Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Марта 2012 в 01:23, лекция
Нефть и газ в настоящее время являются основными энергоносителями и источниками сырья в нефтехимической промышленности. В условиях рыночных отношений весьма актуальной является проблема рационального ведения процессов разработки нефтяных месторождений – как с точки зрения сокращения затрат на добычу нефти, так и с точки зрения, полноты использования запасов углеводородов.
Mожно предположить, что вся притекающая к скважине жидкость на расстоянии r = rт попадает в трещину и далее без сопротивления движется по ней до стенки скважины. Это соответствует радиальному притоку жидкости к скважине с радиусом, равным радиусу трещины rт. В таком случае можно записать
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Деля на дебит Qo несовершенной скважины, имеющей приведенный радиус rпр, получим
Числовые оценки показывают, что
при Rк = 200 м; rпр = rс = 0,1 м; rт = 20 м = 3,3;
при Rк = 400 м; rпр = rс = 0,1 м; rт = 10 м = 2,25.
Таким образом, дебит в увеличивается в 2 - 3 раза.
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
При другой схематизации течения жидкости к скважине предполагается что от контура питания Rк до радиуса r = rт жидкость движется по пласту, имеющему гидропроводность ,
Здесь k2 - проницаемость трещины и w - ширина трещины (раскрытость). При такой схематизации приток может быть выражен через сумму фильтрацнонных сопротивлении этих двух областей, а именно:
а от радиуса r = rт до стенки скважины r = rc по трещине с гидропроводностью:
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Деля на дебит несовершенной скважины, имеющей приведенный радиус rпр,
Деля числитель и знаменатель на 1/k1h1 , получим
получим после некоторых сокращений:
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
При rпр = rс, т. е. при гидродинамически совершенной скважине, оценки значений по этой формуле будут меньше, чем в предыдущем случае. Практически значения φ часто бывают намного больше.
Если в результате ГРП в одном (скажем, в первом) пропластке произошло увеличение дебита в 4 раза, ( = 4), то новый дебит скважины будет равен
Если пласт сложен из нескольких самостоятельных пропластков, эффективность ГРП в таком пласте будет значительно меньше, так как образование трещины в одном пропластке может существенно изменить приток жидкости только из этого пропластка, но не суммарный приток из всех пропластков. Приток жидкости из нескольких пропластков можно записать как сумму
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Кратность увеличения дебита скважины после гидроразрыва слоистого пласта составит
Поскольку приток из одного пропластка q1 мал по сравнению с притоком всех пропластков q i , то общее увеличение дебита такой слоистой системы i будет также мало.
Прибавляя и отнимая в числителе q1 получим после упрощений и деления
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
В таком случае надлежащий эффект в многослойном пласте или в пласте со слоистой неоднородностью по разрезу может быть достигнут двумя методами:
1. Либо созданием одной
вертикальной трещины,
2. Либо созданием
Многократный разрыв - это осуществление нескольких разрывов в пласте за одну операцию. После регистрации разрыва какого-то прослоя и введения в него нужного количества наполнителя в нагнетаемый поток жидкости вводятся упругие пластмассовые шарики, плотность которых примерно равна плотности жидкости. Потоком жидкости шарики увлекаются и закрывают те перфорационные отверстия, через которые расход жидкости наибольший. Диаметр этих шариков примерно 12 - 18 мм, один шарик может перекрывать одно перфорационное отверстие. Этим достигается уменьшение или даже прекращение потока жидкости в образовавшуюся трещину. Давление на забое возрастает и это вызывает образование новой трещины в другом прослое, что регистрируется на поверхности изменением коэффициентов поглотительной способности скважины.
Осуществление гидравлического разрыва
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
После этого в поток снова вводятся шарики без снижения давления через специальное лубрикаторное устройство, устанавливаемое на устье скважины для закупорки второй образовавшейся трещины.
Разработаны и иные технологические приемы многократного ГРП с использованием закупоривающих шаров, а также с помощью временно закупоривающих мелкодисперсных веществ (нафталин), которые растворяются в нефти при последующей эксплуатации скважины. При последующем дренировании скважины закачанные шарики вымываются на поверхность и открывают все образовавшиеся трещины.
Поинтервальный разрыв - это ГРП в каждом прослое, при котором намеченный интервал изолируется сверху и снизу двумя пакерами и подвергается обработке. После окончания операции ГРП пакеры освобождаются и устанавливаются в пределах второго интервала, который обрабатывается как самостоятельный.
Поинтервальный разрыв возможен в случаях, когда общим фильтром разрабатываются несколько пластов или пропластков, изолированных друг от друга слоями непроницаемых пород, имеющих толщину несколько десятков метров, с хорошим перекрытием - цементным камнем заколонного пространства. Это необходимо для размещения пакеров и якорей выше и ниже намеченного для ГРП интервала, а также для предотвращения ухода жидкости в пласты, не предназначенные для обработки во время данной операции.
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Для защиты обсадных колонн от высокого давления в скважину опускают НКТ с пакером и якорем на нижнем конце, которые устанавливаются выше кровли пласта, намеченного для ГРП.
Пакеры разделяются на пакеры с опорой на забой (пакеры ПМ6"; ГШ8"; ОПМ6"; ОПМ8") и пакеры без опоры на забой (плашечные пакеры ПШ6", ПШ8", ПШ5"-500, ПШб"-500, ПС5"-500, ПСб"-500, ПГ5"-500, ПГб"-500).
Пакеры допускают перепад давления (при правильной посадке) 30 - 50 МПа над ним и под ним и имеют проходное сечение от 47 до 68 мм в зависимости от типа и размера обсадной колонны.
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Для осуществления ГРП
применяются специальные
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Для приготовления жидкости-
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Осуществление гидравлического разрыва
Схема расположения оборудования при ГРП:
1 - насосные агрегаты
4АН-700; 2 -
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Назначение и методы исследования скважин
Методы исследования скважин н технические средства для их осуществления, предназначены для получения информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока нефти, воды и газа в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в процессе его разработки.
Эта информация необходима для организации правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для осуществления рациональных способов разработки месторождения, для обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима работы этого оборудования при наиболее высоком коэффициенте полезного действия.
В процессе выработки запасов нефти скважины обводняются, пластовое давление снижается, газовые факторы могут изменяться. Это заставляет постоянно получать непрерывно обновляющуюся информацию о скважинах и о пласте или нескольких пластах, являющихся объектом разработки.
Геофизические методы исследования основаны на физических явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их жидкостях при взаимодействии их со скважинной жидкостью и при воздействии на них радиоактивного искусственного облучения или ультразвука
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Геофизические методы исследования
Электрокаротаж позволяет проследить за изменением электрического поля в результате взаимодействия скважинной жидкости с породой и кажущегося удельного сопротивления этих пород. Электрокаротаж и его разновидности, боковой каротаж - БК, микрокаротаж, индукционный каротаж - ИК, позволяют дифференцировать горные породы разреза, находить отметку кровли и подошвы проницаемых и пористых коллекторов, определять нефтенасыщенные пропластки и получать другую информацию о породах.
Радиоактивный каротаж - РК основан на использовании радиоактивных процессов (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов горных пород и насыщающих их жидкостей. Разновидностью РК является гамма-каротаж ГК, дающий каротажную диаграмму интенсивности естественной радиоактивности вдоль ствола скважины, что позволяет дифференцировать породы геологического разреза. Гамма-гамма-каротаж (ГГК) фиксирует вторичное рассеянное породами гамма-излучение в при их облучении источником гамма-квантов, находящихся в спускаемом в скважину аппарате. Существующие две разновидности ГГК позволяют косвенно определять пористость коллекторов, а также обнаруживать в столбе скважинной жидкости поступление воды как более тяжелой компоненты.
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Геофизические методы исследования
Нейтронный каротаж (НК) основан на взаимодействии потока нейтронов с ядрами элементов горных пород. Спускаемый в скважину прибор содержит источник быстрых нейтронов и индикатор, удаленный от источника на заданном (примерно 0,5 м) расстоянии и изолированный экранной перегородкой. Существует несколько разновидностей НК, нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам (НГ-Т и НГ-Н), которые дают дополнительную информацию о коллекторе и пластовых жидкостях.
Акустический каротаж (АК) позволяет определить упругие свойства горных пород. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в окружающей среде и воспринимаются одним или более приемниками, расположенными в том же спускаемом аппарате. Зная расстояние между источниками колебания и приемником, можно определить скорость распространения упругих колебаний и их амплитуду, т. е. затухание. В соответствии с этим выделяется три модификации АК: по скорости распространения упругих волн, по затуханию упругих волн и АК для контроля цементного кольца и технического состояния скважины.
Перейти на первую страницу
Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
Геофизические методы исследования
Другие виды каротажа. Сюда относится кавернометрия, т. е. измерение о диаметра необсаженной скважины, его изменение вдоль ствола. Каверно-грамма в сочетании с другими видами каротажа указывает на наличие проницаемых и непроницаемых пород. Увеличение диаметра соответствует глинам и глинистым породам; сужение происходит против песков и проница-емых песчаников. Против известняков и других крепких пород замеряемый диаметр соответствует диаметру долота. Кавернограммы используются при корреляции пластов и в сочетании с другими методами дифференцируют разрез, так как отражают глинистости и проницаемости разреза.
Термокаротаж - изучение распределения температуры в обсаженной или необсаженной скважине, позволяет дифференцировать породы по темпера-турному градиенту и по тепловому сопротивлению. Охлаждение ствола скважины или нагрев при закачке холодной или горячей жидкости позволяет получить информацию о теплоемкости и теплопроводности пластов, выделить местоположение продуктивного пласта, газонефтяной контакт, места потери циркуляции в бурящейся скважине или дефекта в обсадной колонне зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и газа при закачке.
Перейти на первую страницу