Факторы, ограничивающие добычу

Содержание

Введение. 6

Цели ГРП.. 7

Факторы, ограничивающие добычу. 9

Глава 1. Загрязнение призабойной зоны.. 10

Источники загрязнения призабойной зоны.. 10

Основные типы скин-фактора. 11

Общий скин-фактор. 15

Взаимосвязь дебита и скин-фактора. 17

Увеличение добычи снижением скин-фактора. 18

Особые моменты в загрязнении призабойной зоны.. 19

Моменты, которые необходимо запомнить. 21

Глава 2. Применение методов воздействия на пласт.. 22

Оптимизация воздействия на пласт. 23

Управление разработкой. 24

Экономическая значимость воздействия на пласт. 25

Глава 3. Перфорирование. 26

Условия перфорирования. 26

Перфорирование на равновесных растворах. 27

Перфорирование на депрессии. 28

Перфорирование на репрессии. 29

Глава 4. Кислотная обработка/ГРП.. 30

Глава 5. Введение в гидравлический разрыв пласта. 31

Геометрия трещины.. 33

Ориентация трещины.. 33

Азимут трещины.. 35

Высота, ширина и длина трещины.. 35

Факторы, влияющие на геометрию трещины.. 36

Нагнетательный тест и параметры ГРП.. 37

Необходимость дизайна ГРП.. 38

Осуществление ГРП.. 39

Глава 6. Выбор кандидатов для ГРП.. 41

Сбор данных. 41

Анализ разработки пласта. 42

Высокие газонефтяной или водонефтяной факторы.. 42

Интерференция скважин. 43

Геомеханические барьеры.. 43

Выявление причин низкой продуктивности. 47

Низкая проницаемость пласта. 47

Загрязнение пласта. 47

Истощение пласта. 48

Оценка свойств пласта и степени его загрязнения. 49

Технический анализ. 49

Первичная и восстановленная целостность цементного кольца. 50

Состояние колонн труб. 50

Влияние максимального рабочего давления. 50

Расчет максимально ожидаемого устьевого давления. 51

Определение градиента давления ГРП.. 53

Влияние «чистого» давления Pnet на ISIP.. 54

Определение градиента жидкости разрыва Phydrostatic 54

Оценка потерь давления в перфорационных отверстиях Pperfs 56

Определение потерь давления в НКТ Ppipe 58

Оценка чистого давления Pnet 60

Расчет гидравлической мощности HHP.. 60

Глава 7. Жидкости ГРП.. 62

Свойства жидкости разрыва. 62

Способность транспортировать проппант. 62

Вязкость жидкости. 62

Эффективность жидкости и контроль водоотдачи. 65

Потери давления на трение. 67

Совместимость жидкости ГРП.. 68

Типы пластовых глин. 68

Очистка скважины от жидкости разрыва. 70

Доступные жидкости ГРП.. 70

Свойства пласта. 71

Цель ГРП.. 71

Эффективность очистки скважины.. 72

Стоимость жидкости. 72

Доступные жидкости разрыва. 72

Жидкости разрыва на водной основе. 73

Жидкости разрыва на нефтяной основе. 73

Многофазные смеси. 74

Эмульсии. 74

Пены.. 75

Использование газа. 76

Добавки к жидкостям разрыва. 77

Гелеобразующие агенты.. 77

Гелеобразующие агенты на нефтяной основе. 79

Стабилизаторы глин. 79

Бактерициды.. 80

Добавки для контроля pH.. 80

Сшиватели. 80

Понизители водоотдачи. 81

Разрушители вязкости. 82

Температурные стабилизаторы.. 83

Поверхностно-активные вещества. 83

Глава 8. Проппант.. 85

Типы проппанта. 85

Размеры проппанта. 86

Выбор проппанта. 86

Определение давления закрытия трещины.. 87

Выбор концентрации проппанта. 87

Смешивание проппанта различного размера и прочности. 89

Разрушение и вдавливание проппанта. 89

Глава 9. Кислотный разрыва пласта / ГРП с применением проппанта. 91

Системы жидкости кислотного разрыва пласта. 94

Типы и концентрации кислот для кислотного разрыва пласта. 96

Кислотный или гидравлический разрыва пласта?. 97

Недостатки. 99

Глава 10. Дизайн ГРП.. 100

Контролируемые и неконтролируемые факторы.. 100

Стадии ГРП.. 101

Нагнетательный тест. 101

Объем подушки. 102

Объем жидкости-песконосителя. 103

Продавочная жидкосить. 103

Глава 11. Увеличение добычи с помощью ГРП.. 105

Кривые увеличения добычи McGuire-Sikora. 106

Кратность увеличения дебита. 107

Отношение проводимостей CR.. 108

Проницаемость трещины.. 108

Отношение длины трещины L к радиусу дренирования re 109

Другие методы оценки увеличения продуктивности. 109

Глава 12. Моделирование трещины.. 110

Дизайн ГРП с помощью MFrac. 110

План работ для проведения ГРП.. 112

Результаты программы MFrac. 113

Экономические показатели и затраты на проведение ГРП.. 114

Затраты на проведение ГРП.. 115

Увеличение добычи с помощью ГРП.. 115

Неоправданность экономических показателей при ГРП.. 116

Глава 13. Осуществление процесса ГРП и необходимое оборудование. 117

Оборудование для ГРП.. 117

Емкости для рабочей жидкости. 118

Емкости для проппанта. 119

Блендер. 121

Насосные установки. 122

Расчет гидравлической мощности. 124

Установки для закачки углекислого газа и азота. 125

Расходомер. 126

Радиоактивный плотномер. 126

Датчики давления. 128

Станция управления. 129

Установка ГНКТ.. 131

ГРП через ГНКТ.. 132

Глава 14. Смена интервала воздействия / Изоляция горизонтов. 133

Ограниченное количество перфорационных отверстий. 134

Уплотняющие шарики. 134

Перегородки. 134

Песчаные пробки. 134

Извлекаемые пакеры и пробки-мосты.. 134

Разбуриваемые пробки. 134

Другие методы смены интервала воздействия. 140

Глава 15. Осуществление ГРП.. 142

Емкости для жидкостей и процесс смешивания. 142

Расчет общего объема жидкости. 143

Собрание по технике безопасности. 144

Проверка оборудования. 145

Проведение ГРП через эксплуатационную колонну. 146

Использование предохранительного оборудования устья. 147

Транспортировка и закачка активированных жидкостей. 149

Обзор операции ГРП.. 150

Интерпретация данных изменения давления во время проведения ГРП 153

Вынос жидкости и проппанта из скважины после ГРП.. 155

Время простоя скважины.. 156

Форсированное закрытие трещины.. 156

Вынос проппанта. 157

Использование газа. 158

Оценка проведенного ГРП.. 158

Высота трещины.. 158

Температурный каротаж.. 158

Каротаж с помощью меченых атомов. 159

Оценка характеристики скважины после ГРП.. 160

Глава 16. Полевые работы.. 162

Контроль качества. 162

До ГРП.. 162

Во время ГРП.. 164

После ГРП.. 165

Ссылки. 167

Введение

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) впервые был разработан как метод воздействия на пласт в 1940-х, и первая операция была осуществлена в 1948 году. Первоначально немного было известно о влиянии механики горных пород и рабочих давлений на параметры создаваемой трещины. Дегазированная сырая нефть была впервые использована для обеспечения совместимости жидкости разрыва с породой и пластовой жидкостью.

Несмотря на то, что большинство операций были успешными, вскоре стало ясно, что изменение объемов и скорости закачки и количества проппанта необходимы для обеспечения более высокого уровня добычи после ГРП. Эти изменения привели к экспериментированию с загущенными нефтью, дизелем и керосином. Вскоре для загущения жидкости были успешно использованы полимеры, которые проявили себя как надежные средства обеспечения необходимой вязкости. Загущенная вода стала общераспространенной жидкостью разрыва вследствие ее доступности и безопасности в использовании.

На ранних стадиях применения ГРП сервисные и добывающие компании тратили много времени и денег на исследования. Теории, описывающие процесс ГРП становились все более сложными и, очевидно, более точными. Было произведено усовершенствование оборудования и материалов, используемых для осуществления ГРП.

Попытки углубления понимания и совершенствование процесса продолжались. Было доказано, что ГРП является очень эффективным методом улучшения характеристик работы скважины и ее экономических показателей. Успешное применение ГРП было расширено в высокопроницаемых пластах обеспечением значительного уровня увеличения добычи в высокодебитных скважинах.

На протяжении данного курса будут представлены основные принципы ГРП и в деталях рассмотрено практическое его применение. Углубление знаний о процессе ГРП – это активный процесс, и обеспечение каждого слушателя необходимой информацией является нашей целью.

Цели ГРП

При осуществлении ГРП необходимо достижение следующих целей:

• Увеличения добычи из пласта
• Изменения темпов падения добычи
• Восстановления добычи из пласта
• Увеличения дебита скважины
• Оптимизации работы скважины

Увеличение добычи из пласта – Перед проведением ГРП для удаления растворимых солей и органических отложений, которые образовались в скважине во время добычи, может быть необходимым использование кислоты (и/или органических растворителей). Кандидатами для проведения ГРП также могут являться старые добывающие или нагнетательные скважины, которые ранее подвергались подобным обработкам. ГРП небольшого объема может быть эффективным для увеличения дебита скважины и снижения потерь давления (ΔP).

Изменение темпов падения добычи – Когда скважина производит нефть или газ в течение нескольких месяцев, незначительное падение пластового давления может вызвать загрязнение призабойной зоны и закупоривание перфорационных отверстий. ГРП может быть использован для повышения продуктивности призабойной зоны скважины. Таким образом, высокопроницаемая трещина может значительно облегчить дренирование жидкости из пласта и изменить темпы падения добычи (Рис.1).

Дебит Эффективный ГРП

Время

Рис.1. Снижение темпов падения добычи с помощью ГРП

Восстановление добычи из пласта – Время от времени становится необходимым проведение ремонта добывающей скважины из-за разгерметизации НКТ и других проблем, связанных с заканчиванием скважины. В таких случаях необходимо заглушить скважину с помощью жидкости, плотности которой достаточно для предотвращения притока из пласта.

В зависимости от нескольких факторов (предыдущие воздействия на пласт, пластовое давление, проницаемость пласта, минералогия) для глушения скважины может потребоваться значительное количество жидкости (содержащей полимеры, понизители водоотдачи). Ремонтные операции могут быть причиной загрязнения призабойной зоны и снижения продуктивности скважины.

Проведение кислотной обработки (разработанной специально для очистки скважины) может быть эффективным методом удаления загрязнения призабойной зоны, вызванного ремонтными операциями, и, соответственно, восстановления продуктивности скважины. Так или иначе, когда в пласт фильтруется значительное количество жидкости, для восстановления продуктивности скважины возможно применение ГРП. В таком случае создание высокопроводящего канала восстанавливает сообщение между незагрязненным пластом и скважиной.

Увеличение дебита скважины – Одним из наиболее распространенных применений ГРП является увеличение дебита скважины. Создается высокопроницемая закрепленная проппантом трещина (или вытравленная кислотой) для увеличения производительности скважины за счет увеличения площади фильтрации жидкости из пласта. Существует две наиболее важные характеристики трещины: 1) проницаемость трещины k_f, 2) протяженность трещины (длина трещины, L).

Оптимизация работы скважины – ГРП является отличным инструментом для управления разработкой. Оперативное бурение, заканчивание скважины и ГРП могут обеспечить значительную экономию средств при разработке месторождения за счет снижения числа скважин, необходимых для эксплуатации залежи. В высокодебитных скважинах проведение ГРП может быть выгодным для поддержания производительности скважины и увеличения площади дренирования с целью уменьшения срока окупаемости инвестиций. В газовых скважинах эффективный ГРП может быть использован для снижения дополнительных потерь давления, вызванных турбулентным течением (отклонения от закона Дарси).

Факторы, ограничивающие добычу

Важно подчеркнуть основные факторы, которые могут ограничивать добычу из скважины:

· загрязнение пласта (скин-эффект)

· свойства коллектора (низкая проницаемость и пористость)

· механические препятствия (такие как отложения солей, размер НКТ и т.д.)

Экономически обоснованное увеличение добычи из низкопроницаемых пластов зачастую требует проведения ГРП с применением проппанта. В таком случае контраст проницаемостей, создаваемый упакованной трещиной, обеспечивает более эффективную систему дренирования, чем при проведении кислотной обработки или любого другого вида воздействия на пласт.

Дата добавления: 2015-10-26