Техническая часть, Подбор скважин, подготовка данных и проектирование ГРП - Анализ эффективности проведения гидравлического разрыва пласта на Усть-Балыкском месторождении

Подбор скважин, подготовка данных и проектирование ГРП

При выборе кандидатов для ГРП необходимо сделать следующие шаги:

- сбор данных о характеристиках пласта и конструкции скважины; - определение потенциала скважины; - оценка технического состояния скважины; - расчет дизайна ГРП.

Сбор данных.

При анализе поведения ГРП на данной скважине очень важна вся ее история, так как каждое событие может повлиять на тип необходимого воздействия на пласт. История добычи также может говорить о вероятности успеха проведения ГРП. Важные источники информации представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. - Источники данных о пласте и скважине.

Тип данных	Источники данных	Назначение данных
- литология - тип горных пород - пористость - проницаемость - напряжения горных пород - градиент разрыва - вдавливание проппанта в ГП	Каротаж Образцы керна Опробование пласта Исследование кривых восстановления давления Отчеты о проведении ГРП в других скважинах ГИС Диаграмма параметров бурения	Для определения: - типа воздействия - вероятной эффективности ГРП - максимального рабочего давления на поверхности - ухудшения проводимости трещины (разрушение проппанта или вдавливание в породу)
Состав пластовых флюидов	Образцы керна Опробование пласта Каротаж	- для определения совместимости пластовых флюидов с рабочими жидкостями
Водонасыщенность	Каротаж Образцы керна	- для определения водонефтяного фактора, совместимости жидкостей и потенциального дебита скважины после ГРП
Пластовые аномалии или загрязнение	Исследование кривых восстановления давления (КВД) Опробование пласта Геологические карты/разрезы	- для определения типа воздействия
Пластовое давление	Исследование КВД или методом понижения уровня	- для определения ожидаемой продуктивности - для расчета индекса продуктивности по сравнению с соседними скважинами
Данные по добыче	История добычи Испытание скважины на приток	- для расчета индекса продуктивности PI - для определения кратности увеличения дебита - для определения извлекаемых запасов - для определения вероятности успеха - для установления вероятных проблем при дизайне и проведении ГРП

Анализ разработки пласта.

Анализ разработки пласта включает в себя определение степени выработки запасов, увеличения продуктивности в результате ГРП, предполагаемого влияния на газовый фактор или водонефтяной фактор, геологии и свойств горных пород продуктивного интервала и прилегающих к нему пластов, влияния трещины на ближайшие скважины и обзор другой имеющейся информации.

Текущие условия эксплуатации скважины влияют на результат проведения каждого ГРП. Поэтому, наличие более полной информацией о пласте необходимо для выбора кандидатов для проведения ГРП. Некоторые параметры должны быть рассмотрены в обязательном порядке:

- высокие газонефтяной или водонефтяной факторы; - интерференция с соседними скважинами; - геомеханические барьеры (включая литологические барьеры и горные напряжения); - причина низкой продуктивности.

Высокие газонефтяной или водонефтяной факторы.

Система трещин, сообщающаяся с продуктивным интервалом, позволяет повысить продуктивность скважины. Так или иначе, если трещина затрагивает соседние интервалы (вторжение в водонасыщенную зону) или прорывается в газовую шапку, то вскоре вероятно возникновение проблем при добыче.

Как правило, если газовый фактор или обводненность высокие, после проведения ГРП они будут увеличиваться. После установления притока из нежелательных зон, как правило, невозможно изолировать дополнительную добычу воды или газа. Это очень важный момент, потому что высокая обводненность или раннее истощение газовой шапки может пагубно повлиять на дальнейшую добычу из пласта.

Интерференция скважин.

Глубина проникновения трещины в пласт может повлиять на соседние скважины (в зависимости от их расположения). Это происходит, когда созданная трещина контактирует с системой трещин соседних скважин. Поэтому знание вероятного азимута образования трещины и определение объема воздействия важно, особенно на месторождениях, разбуренных по плотной сетке. По этой причине при выборе расстояния между скважинами нужно учитывать длину трещины и ее азимут для минимизации интерференции скважин и для увеличения коэффициента извлечения.

Геомеханические барьеры.

Развитие трещины при проведении ГРП зависит от двух факторов:

1) естественных горных напряжений; 2) свойств горных пород. Эти характеристики должны быть рассмотрены при планировании ГРП.

Из лабораторных и полевых исследований известно, что определенным типам горных пород соответствуют особые свойства. Например, более плотные глины реагируют на давление разрыва иначе, чем песчаники или известняки. Свойства горных пород (модуль упругости Юнга, коэффициента Пуассона и предел прочности на разрыв) влияют на их поведение при проведении ГРП. Когда трещина развивается из продуктивного интервала в зону плотных глин (или известняков), скорость развития трещины будет меняться в зависимости от свойств горных пород. Обычно, более плотные непроницаемые зоны ограничивают вертикальную трещину, или, по крайней мере, снижают скорость развития трещины.

Было сказано, что горные напряжения (в особенности, уhorizontal) значительно больше влияют на рост трещины в высоту, чем свойства горных пород. Для моделирования процесса развития трещины (длина, высота и ширина) были разработаны модели, основанные на трехмерной геометрии трещины. Одной из наиболее важных входных величин в трехмерной модели является профиль напряжений горных пород.

В настоящее время напряжения горных пород определяются из акустического каротажа (такого как дипольный акустический каротаж, включающий в себя измерение скорости распространения поперечной и продольной волн через исследуемый образец породы). Несмотря на то, что это каротаж намного дороже, чем обычный, он дает бесценную информацию, касающуюся вероятности роста высоты трещины и относительную вероятность трещинообразования в скважинах, законченных на несколько продуктивных пластов. Может оказаться достаточным проведение однократного дипольного акустического каротажа для получения профиля горных напряжений, которые могут быть использованы для остальных скважин данного месторождения.

Для оценки высоты трещины сервисные компании создают модели, использующие акустические исследования и свойства горных пород. Такие модели дают информацию, касающуюся степени роста трещины в ширину при изменении давления разрыва.

Измерение высоты трещины используют для оценки эффективности проведенного ГРП, а также для оценки эффективности перемычек. Методы оценки высоты трещины (на забое) включают в себя использование меченых атомов при закачке жидкости и проппанта, измерение профиля температуры и микросейсмические исследования.

Хотя литология пласта и горные напряжения оказывают доминирующее влияние на высоту созданной трещины, существуют и другие факторы, оказывающие дополнительное влияние на этот процесс. Например, ширина трещины является функцией вязкости жидкости, скорости и объема закачки.

Выявление причин низкой продуктивности.

Перед применением ГРП для повышения производительности скважин необходимо выявить причину ее низкой продуктивности. В основном существует три причины:

- низкая проницаемость пласта; - загрязнение пласта; - истощение пласта;

Низкая проницаемость пласта.

Способность породы доставлять к скважине нефть или газ зависит от ее пропускной способности kh. Обычно проницаемость пласта менее 1,0 мД считается низкой, в некоторых газовых залежах существует проницаемости менее 0,01 мД.

Многие породы имеют аномальные пластовые давления (градиент порового давления более 0,5 psi/фут), но могут обеспечивать лишь небольшие дебиты из - за ограниченной проницаемости.

Загрязнение пласта.

Существует множество источников загрязнения призабойной зоны пласта добывающей скважины. Загрязнение служит причиной низкой продуктивности скважин из - за снижения проницаемости.

Существуют следующие типы загрязнений призабойной зоны и причины ухудшения проницаемости пласта:

- закупорка пор глинами и мелкими частицами; - закупорка перфорационных отверстий; - образование эмульсий; - эффекты относительной проницаемости; - отложения асфальтенов, парафинов и солей; - загрязнение пласта буровым раствором.

Во многих случаях загрязнение призабойной зоны может быть удалено при помощи кислотной обработки. Такой тип воздействия предназначен для растворения загрязняющих пласт веществ при помощи кислоты и органических растворителей. Гидравлический разрыв пласта может быть использован при присутствии интенсивного загрязнения, которое не может быть эффективно удалено при помощи кислотной обработки. В таком случае создание трещины сводит к минимуму влияние поврежденной зоны на приток к скважине.

Истощение пласта.

Уровень добычи углеводородов из пласта снижается с течением времени. В конечном счете, даже дебит лучших скважин падает до экономического предела. Воздействие на пласт путем ГРП обычно имеет ограниченный успех в частично истощенных резервуарах (в зависимости от степени истощенности), хотя и позволяет извлечь оставшиеся запасы в ускоренном темпе. Так как пластовое давление в таких скважинах низкое, добыча после ГРП (рабочих жидкостей из пласта) обычно занимает достаточно большой промежуток времени даже при использовании активированных жидкостей (насыщенных азотом или углекислым газом).

Оценка свойств пласта и степени его загрязнения.

Для оценки свойств пласта и потенциала скважины на данный момент существует несколько моделей. Однако обычная кривая восстановления давления может дать информацию о потенциальной возможности увеличения продуктивности скважины методами воздействия на пласт. Данные, полученные из кривой восстановления давления, включают в себя:

- проницаемость пласта, k; - загрязнение призабойной зоны (скин - эффект).

ГРП является эффективным методом создания высокопроводящего канала, обеспечивающего приток флюидов к скважине через загрязненную зону. Зависимости, рассмотренные в начале данного курса, могут быть использованы для оценки потенциальной прибыли от мероприятий по ликвидации влияния положительного скин - фактора на продуктивность скважины.

Технический анализ.

Технический анализ включает в себя возраст и техническое состояние НКТ, подземного и устьевого оборудования. Все оборудование должно выдерживать рабочие давления. После анализа свойств пласта и расчета потенциального прироста дебита скважины осуществляются расчеты максимальных рабочих давлений необходимых для проведения ГРП.

Во время проведения ГРП осуществляется закачка жидкости при высоких скоростях и давлениях для создания трещины и ее дальнейшего развития. Устьевое оборудование, колонны труб (включая обсадные, если подвержены нагрузке) и подземное оборудование должно выдерживать механическую нагрузку, прилагаемую при проведении операции.

Рабочее давление НКТ, обсадных колонн, устьевого и подземного оборудования должно быть сопоставлено с максимальным давлением, необходимым для проведения ГРП. Если какое - то оборудование не способно выдерживать предполагаемое рабочее давление, необходимо его заменить, ограничить рабочее давление или не рекомендовать данную скважину для проведения ГРП.

Первичная и восстановленная целостность цементного кольца.

Для обеспечения закачки жидкости в продуктивный интервал необходимо наличие хорошего цементного кольца. В некоторых случаях рабочая жидкость, находящаяся под большим давлением, может мигрировать через заколонное пространство в другие интервалы. Когда качество цемента сомнительно, желательно провести акустический каротаж для проверки качества цемента. Температурный каротаж, проведенный во время бурения или заканчивания скважины, может служить источником информации, дающей координаты верхней границы цементного кольца.

Иногда необходимо проведение вторичного или исправительного цементирования для ликвидации возможности заколонных перетоков. Так как процесс цементирования обычно включает в себя закачку цемента через перфорационные отверстия, должны быть приняты меры предосторожности при проведении ГРП с большими рабочими давлениями. Когда это возможно, необходимо изолирование зацементированных участков с помощью пакера. Если зацементированная зона находится ниже продуктивного интервала, она может быть изолирована с помощью разбуриваемой пробки - моста или песчаной пробки. Если невозможно изолировать зацементированный интервал, необходимо провести опрессовку, чтобы удостовериться в его герметичности.

Подбор скважин, подготовка данных и проектирование ГРП

Похожие статьи