Реферат на тему:
Гидроразры́в пласта́ (ГРП) — один из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин и увеличения приёмистости нагнетательных скважин. Метод заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте для обеспечения притока добываемого флюида (газ, вода, конденсат, нефть либо их смесь) к забою скважины. Технология осуществления ГРП включает в себя закачку в скважину с помощью мощных насосных станций жидкости разрыва (гель, в некоторых случаях вода, либо кислота при кислотных ГРП) при давлениях выше давления разрыва нефтеносного пласта. Для поддержания трещины в открытом состоянии в терригенных коллекторах используется расклинивающий агент — проппант (обработанный кварцевый песок), в карбонатных — кислота, которая разъедает стенки созданной трещины.
После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает. Метод позволяет «оживить» простаивающие скважины, на которых добыча нефти традиционными способами уже невозможна или малорентабельна. Кроме того, в настоящее время метод применяется для разработки новых нефтяных пластов, извлечение нефти из которых традиционными способами нерентабельно ввиду низких получаемых дебитов.
Обычно на проведении ГРП и других методов интенсификации нефтедобычи специализируются сервисные нефтяные компании (Halliburton, Schlumberger, BJ Services и др.).
Проведение первого в мире ГРП приписывается компании Halliburton, выполнившей его в США в 1949 году. В качестве жидкости разрыва в тот момент использовалась техническая вода, в качестве расклинивающего агента — речной песок. Позже проводились ГРП и в СССР, разработчиками теоретической основы явились советские учёные Христианович С. А., Желтов Ю. П. (1953 год), также оказавшими значительное влияние на развитие ГРП в мире. ГРП используют также для добычи метана из угольных пластов, а также сланцевого газа. Впервые в мире гидроразрыв угольного пласта был произведён в 1954 году в Донбассе.[1]
Частные нефтяные компании «ЮКОС» и «Сибнефть» использовали на своих месторождениях метод ГРП. Ряд журналистов и экспертов тогда утверждали, что этот метод добычи нефти является варварским и приводит к разграблению месторождений. Аналогичные критические утверждения делал президент «Роснефти» Сергей Богданчиков[2].
В то же время, «Роснефть» широко применяла метод ГРП, по состоянию на 2009—2010 год «Роснефть» оставаясь в числе крупнейших клиентов нефтесерсвисной компании Schlumberger, специализирующейся на проведении гидроразрывов. В начале ноября 2006 на Приобском нефтяном месторождении, эксплуатируемом ООО «РН-Юганскнефтегаз» (дочернее предприятие государственной компании «Роснефть», получившей контроль над основным активом «ЮКОСа» — «Юганскнефтегазом»), при участии специалистов компании Newco Well Service был произведён крупнейший в России гидроразрыв нефтяного пласта. В пласт было закачано 864 тонны расклинивающего агента (пропанта). Операция велась семь часов и транслировалась в прямом эфире через интернет в офис «Юганскнефтегаза»[3]. В настоящее время в компании Роснефть делается более 2 тысяч операций по ГРП в год, абсолютное большинство новых скважин вводится в действие с ГРП.[4][5]
Документальный фильм «Gasland» (независимое исследование автора, Josh Fox) освещает целый ряд экологических проблем, связанных с использованием гидроразрыва пласта. По мнению создателя фильма, ГРП приводит к появлению в скважинной воде множества примесей, вредных для человека, включая бензол, толуол, этилбензол и диметилбензолы. [6] Для каждой операции ГРП используется от 80 до 300 тонн химикатов. Как описывается в фильме, в местах, где используется ГРП вода становится непригодна для питья, люди чаще болеют, у животных выпадает шерсть, ухудшается качество воздуха.
wreferat.baza-referat.ru
Т.С. Рычкова
В настоящее время в разработку широко вовлекаются трудноизвлекаемые запасы углеводородов, приуроченные к низкопроницаемым, слабодренируемым, неоднородным и расчлененным коллекторам [1].
Повышение проницаемости призабойной зоны скважин является одной из важнейших проблем нефтедобывающей промышленности. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных методов повышения производительности нагнетательных, нефтяных и газовых скважин, вскрывающих такие пласты [1].
Исследования практика применения ГРП показывают, что эффект от проведения гидроразрыва неодинаково проявляется в работе отдельных скважин.
В данной работе будет рассмотрено применение ГРП на скважинах двух месторождений Западной Сибири, Восточно-Таркосалинском и Южно-Пырейном.
Опыт проведения ГРП на Восточно-Таркосалинском месторождении показал эффективность применения данного метода. В то время как вопрос о применении ГРП на Южно-Пырейном нефтегазоконденсатном месторождении решался на основе данных полученных при проведении гидроразрыва на ближайшем Восточно-Таркосалинском месторождении и пока не принес результатов.
Оба месторождения относятся к месторождениям с трудноизвлекаемыми запасами. На Южно-Пырейном месторождении ГРП проводился на нефтенасыщенном пласте БУ 20, который соответствует пласту БП 16 на Восточно-Таркосалинском месторождении. Максимальная мощность пласта БУ 20 (БП 16) составляет 11-15 м. Пласт расчленен на пропластки, эффективная мощность которых не превышает 4,5 м.
Часть разреза, к которой приурочен промышленно-нефтеносный линзообразный пласт БУ 20 на Южно-Пырейном месторождении и пласт БП 16 на Восточно-Таркосалинском месторождении, представлена аргиллитоподобными глинами с прослойками и линзами светло-серого песчаного материала. Проницаемость пласта изменяется от 0,3 мД до 1,5 мД, пористость 11-15%., коэффициент песчанистости в среднем равен 0,38-0,4.
Гидравлический разрыв пласта впервые был применен на Восточно-Таркосалинском месторождении в 1997 г., на Южно-пырейном в 1999 г.
На Восточно-Таркосалинском месторождении в период с 1997 по 2000 гг. было проведено 22 гидроразрыва пласта БП 16. Анализ результатов показал, что снижение дебита скважин до первоначального происходит через 20-30 месяцев после гидроразрыва пласта. При этом дебит нефтяных скважин после ГРП увеличивается в среднем в 4-5 раз, по сравнению с дебитом этих же скважин до ГРП (в среднем с 5 до 30 т/сут). Что в целом говорит об эффективности применения ГРП на данном месторождении.
На основании эффекта гидроразрыва пласта на Восточно-Таркосалинском месторождении было принято решение о проведении ГРП на разведочных скважинах Южно-Пырейного месторождения, пробуренных в период с 1980 по 1990 гг. Первичное вскрытие пласта в этих скважинах производилось на глинистом растворе 1,14- 1,26 г/ см3 при пластовом давлении близком к гидростатическому 320 — 327 атм. При бурении отмечается проникновение фильтрата бурового раствора на 4-12 D/d, т.е. до 1 м и более. Освоение скважин производилось? буферным¦ способом, т.е. сменой глинистого раствора на пресную воду с последующим снижением уровня, что повлекло за собой неблагоприятное воздействие на призабойную зону пласта .
Дебит скважин до ГРП составлял 5-10 тонн в сутки. После проведения гидравлического разрыва пласта дебит в одном случае увеличился первоначально до 80 м3/сут. с последующим снижением до 15 м3/сут, во втором же случае не принес результата.
При проведении ГРП на Южно-Пырейном месторождении данные о первичном вскрытии пласта были учтены не в полной мере, в связи с чем не был получен ожидаемый эффект от гидравлического разрыва. Первичное вскрытие и освоение скважин методом смены глинистого раствора на пресную воду повлекло за собой ухудшение коллекторских свойств призабойной зоны.
Выбор скважин для обработок должны осуществляться на основе детально изучения коллекторских свойств пласта, гидродинамики процесса разработки участка пласта или месторождения в целом, баланса между фильтрационными характеристиками пласта и трещины [1].
Список литературы
Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. М.: Недра, 1999.- 7с.
www.ronl.ru
А.А.Телишев, Е. В. Боровков
Анализ изменения дебитов нефти после ГРП и прогноз дополнительной добычи на Вынгаяхинском месторождении.
Вынгаяхинское месторождение открыто в 1968 году, в разработке с 1986 года, согласно технологической схеме разработки 1984г. Основным объектом разработки является пласт БП111. В настоящее время месторождение разбурено на 80%, бурение ведётся на северном участке залежи, в районе разведочных скважин 360Р, 20Р, 21Р, 351Р, 23Р и 15Р. Северный участок рекомендовано [1] разбуривать с применением гидроразрыва пласта, так как эта зона характеризуется наиболее ухудшенными геологическими характеристиками и низкими фильтрационно – емкостными свойствами (таблица).
С целью проектирования гидроразрыва пласта БП111 на Вынгаяхинском месторождении, оценки эффективности и дополнительной добычи нефти были выявлены зависимости увеличения дебита нефти после ГРП от ряда геологических параметров – kпор., kпрон., kнн., kпесч., нефтенасыщенной толщины. В расчёт принимались скважины, в которых прирост дебита нефти составил более 5 т/сут. Первая выявленная степенная зависимость – увеличение дебита нефти от проницаемости, которая представлена на рисунке.1.
Уравнение, описывающее кривую имеет вид: у = 15,603x 0,223; [1] Где у – qн, х – kпр. коэффициент корреляции R составляет 0,761. Рис.1. Зависимость изменения дебита нефти после ГРП от проницаемости. Вторая зависимость, представлена на рис.2 - увеличение дебита нефти от пористости, уравнение описывающее линейную зависимость имеет вид: у = 2,7552x-26,558; [2] Где у - qн, х – kпор. коэффициент корреляции R - 0,723.
Рис.2. Зависимость изменения дебита нефти после ГРП от пористости.
На рис.3 представлена третья зависимость увеличения дебита нефти от нефтенасыщенной толщины. Уравнение описывающее зависимость имеет вид: у = 7,2888x-14,036; [3] Где у –qн, х – hнн. коэффициент корреляции R - 0,787.
Рис.3. Зависимость изменения дебита нефти после ГРП от нефтенасыщенной толщины. Для коэффициента песчаннистости и насыщенности зависимости имеют коэффициент корреляции меньше 0.1, поэтому не рассматриваются. Наиболее высокий коэффициент корреляции получен в зависимости [3], рис.3. Ранее {1}, была получена зависимость (для северного участка залежи) изменения дебита нефти во времени, (кривая падения дебита нефти), которая имеет следующий вид: у = -0,5869х + 21,032; [4] где у -qн ( прирост дебита, т/сут. ), х – время продолжения эффекта, мес. Зная усреднённые геологические параметры не разбуренного северного участка залежи и уравнения описывающие зависимость увеличения дебита нефти после ГРП, можно определить qн - величину прироста дебита нефти в скважинах в которых будет проведён ГРП. При средней нефтенасыщенной, толщине равной 6 м., дебит нефти после ГРП, определяется по зависимости [3] и составляет 29,2 т./сут. Средняя продолжительность эффекта (t) от ГРП определяется по зависимости [4] и равна 29 месяцам. Полученные значения увеличения дебита нефти после ГРП и времени продолжения эффекта, позволяют определить величину дополнительной добычи по формуле [5], которая составит 25,2 т.т на скважину.. qн = ( 7,288*hнн – 14.0,36) * ( - 0.5869*t + 21.032) [5]
Таким образом, при бурении скважин на северном участке пласта БП111 Вынгаяхинского месторождения, в зонах с нефтенасыщенной толщиной не менее 6 м. и проведении в этих скважинах гидроразрыва, позволит нам дополнительно добыть в среднем 25 тыс.т. нефти на скважину.
Список литературы:
[1] ”Анализ применения гидроразрыва пласта на Вынгаяхинском месторождении”. ОАО “СибНИИНП” Телишев А.А., Чебалдина И.В., Михайлова Н.Н., Мостовая Т.Ю.
www.ronl.ru
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Гидравлический разрыв пласта как средство поддержания продуктивности скважин 4
2. Сущность метода гидравлического разрыва пласта 4
2.1 Проведение ГРП 5
2.2 Средства проведения ГРП 6
3 Технология и техника проведения ГРП 7
3.1 Обвязка и оборудование при ГРП 8
4 Оборудование, используемое при ГРП 11
Заключение 16
Список использованной литературы 17
ВВЕДЕНИЕ
Извлечение нефти из пласта и любое воздействие на него осуществляется через скважины. Призабойная зона скважины (ПЗС) – область, в которой все процессы протекают наиболее интенсивно. Здесь как в единый узел сходятся линии токов при извлечении жидкости или расходятся – при закачке. От состояния призабойной зоны пласта существенно зависят эффективность разработки месторождения, дебиты добывающих, приёмистость нагнетательных и та доля пластовой энергии, которая может быть использована на подъём жидкости непосредственно в скважине.
Одним из наиболее распространенных методов интенсификации добычи нефти или газоотдачи является гидравлический разрыв пласта (ГРП).
Механические методы воздействия эффективны в твёрдых породах, когда создание дополнительных трещин в ПЗС позволяет приобщить к процессу фильтрации новые удалённые части пласта.
Его используют для создания новых трещин как искусственных, так и для расширения старых (естественных), с целью улучшения сообщаемости со стволом скважины и увеличению системы трещин или каналов для облегчения притока и снижения энергетических потерь в этой ограниченной области пласта.
Гидравлический разрыв пласта проводится при давлениях, доходящих до 100 МПа, с большим расходом жидкости и при использовании сложной и многообразной технике.
Так как, одним из наиболее распространенных методов интенсификации добычи нефти или газоотдачи является гидравлический разрыв пласта (ГРП), целью данной работы будет выяснение назначения, области применения и особенности технологии гидроразрыва пластов.
Сущность метода гидравлического разрыва пласта заключается в том, что на забое скважины путем закачки вязкой жидкости создаются высокие давления, превышающие в 1,5—2 раза пластовое давление, в результате чего пласт расслаивается и в нем образуются трещины.
Гидравлический разрыв пласта осуществляется для поддержания продуктивности скважин так, как показала практика проведение ГРП выгоднее, чем строительство новой скважины как с экономической стороны так и с точки зрения разработки. Но проведение гидравлического разрыва требует очень тщательного изучения термодинамических условий и состояния призабойной зоны скважины, состава пород и жидкостей, а так же систематического изучения накопленного промыслового опыта на данном месторождении. Осуществление гидравлического разрыва пласта рекомендуется в следующих скважинах:
1. Давших при опробовании слабый приток
2. С высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора
3. С загрязненной призабойной зоной
4. С заниженной продуктивностью
5. С высоким газовым фактором(по сравнению с окружающими)
6. Нагнетательных с низкой приёмистостью
7. Нагнетательных для расширения интервала поглощения
Целью проведения гидравлического разрыва является увеличение продуктивности скважин, с воздействием на призабойную зону скважины – изменение свойств пористой среды и жидкости (свойства пористой среды изменяются при гидроразрыве за счет образования системы трещин ).
2. СУЩНОСТЬ МЕТОДА ГРП
Гидравлический разрыв пласта проводится следующим образом: в проницаемый пласт закачивается жидкость при давлении до 100 МПа, под действием которого пласт расщепляется, либо по плоскостям напластования, либо вдоль естественных трещин. Для предупреждения смыкания трещин при снятии давления в них вместе с жидкостью закачивается крупный песок, сохраняющий проницаемость этих трещин, в тысячу раз превышающую проницаемость ненарушенного пласта.
Для предупреждения смыкания образовавшихся в пласте трещин и сохранения их в раскрытом состоянии после снижения давления ниже давления разрыва в образовавшиеся трещины нагнетают вместе с жидкостью отсортированный крупнозернистый кварцевый песок. Подача песка обязательна как во вновь созданные, так и в существовавшие в пласте трещины, раскрытые при гидроразрыве. Как показывают исследования, в процессе гидравлического разрыва возникают трещины шириной 1—2 мм. Радиус их может достигать нескольких десятков метров. Заполненные крупнозернистым песком трещины обладают значительной проницаемостью, в результате чего после гидроразрыва производительность скважины увеличивается в несколько раз. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) проводят для образования новых или раскрытия уже существующих трещин с целью повышения проницаемости призабойной зоны пласта и увеличения производительности скважины.
Одним из важнейших параметров проведения ГРП является давление гидроразрыва, при котором образуются трещины в породы. В идеальных условиях давление раскрытия рр должно быть меньше горного давления рг, создаваемого толщей вышележащих пород. Однако в реальных условиях может выполняться неравенство рг * рп < рр, что объясняется наличием в пласте глинистых пропластков, обладающих пластичными свойствами. В процессе бурения, когда цикл скважины не обсажен, под действием веса вышележащих пород может произойти выдавливание глины из пласта в скважины и частичное разгружение пласта, расположенного под глинистыми пропластками, что и приводит к снижению давления гидроразрыва.
Таким образом, давление разрыва зависит от предшествующего эксплуатации скважин процесса бурения. Поэтому рассчитать давление разрыва нельзя. Однако при сходных технологиях проводки скважин на данной площади можно говорить о среднем давлении разрыва, определяя его по данным гидроразрыва на соседних скважинах.
2.1 Проведение гидроразрыва
Гидроразрыв проводят по следующей технологии. Вначале под большим давлением закачивают жидкость разрыва. После разрыва пласта для закрепления трещин закачивают жидкость с песком. Обычно и жидкость разрыва, и жидкость-песконоситель при обработке добывающих скважин приготавливают на углеводородной основе, при обработке нагревательных скважин - на водной. Как правило, для этих целей используют различные эмульсии, а также углеводородные жидкости и водные растворы. Концентрация песка в жидкости-песконосителе обычно колеблется в пределах от 100 до 500 кг/м3 и зависит от ее фильтруемости и удерживающей способности.
Механизм гидравлического разрыва пласта, т. е. механизм образования в нем трещин, может быть представлен следующим образом. Все породы, слагающие тот или иной пласт, имеют естественные микротрещины, которые находятся в сжатом состоянии под влиянием веса вышележащей толщи пород или, как это принято называть, горного давления. Проницаемость таких трещин небольшая. Все породы обладают некоторой прочностью. Поэтому для образования в пласте новых трещин и расширения существующих необходимо снять в породах пласта напряжения, создаваемые горным давлением, и преодолеть прочность пород на разрыв.
Давление разрыва даже в пределах одного пласта непостоянно и может изменяться в широких пределах. Практикой подтверждено, что в большинстве случаев давление разрыва Pp на забое скважины ниже горного давления и составляет (15...25) * Н, кПа (1,5…2,5 кгс/см2).
Здесь Н — глубина скважины в м.
Для малопроницаемых пород это давление может быть достигнуто при закачке маловязких жидкостей разрыва с ограниченными скоростями закачки. Если породы высокопроницаемые, требуется большая скорость нагнетания, а при ограниченной скорости нагнетания необходимо использовать жидкости повышенной вязкости. Наконец, для достижения давления разрыва в случае особо высокой проницаемости пород пласта следует применять еще большие скорости закачки высоковязких жидкостей. Процесс гидравлического разрыва пласта состоит из следующих последовательно проводимых операций: 1) закачка в пласт жидкости разрыва для образования трещин; 2) закачка жидкости-песконосителя с песком, предназначенным для закрепления трещин; 3) закачка продавочной жидкости для продавливания песка в трещины.
2.2 Средства проведения ГРП
Обычно в качестве жидкости разрыва и жидкости-песконосителя применяют одну и ту же жидкость, поэтому их объединяют под одним названием — жидкость разрыва. Для гидравлического разрыва пласта применяют различные рабочие жидкости, которые по физико-химическим свойствам можно разделить на две группы: жидкости на углеводородной основе и жидкости на водной основе.
В качестве углеводородных жидкостей применяют нефть повышенной вязкости, мазут, дизельное топливо или керосин, загущенные нафтеновыми мылами.
К растворам, применяемым в нагнетательных скважинах, относятся: водный раствор сульфит спиртовой барды, растворы соляной кислоты, вода, загущенная различными реагентами, а также загущенные растворы соляной кислоты.
Процесс разрыва в большой степени зависит от физических свойств жидкости разрыва и, в частности, от вязкости, фильтруемости и способности удерживать зерна песка во взвешенном состоянии.
К жидкости разрыва предъявляются следующие требования. Во-первых, она должна быть высоковязкой, чтобы не произошло ее быстрое проникновение в глубь пласта, иначе повышение давления вблизи скважины будет недостаточным. Во-вторых, при наличии в разрезе скважины нескольких продуктивных пропластков необходимо обеспечить по возможности равномерный профиль приемистости. Для этого ньютоновские жидкости не подходят, так как количество поступающей жидкости в каждый пропласток будет пропорционально его проницаемости. Поэтому лучше будут обрабатываться высокопроницаемые пропластки и, следовательно, эффект от проведения гидроразрыва будет снижен. Для гидроразрыва необходимо использовать жидкость, вязкость которой зависит от скорости фильтрации. Если с увеличением скорости фильтрации вязкость возрастает, то при движении в высокопроницаемом пропластке вязкость жидкости будет выше, чем в низкопроницаемом.
3.ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ГРП
Гидравлический разрыв проводят в пластах с различной проницаемостью в случае падения дебита или приемистости нагнетательных скважин.
До проведения гидроразрыва скважину испытывают на приток, определяют ее поглотительную способность и давление при поглощении. С этой целью одним агрегатом закачивают нефть до получения на устье некоторого избыточного давления, при котором скважина начинает принимать жидкость. В течение 10—20 мин замеряют расход при постоянном давлении нагнетания. После подключения второго агрегата и увеличения количества закачиваемой жидкости поднимают давление на 2—3 МПа и вновь определяют расход.
Процесс увеличения расхода жидкости и давления повторяют несколько раз, и в конце исследования создают максимально возможное давление, при котором вновь замеряют расход. По полученным данным строят кривую зависимости приемистости скважины от давления нагнетания. По данным о поглотительной способности скважины до и после разрыва определяют количество жидкости и давление, необходимые для проведения разрыва, а также судят о качестве проведенного разрыва и об изменениях проницаемости пластов призабойной зоны после разрыва. За давление разрыва пласта условно принимают давление, при котором коэффициент приемистости скважины увеличивается в 3-4 раза по сравнению с начальным.
Забой скважины очищают от грязи способом дренирования и затем промывают. В отдельных случаях для увеличения фильтрационных свойств пластов рекомендуется предварительно обработать скважину соляной или грязевой кислотой и провести дополнительную перфорацию. Осуществление этих мероприятий способствует снижению давления разрыва и повышению его эффективности.
myunivercity.ru
