3. Внедрить методики обработки данных исследования не фонтанирующих скважин, отвечающие современным требованиям по определению давлений, продуктивности, гидропроводности, параметров, характеризующих ПЗП, с наилучшей их точностью.
4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Описание ГРП
Гидравлический разрыв пластов - это одна из наиболее широко применяемых технологий повышения продуктивности, используемых на нефтяных и газовых скважинах.
Теория гидравлического разрыва пластов совершенствовалась на протяжении многих лет. Со времени проведения первого ГРП в 1949 году совершенствование химических реагентов, оборудования и технологий сделали процесс гидроразрыва пластов надежным и предсказуемым процессом. Постоянные инженерные и научные исследования не оставляют сомнений в том, что в будущем времени технологии проведения работ и применяемые материалы будут еще более усовершенствованы.
Гидравлическим разрывом пласта называется процесс, при котором давление жидкости воздействует на скальные пластовые породы, вызывая их разрушение и образование в них трещин. После того, как скальные породы разрушены, продолжающееся воздействие давления жидкости удлиняет трещину разрыва от первоначальной точки разрушения пород. К закачиваемой жидкости добавляется заполняющий материал, например песок, керамические шарики или спеченный боксит с целью заполнения образовавшейся трещины и удержания ее в открытом состоянии после исчезновения давления жидкости. За счет этого создается новый проточный канал большого сечения. Трещина разрыва может соединять имеющиеся естественные трещины, а также образовывать в пласте дополнительные дренажные зоны. Жидкость, используемая для передачи гидравлического давления на пластовые породы, называется жидкостью ГРП, а заполняющий трещину разрыва материал - пропантом.
Проведение гидравлического разрыва пласта ставит перед собой следующие задачи:
1) Образование трещины разрыва в пластовых породах;
2) Заполнение трещины разрыва пропантом для удержания ее в открытом положении;
3) Удаление жидкости ГРП;
4) Увеличение продуктивности пласта.
Создание трещины разрыва.
Выполнение этой задачи достигается закачиванием в пласт жидкости соответствующего типа со скоростью закачки, превышающей поглощение жидкости пластом. Давление жидкости растет при этом до того, пока не превысит внутренние напряжения в пластовых породах, после чего породы начнут растрескиваться.
Заполнение трещины для удержания ее в открытом положении.
После того, как трещина разрыва образовалась, к жидкости ГРП добавляется пропант (искусственный песок PROPANT – керамический песок, его зерна имеют округлую форму: размер зерен - 0,42-0,833 мм; удельный вес - 1,71 кг/м3) с целью закачки его в трещину. После того, как процесс закачки завершен и давление снижается, пропант остается в трещине, препятствуя схождению трещины и обеспечивая высокую проницаемость для пластовых жидкостей.
Удаление жидкости ГРП.
Перед запуском скважины в работу из нее необходимо удалить жидкость ГРП. Степень легкости удаления зависит от типа использованной жидкости, пластового давления и относительной проницаемости пластовых пород для жидкости ГРП. Удаление жидкости ГРП является крайне важным, поскольку она может вызвать блокирование пластовых жидкостей за счет снижения относительной проницаемости.
4.2 Материалы и оборудование применяемые при ГРП
Для проведения гидравлического разрыва пластов используется дизельное топливо и фирменная жидкость OG-4, приготавливаемая на основе дизельного топлива. Для проведения мини-разрыва пласта используют дизельное топливо. Затем на следующих этапах проведения ГРП в качестве жидкости разрыва используют OG-4. Она состоит из нескольких компонентов:
WG-15 GELLANT – для загустевания жидкости
SG-1 – стабилизатор геля
CS-2 – стабилизатор глины
CXB-4 – Crosslinker
AKTIVATOR – для усиления действия гелланта
SURFACTANT – для уменьшения сил поверхностного натяжения
BREAKER – разрушает структуру геля под действием пластовой температуры через 48 часов.
Вязкость OG-4 в пластовых условиях 50 сПз. После распада геля вязкость снижается до 3-4 сПз, этого достаточно для отработки жидкости из пласта после окончания ГРП.
В качестве расклинивающего агента применяется искусственный песок PROPANT. Его зерна имеют округлую форму.
Размер зерен – 0,42-0,833 мм
Удельный вес – 1710 кг/м3
Применяется до максимального давления – 50 МПа
Процесс ГРП осуществляется при использовании целого комплекса наземного и подземного оборудования.
Наземное оборудование целевого значения включает в себя насосные и пескосмесительные агрегаты для подготовки и закачки рабочих жидкостей разрыва, автоцистерны для их перевозки, специальную арматуру для обвязки устья скважины. Кроме того, при ГРП используется и другое специальное оборудование: подъемные агрегаты, емкости и т.д. используемое для ГРП подземное оборудование включает в себя: воронку, скрепер, шаблоны, пакер, колонну НКТ.
Основными в комплексе технологического оборудования для проведения ГРП являются насосные пескосмесительные установки, с помощью которых производят подготовку рабочих агентов и закачку их в пласт.
Состав комплекса наземного и подземного оборудования, применяемого для проведения ГРП в условиях Усть-Балыкского месторождения.
1) насосные агрегаты 6 единиц;
2) смеситель (блендер) 2 единицы;
3) песковоз 1 единица;
4) грузовик с попутным оборудованием 1 единица;
5) компьютерный центр 1 единица;
6) блок манифольда 1 единица;
7) булитовоз 1 единица;
8) буллиты (емкости) 2 – 6 единиц;
9) машина для перевозки хим. реагентов 1 единица;
10) пожарная машина 2 единицы;
11) машина скорой помощи 1 единица.
Технические характеристики применяемого оборудования.
Самоходная насосная установка:
Автошасси
Монтажная база KENWORTH
Грузоподъемность, т 18
Максимальная скорость передвижения, км/ч 110
Тяговый двигатель 3406-дизель
рядный, 6-цилиндровый
Номинальная мощность, л/с 400
Тип двигателя D-349 дизель
Максимальная мощность, кВт 1000
Количество цилиндров 16
Число передач 5
Насос
Тип насоса TEXACO-MEROPA-68
Максимальная подача, м3/мин 1,1
Максимально развиваемое давление, МПа 100
Количество цилиндров 3
Насос плунжерный, диаметры
плунжеров изменяются в зависимости
от требуемых характеристик, дюймов 3-6
Масса агрегата, т 30
Прицепной насосный агрегат:
Тягач КРАЗ-257Б1А
Грузоподъемность, т 12
Максимальная скорость передвижения, км/ч 60
Тяговый двигатель ЯМЗ-238-дизель
Номинальная мощность, кВт 176,5
Силовой агрегат
Двигатель ДЕТРОЙТ-49-дизель
Мощность, л/с 1500
Число оборотов 750 – 2200
Число передач 5
Насос TEXACO-MEROPA-68
Максимальная подача, м3/мин 1,5
Максимально развиваемое давление, МПа 100
Пескосмеситель прицепной:
Тягач КРАЗ-255
Силовой агрегат
Двигатель ДЕТРОЙТ-12V71-дизель
Мощность двигателя, л/с 350
Насос центробежный
Производительность, м3/мин 18
Максимальное число подключаемых
насосных агрегатов 14
Максимальное число подключаемых емкостей
для замешивания 6
Подача песка (пропанта) в смеситель производится через окна, расположенные в верхней части бункера. Перемешивание осуществляется с помощью шнека, затем песчаная смесь с помощью насоса подается к насосным агрегатам. Управление пескосмесителем полностью автоматизировано (гидропривод задвижек, гидромоторы) и осуществляется из кабины автомобиля.
Песковоз:
Монтажная база KENWORTH
Емкость бункера, т 25
Максимальная скорость передвижения, км/ч 110
Двигатель 3406-дизель
Номинальная мощность, л/с 400
Скорость подачи песка транспортером, кг/мин 300-500
Компьютерный центр (прицепной) применяется для управления процессом ГРП и регистрацией его параметров.
Тягач УРАЛ-4320
Автономный электрогенератор
Двигатель ISUZU
Мощность, л/с 70
Компьютерный центр оснащен графопостроителем, принтером. Двумя дисплеями, отражающими в цифровом и графическом виде параметры разрыва.
Монтажная база, шасси КРАЗ-257
Шифр 5Т
Длина хода поршня, мм 250
Диаметр цилиндра, мм 100
Производительность насоса, м3/ч
при коэффициенте наполнения 0,92
Первая скорость 2,42
Вторая скорость 4,15
Третья скорость 8,5
Четвертая скорость 13,4
Давление на выкиде, кг/см2
Первая скорость 320
Вторая скорость 205
Третья скорость 100
Четвертая скорость 63
ЦА-320 применяют при проведении ГРП для поддержания давления в затрубном пространстве в течение всего процесса, порядка 12 МПа, с целью снижения разности давления над и под пакером.
Монтажная база, шасси КамАЗ- 53212
Вместимость цистерны, м3 10
Насос
Тип К45/55
Подача, дм3/с 12,5
Давление нагнетания, МПа 0,55
Время заполнения цистерны жидкости, мин 15
Мощность, потребляемая насосом, кВт 12,5
Габаритные размеры автоцистерны 8330х2500х2820
Прицеп цистерна ПЦ-8-8350
Монтажная база Прицеп ГКБ-8350
Вместимость цистерны м3 8,3
Условный проход трубопроводов манифольда, мм:
Всасывающего 100
Нагнетательного 50
Габаритные размеры
прицепа-цистерны, мм 8290х2500х3040
Масса прицепа (без груза), кг 5025
Автоцистерна АЦ-10 и прицеп-цистерна ПЦ-8-8350 используется для перевозки жидкостей при подготовке ГРП.
Также для проведения ГРП используются стандартные емкости-буллиты объемов 50 м3, транспортируемые с помощью буллитовоза на базе автомобиля KENWORTH, который способен с помощью лебедки самостоятельно брать на себя перевозить и устанавливать на новом месте стандартные емкости.