Кроме того, пропускная способность трещины зависит не только от типа и размера используемого проппанта, но и от его концентрации. Концентрация проппанта (фунт/фут2) зависит от его распределения в трещине жидкостью разрыва. Другими словами проппант распределяется в трещине определенным образом. Это распределение проппанта определяет его концентрацию в закрытой трещине. Чем больше концентрация проппанта, тем шире будет закрепленная трещина.
Концентрация проппанта в трещине рассчитывается с помощью различных моделей трещин. Лабораторные исследования показали, что для обеспечения достаточной пропускной способности в условиях закрытия трещины необходима эффективная концентрация проппанта в 1,0 фунт/фут2 (или выше). Оптимальная концентрация проппанта в трещине значительно зависит от типа горных пород и цели ГРП. Например, 1,0 фунт/фут2 может быть достаточным для твердых низкопроницаемых пород, а концентрации проппанта в 5,0 – 6,0 фунтов/фут2 или выше необходимы для применения технологии Frac & Pack в высокодебитных скважинах. (Концентрация использованного для исследований проппанта составляет 2,0 фунта/фут2 - рис.30).
Проводимость
трещины (w*kf)
10000
8000
6000 20/40 HSP
20/40 ISP
4000
20/40 песок
2000
2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 10000
Давление закрытия, psi
Рис.30. Сравненительная характеристика типов проппанта
Для реальной операции ГРП разрабатывается план работ, в котором указывается объем «подушки», график добавления проппанта (фунт/галлон), объем продавочной жидкости. Добавление проппанта обычно начинается с концентрации 1,0 – 2,0 фунта на галлон и увеличивается с шагом 1,0 фунт/галлон до максимальной концентрации (в соответствии с планом работ). На сегодняшний день, благодаря новым достижениям в технологиях производства оборудования, возможно производить увеличение концентрации проппанта как с определенным шагом, так и мгновенно. Скачкообразный график добавления проппанта может быть применим в областях, где часто происходит преждевременное экранирование трещины. Очень важно производить наблюдения за изменением давления при достижении перфорационных отверстий каждой порции проппанта. Скачкообразный график добавления проппанта часто используется в областях, где имеется достаточный опыт проведения обычных ГРП и применения технологии Frac & Pack, при которых концентрация проппанта может быть значительно увеличена для инициирования концевого экранирования трещины (TSO).
Как было сказано, количество добавляемого проппанта влияет на его распределение в трещине. Поэтому для успешного проведения операции важно равномерное добавление проппанта в жидкость разрыва для обеспечения однородного раствора для каждой проппантной стадии закачки. Максимальная концентрация проппанта варьируется в интервале от 8,0 до 10,0 фунтов/галлон для обыкновенных ГРП и от 14,0 до 16,0 фунтов/галлон для ГРП в высокопроницаемых пластах.