Контролируемые и неконтролируемые факторы

При проведении ГРП рабочая жидкость и проппант закачиваются через НКТ и перфорационные отверстия относительно небольшого диаметра в некоторые десятки футов порового пространства. Продуктивный интервал обычно находится на глубине 1-2 мили (иногда 3-4) от земной поверхности. При проведении ГРП обычно производятся замеры только устьевого давления в реальном времени.

 

При анализе ГРП его многочисленные параметры и переменные полезно разделять на две категории: факторы, которые мы можем контролировать, и факторы, которые мы не можем контролировать (см. таблицу 14). Факторы, которые мы можем контролировать, относятся к физическому планированию операции с учетом ее объема, типа жидкости, типа проппанта и его концентрации и т.д. и конструкции скважины (размер НКТ, плотность и фазировка перфорационных отверстий, тип пакера и т.д.)

 

Те факторы, которые мы не можем контролировать, касаются пласта и его характеристик. Например, глубина пласта, его мощность, проницаемость, температура и т.д. рассматриваются при дизайне ГРП как фиксированные параметры.

 

Таблица 14. Сравнение контролируемых и неконтролируемых факторов при дизайне ГРП
Контролируемые факторы	Неконтролируемые факторы
жидкость разрыва вязкость мгновенные потери жидкости в пласт скорость фильтрации жидкости в пласт проппант скорость закачки объем закачки конструкция / оборудование перфорированный интервал модель перфорации размер труб конфигурация устья	проницаемость пласта пористость пласта тип горных пород общая высота трещины отношение высоты трещины к мощности пласта напряжения горных пород свойства горных пород модуль Юнга коэффициент Пуассона пластичность пород предел прочности на разрыв свойства пластовых флюидов сжимаемость вязкость физико-химические свойства

 

Стадии ГРП

Каждая операция ГРП осуществляется по нескольким стадиям, разработанным с определенной целью. В них входят нагнетательный тест, закачка «подушки», проппанта, продавочной жидкости. Как будет рассмотрено позднее, для объединения всех факторов (контролируемых и неконтролируемых) и обеспечения оценки объема «подушки», концентрации и количества проппанта, необходимого для создания определенной геометрии трещины (длина и ширина) необходимо применение различных моделей. Далее мы обсудим различные стадии, составляющие процесс ГРП.

 

Нагнетательный тест

Нагнетательный тест (мини-ГРП) производится перед проведением основного ГРП для получения важной информации, касающейся поведения объекта воздействия при высоких давлениях. Эта информация может быть использована для совершенствования спроектированной операции по ГРП. Когда это возможно, при проведении нагнетательного теста необходимо применение забойных датчиков (для измерения забойного давления без учета потерь давления на трение в НКТ). Снятие показаний забойного давления на поверхности может быть затруднительным вследствие невозможности извлечения датчиков до основного ГРП. Так или иначе, запись забойного давления является полезной информацией для интерпретации проведенного ГРП.

 

Даже если датчики забойного давления не используются, очень ценная информация может быть получена измерением устьевого давления во время проведения ГРП. Это настоятельно рекомендуется для проведения нагнетательного теста в новых скважинах, где могут быть произведены изменения дизайна, которые позволят сэкономить большее количество финансовых средств, чем стоимость мини-ГРП, или предотвратить преждевременное экранирование трещины. Нагнетательный тест должен обеспечивать следующие данные:

 

точные значения давления разрыва породы

точные значения   градиента давления

характер развития трещины при давлении разрыва горных пород

величины потерь давления в перфорационных отверстиях (также степень влияния извилистости траектории движения жидкости в призабойной зоне и/или влияние образования множественных трещин)

Давление закрытия трещины

оценочную эффективность жидкости (характер фильтрации жидкости в пласт), которая определяет соответствующий объем «подушки»

 

Примечание. Так как нагнетательный тест обычно производится с использованием линейного геля (ввиду экономических причин и вероятности повреждения проницаемости пласта), характер развития трещины и эффективность жидкости могут отличаться от результатов использования сшитых жидкостей, закачиваемых при основном ГРП. Также при нагнетательном тесте используется ограниченный объем жидкости, создающий небольшую трещину по сравнению с основным ГРП.

 

Если влияние извилистости траектории движения жидкости или образования многочисленных трещин в призабойной зоне значительное, то может быть необходимым включение одного или нескольких порций проппанта (обычно 1000-2000 галлонов «подушки» содержат 1-2 фунта проппанта на галлон) при закачке «подушки» (повторяется в середине стадии, если необходимо) для экранирования многочисленных трещин и обеспечения развития трещины в основной плоскости.

 

Объем подушки

После инициирования трещины (обычно при нагнетательном тесте) закачивается основной объем подушки. Рассчитанный объем подушки (подтвержденный моделью трещины) предназначен для развития трещины и создания достаточной ее ширины для обеспечения проникновения в нее проппанта. При высоких температурах подушка может иметь большую концентрацию полимеров, чем жидкость-песконоситель. Данный технологический прием обеспечивает достаточную вязкость и стабильность подушки, необходимую для развития трещины, и позволяет минимизировать количество остатков геля в жидкости-песконосителе.

 

Назначение подушки:

 

установление контроля водоотдачи для следующей после мгновенной фильтрации в пласт начальной порции рабочей жидкости

создание начальной ширины трещины для проникновения проппанта

охлаждение скважины и призабойной зоны для последующей закачки жидкости

преодоление извилистости и стабилизация роста трещины

 

Выбор объема подушки очень важен. Избыточный объем подушки является лишней тратой денег и может повлиять на процесс развития трещины. Объем подушки является частью закачанной жидкости и должен быть извлечен на поверхность после проведения ГРП. Зачастую, благодаря накопленному опыту проведения ГРП в данном регионе, возможно оптимизировать объем подушки таким образом, чтобы он не был избыточным. И, конечно, как было сказано, мини-ГРП помогает определить соответствующий объем подушки.