Гидроравличеський розрив шара
Гидроравличеський розрив шарiв — один з еффективнейших засобiв
впливу на призабойную зону шпар. Це метод застосовується для
освоєння шпар для пiдвищення продуктивностi нафтових i газових
родовищ i для пiдвищення поглинальноï здатностi нагнiтальних шпар,
при iзоляцiï пластових вод i т. д.
Процес гiдророзриву шарiв полягає в створеннi штучних i розширення
наявних шпар у породах призабойной зони впливом пiдвищених тиськiв
рiдини, що нагнiтається в шпару. При пiдвищеннi тиську в породах
шару утворяться новi або вiдкриваються або розширюються наявнi трiщини.
Вся ця система трiщин зв'язує шпару з вилученими вiд вибою
продуктивними частинами шару. Для запобiгання змикання трiщин пiсля
зниження тиську в них уводять грубозернистий пiсок, що додається в
рiдину, що нагнiтається в шпару. Радiус трiщин може досягати
декiлькох десяткiв метрiв. Гiдродинамiчну ефективнiсть методу й
максимальне збiльшення дебiту шпари в результатi гiдророзриву шарiв
можна оцiнити, виходячи з наступнi.
Тещинi, у порiвняннi з пористим середовищем нафтових колекторiв, мають
бiльше високу пропуськну здатнiсть, тому можна допустити, що проникнiсть
призабойной зони в радiусi трiщини пiсля розриву стала неськiнченно
великий. Тодi приплив до такоï шпари можна розраховувати, приймаючи
ïï радiус рiвним радiусу трiщини. Отже, при однiй i тiй же
депресiï де Q(t) дебiт шпари з радiусом r(t) ; Q-Дебiт
доконаноï шпари з радiусом r© ; R(k) — радiус контуру
харчування.
R(k) lg —i —iQ(t) r© —i —i = —i-i-i-iQ
R(k) lg-ir(t) Промислова практика показує, що дебети шпар
пiсля гiдророзриву збiльшуються iнодi в кiлька десяткiв разiв. Це
свiдчить про те, що трiщини, що утворилися, очевидно,
з'єднуються з iснуючими ранiше, i приплив до шпари
вiдбувається ще й з ранiше iзольованих високопродуктивних
зон.
Механiзм утворення трiщин при розривi шару фiльтрiвноï в шар
рiдиною наступноï. Пiд тиськом, створюваним у шпарi насосними
агрегатами, рiдина розриву фiльтрується в першу чергу в зони з
найбiльшою проникнiстю. При цьому мiж пропластками по вертикалi
створюється рiзниця тиськiв, тому що в бiльше проникних
пропластках, тиськ бiльше, нiж у малопроницаемих або практично не
проникних. У результатi на покрiвлю й пiдошву проникного шару починають
дiяти деякi сили, що вище лежать породи пiддаються деформацiï й на
границях пропластков утворяться горизонтальнi трiщини.
При розривi не фiльтрiвною рiдиною механiзм розриву шару стає
аналогiчним механiзму розриву товстостiнних посудин. Трiщини, що
утворяться при цьому, мають, як правило, вертикальний або похилий
напрямок. При розривi фiльтрiвною рiдиною тиськ розриву звичайно значно
менше, нiж при розривi нефiльтрiвними рiдинами, тому що в останньому
випадку механiзм розриву порiд подiбний з механiзмом розриву
товстостiнноï посудини. Фiльтрiвна рiдина, що припала в шар
внаслiдок великоï площi контакту з породою, Передає на
неï бiльшi зусилля, достатнi для розриву при тиськах, значно
менших, чим необхiдно для руйнування шару нефiльтрiвною рiдиною.
Процес розриву у великому ступенi залежить вiд фiзичних властивостей
рiдини й, зокрема вiд ïï в'язкостi. Щоб тиськ розриву було
найменшим, потрiбно, щоб вона була фiльтрiвною.
Пiдвищення в'язкостi так само, як i зменшення фильтруемости рiдин,
застосовуваних при розривi шарiв, здiйснюється введенням у них
вiдповiдних добавок. Такими загустителями для углеводородних рiдин,
застосовуваних при розривi шарiв, є солi органiчних кислот,
восокомолекулярние й колоïднi з'єднання нафти (наприклад,
нафтовий гудрон i iншi вiдходи нафтопереробки) .
Значною в'язкiстю й високоï песьконесущей здатнiстю володiють деякi
нафти, керосино-кислотнi й нефте-кислотние емульсiï, застосовуванi
при розривi карбонатних колекторiв, i водо-нефтянние емульсiï. Цi
рiдини й використовуються як рiдини розриву й рiдин-песьконосителей при
розривi шарiв у нафтових свердловинах.
Застосування рiдин розриву й рiдин-песьконосителей на углеводородной
основi для розриву шарiв у водонагнетательних шпарах може привести до
погiршення проникностi порiд для води внаслiдок утворення сумiшей води з
вуглеводнями. Щоб уникнути цього явища шари у водонагнетательних шпарах
розривають загущеною водою. Для загущения застосовують сульфiд-спиртову
борду (ССБ) i iншi похiднi целюлози, добре розчиннi у водi. Пiсок,
призначений для заповнення трiщин, повинен задовольняти наступним
вимогам:
1) утворювати мiцнi пiщанi подушки й не руйнуватися пiд тиськом;
2) зберiгати високу проникнiсть пiд дiєю зовнiшнього тиську.
Цим вимогам задовольняє грубозернистий, добре окатанний i
однорiдний по гранулометричеському ськладу пiсок, що володiє
високою механiчною мiцнiстю. Найбiльше застосування одержали чистi
кварцовi пiськи з розмiром зерен вiд 0,5 до 1,0 мм.
ТЕХНОЛОГIЯ ПРОВЕДЕННЯ ГIДРОРОЗРИВУ ШАРУ.
Для гiдророзриву шару в першу чергу вибирають шпари з низькою
продуктивнiстю, обумовлених природною малою проникнiстю порiд, або
шпари, фiльтрацiйна здатнiсть призабойной зони яких погiршилася при
розкриттi шару. Необхiдно також, щоб пластовий тиськ було достатнiм для
забезпечення припливу нафти в шпару. До розриву порiд шпару дослiджують
на приплив i визначають ïï поглинальну здатнiсть i тиськ
поглинання. Результати дослiдження на приплив i данi про поглинальну
здатнiсть шпари до й пiсля розриву дають можливiсть судити про
результати операцiï, допомагають орiєнтовно оцiнити тиськ
розриву, правильно пiдiбрати пiдходящi властивостi й кiлькiсть рiдини
для проведення розриву. судити про змiни проникностi порiд призабойной
зони пiсля розриву. Перед початком робiт шпару очищають вiд бруду
дренуванням i промивають, щоб полiпшити фiльтрацiйнi властивостi
призабойной зони. Гарнi результати розриву можна одержати при попереднiй
обробцi шпари соляний або глинокислотой (сумiш соляноï й
плавиковоï) , оськiльки при розкриттi шару проникнiсть порiд
погiршується в тих iнтервалах, куди найбiльше проникають фiльтрат
i глинистий розчин. Такими пропластками є найбiльш проникнi
дiлянки розрiзу, якi пiсля розкриття шару при буравленнi на глинистому
розчинi стають iнодi мало проникними для рiдини розриву. Пiсля
попередньоï кислотноï обробки полiпшуються фiльтрацiйнi
властивостi таких шарiв i створюються сприятливi умови для утворення
трiщин.
У промиту очищену шпару спуськають насоснi труби дiаметром 76 або 102
мм, по яких рiдина розриву падає на вибiй. При спуську труб
меншого дiаметра внаслiдок значних втрат тиську процес розриву
утрудняється. Для запобiгання обсадноï колони вiд впливу
високого тиську над шаром установлюється пакер. Щоб вiн не
зрушувався, по колонi при пiдвищеному тиську на трубах
рекомендується встановлювати гiдравлiчний якiр. Чим бiльше тиськ у
трубах i усерединi якоря, тим з бiльшою силою висуваються й
притиськаються поршеньки якоря до обсадноï колони, кiльцевi гранi
на торцi поршеньков врiзаючись у колону, роблять тим велика гальмуюча
дiя, чим вище тиськ. Є якорi й iншi типи.
Устя шпари обладнається спецiальною голiвкою, до якоï
пiдключають агрегати для нагнiтання рiдин.
Розрив шару здiйснюється нагнiтанням у труби рiдини розриву до
моменту розшарування шару, що вiдзначається значним збiльшенням
коефiцiєнта приемистости шпари. Пiсля розриву в шар нагнiтають жидкость-
песьконоситель. Найбiльший ефект дає накачування рiдини
песьконосителя при бiльших швидкостях i високих тиськах нагнiтання, тому
що при цьому ширше вiдкриваються трiщини, що утворилися. Рiдина-
Песьконоситель придавлюють у шар в обсязi труб шляхом нагнiтання в шпару
продавочной рiдини, у якостi якоï використовують нафту для нафтових
свердловин i воду — для нагнiтальних. Пiсля цього устя шпари
закривають i залишають неï в спокоï доти, поки тиськ на устя
не спаде. Потiм шпару промивають, очищають вiд пiську й приступають до
ïï освоєння.
Крiм описаноï схеми гiдророзриву, залежно вiд умов проведення
процесу i його призначення застосовують iншi технологiчнi схеми.
У неглибоких шпарах розрив шару можна проводити без спуська насосно-
компресорних труб або iз трубами, але без пакера. У першому випадку
рiдина нагнiтається безпосередньо по обсадних трубах, а в другому
як по трубах, так i по кiльцевому просторi. При такiй технологiï
можна значно зменшити втрати тиську в шпарi при нагнiтаннi дуже
грузлоï рiдини. Для полiпшення умов припливу можна застосовувати й
багаторазовий розрив шару. Сутнiсть його полягає в тiм, що в шарi
на рiзних глибинах створюють кiлька трiщин i таким чином, iстотно
збiльшують проникнiсть порiд призабойной зони в шпарах.
Досить важливим питанням при проведеннi гiдророзриву, що вимагає
особливоï уваги, є визначення мiсця розташування й характеру
трiщин, що утворяться. Це завдання успiшно вирiшується методами
радiоактивного каротажу, проведеного пiсля введення в трiщину сумiшi
звичайного й радiоактивного пiську. Активацiю пiську здiйснюють
адсорбцiєю й закрiпленням на його поверхнi радiоактивних речовин.
Адсорбований активний компонент можна закрiпити шляхом покриття пiщин
нерозчинними у водi й нафтi речовинами, що клеять. На кривих гамма-
каротажу в iнтервалi утворення трiщин є чiткi аномалiï
радiоактивностi. ВИКОРИСТОВУВАНА ЛIТЕРАТУРА .
1. Розробка й експлуатацiя нафтових i газових родовищ. Моськва 1970.
