен в нескольких вариантах.

1. Снизу вверх. Этот вариант применим в пластах, представленных несколькими прослоями продуктивных пород, когда необходимо предупредить образование или увеличение трещин в нижних из них. Гидроразрыв начинается с нижнего прослоя с последующим переходом на вышележащие горизонты. Интервалы, в которых уже получены трещины, перекрываются песчаной пробкой.

2. Сверху вниз многократный разрыв предусматривает при проведении процесса не намывать, а размывать песчаную пробку. Это позволяет провести цикл разрывов без промежуточных спуско-подъемных операций (СПО). Все нижние пласты засыпают песком и проводят гидроразрыв верхнего пласта.

3. С использованием закупоривающего вещества.

Сущность этого метода заключается в использовании специальных материалов, позволяющих временно ограничивать поступление жидкости в уже созданную трещину в процессе осуществления операций по гидроразрыву.

Направленный гидравлический разрыв.

Отличительной особенностью технологии направленного процесса гидроразрыва является осуществление мероприятий, обеспечивающих образование трещин в намеченных интервалах продуктивной мощности.

Все скважины с точки зрения проведения направленного гидроразрыва можно разделить на три группы:

1) скважины, находящиеся в эксплуатации с пластом, вскрытом сплошной перфорацией, в которых планируется проведение ГРП впервые;

2) скважины, находящиеся в эксплуатации с пластом, вскрытом сплошной перфорацией, в которых гидроразрыв уже применялся, но полученные трещины зафиксированы вне продуктивных пород;

3) новые скважины с пластом, еще не вскрытом перфорацией.

В каждой их этих групп направленный гидроразрыв проводят по самостоятельной схеме.

В скважинах первой группы проводят дополнительное уплотненное вскрытие пласта перфорацией.

В скважинах второй группы предварительно ликвидируют ранее созданные трещины, для чего проводят цементную заливку под давлением с перекрытием всех отверстий перфорации. После разбуривания цементного стакана в интервале, намеченном для создания трещин, осуществляют уплотненное вскрытие пласта специально для гидроразрыва.

В скважинах третьей группы при необходимости проведение направленного гидроразрыва планируют сразу. В узком выбранном интервале проводят уплотненное вскрытие перфорацией пласта только для гидроразрыва, после проведения которого осуществляют довскрытие пласта по мощности.