Проектирование гидравлического разрыва пласта - Курсовая работа

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Кафедра бурения скважин, разработки нефтяных и газовых месторожденийМетод заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте для обеспечения притока добываемого флюида (газ, вода, конденсат, нефть, либо их смесь) к забою скважины. Метод позволяет «оживить» простаивающие скважины, на которых добыча нефти или газа традиционными способами уже невозможна или малорентабельна.Наличие микротрещин в ПЗС связано с процессом первичного вскрытия в фазе бурения вследствие взаимодействия долота с напряженными горными породами, а также с процессом вторичного вскрытия (перфорации). Сущность ГРП заключается в нагнетании под давлением в ПЗС жидкости, которая заполняет микротрещины и «расклинивает» их, а также формирует новые трещины. Если при этом ввести в образовавшиеся или расширившиеся трещины закрепляющий материал (например, песок), то после снятия давления трещины не смыкаются. Процесс ГРП состоит из трех принципиальных операций: создание в коллекторе искусственных трещин (или расширение естественных); закачка по НКТ в ПЗС жидкости с наполнителем трещин; продавка жидкости с наполнителем в трещины для их закрепления. В невозмущенном горном массиве напряженное состояние горных пород характеризуется следующими напряжениями: вертикальным , определяемым весом вышележащих горных пород горизонтальным где ?п - плотность вышележащих горных пород, кг/м3;При реализации ГРП, как гласит источник [1] «Нефтегазовая микроэнциклопедия», в призабойной зоне могут образовываться трещины различной пространственной ориентации: горизонтальные, вертикальные или наклонные.Если в призабойную зону скважины нагнетать слабофильтрующуюся (среднефильтрующуюся) жидкость, то фильтрация начинается в наиболее проницаемые области ПЗС, определяемые, как правило, наличием трещин. Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяют по эмпирической зависимости: где - минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования горизонтальной трещины, м3/с;Если используется нефильтрующаяся жидкость разрыва, то по мере повышения давления закачки напряжение в горной породе возрастает. При определенном напряжении, превышающем предел прочности породы на сжатие, порода разрывается. По мере роста давления закачки напряжение в горной породе возрастает и происходит ее сжатие.По источнику [2], существует большое количество видов ГРП, но все они могут быть классифицированы по следующим признакам: По типу скважины 3) без пакера (давление разрыва пласта действует на обсадную колонну); Такой вид ГРП предназначен либо для больших толщин продуктивного горизонта, либо для продуктивного горизонта, представленного чередованием проницаемых и непроницаемых разностей (слоистый пласт, например, песчаники и глинистые прослои). В этих случаях эффективность гидроразрыва определяется количеством трещин на большой толщине продуктивного горизонта или трещиной в каждом песчаном прослое (в случае слоистого пласта). Рассмотрим поинтервальный ГРП для случая слоистого продуктивного горизонта, схема которого представлена на рисунке 2.Изучая источник [1], можно заметить, что технология проведения ГРП заключается в совокупности следующих операций: 1) Подготовка скважины - исследование на приток или приемистость, что позволяет получить данные для оценки давления разрыва, объема жидкости разрыва и других характеристик. Жидкость разрыва - тот рабочий агент, закачкой которого создается необходимое для разрыва горной породы давление для образования новых и раскрытия существовавших в ПЗС трещин. Повышение забойного давления и достижение величины давления разрыва возможно при соблюдении следующего: Объемная скорость закачки жидкости разрыва определенной вязкости и проницаемость ПЗС должны удовлетворять в каждый момент времени закачки условию, когда скорость закачки опережает скорость поглощения жидкости пластом. Момент образования трещины в монолитном коллекторе характеризуется изломом на зависимости «объемный расход жидкости закачки - давление закачки» и значительным снижением давления закачки. Указанные требования диктуются условиями эффективного заполнения трещин наполнителем и исключением возможного оседания наполнителя в отдельных элементах транспортной системы (устье, НКТ, забой), а также преждевременной потерей наполнителем подвижности в самой трещине.При ГРП используют три категории различных жидкостей: жидкость разрыва, жидкость-песконоситель и продавочную жидкость. Согласно источнику [1] «Нефтегазовая микроэнциклопедия», а если не уверенны, то можно обратиться к учебному пособию Мищенко Игоря Тихоновича «Скважинная добыча нефти» [2], каждая из этих жидкостей (рабочих агентов) должна удовлетворять определенным специфическим требованиям. Вместе с тем указанные рабочие агенты должны удовлетворять следующим общим требованиям: 1) Рабочие агенты (жидкости), закачиваемые в пласт, не должны уменьшать проницаемость ПЗС.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Сущность гидроразрыва пласта, его виды и применение

1.2 Механизм образования трещин

1.2.1 Образование горизонтальной трещины

1.2.2 Образование вертикальной трещины

1.3 Виды ГРП

1.4 Виды жидкостей и расклинивающих агентов ГРП

1.5 Требования к жидкостям, используемым при гидроразрыве

1.6 Техника для ГРП, схема расположения оборудования при ГРП

1.7 Технологическая эффективность

2. Расчетная часть

2.1 Определение параметров трещин

2.2 Определение параметров ГРП

2.3 Оборудование, необходимое для проведения ГРП

Заключение

Список использованных источников