Особенности проведения многостадийного гидроразрыва пласта в трещиноватых коллекторах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности проведения многостадийного гидроразрыва пласта в трещиноватых коллекторах

Добыча углеводородов из карбонатных пород (трещиноватых коллекторов), отличающихся большой плотностью и уже развитой системой трещин различной протяженности, ориентации и размера, значительно сложнее, чем из терригенных. Запасы нефти, газа и газового конденсата в трещиноватых коллекторах относятся к трудноизвлекаемым и требуют применения высокоэффективных технико-технологических решений по интенсификации их притока из пластов. Авторами статьи изучена проблема извлечения углеводородов из трещиноватых коллекторов Восточной Сибири, предложен и апробирован такой способ увеличения нефтеотдачи пластов, как проведение их многостадийного гидроразрыва, эффективность которого подтверждена последующими гидродинамическими исследованиями. Рассмотрены критерии проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов и условия учета всех фильтрационных свойств.

Extraction of hydrocarbons from carbonate breeds (jointed collectors) differing in big density and various extent which is already developed by the system of cracks, orientation and the size is much more difficult, than from terrigenous. Reserves of oil, gas and gas condensate in jointed collectors belong to hardly removable and demand application of highly effective technical technology solutions on an intensification of their inflow from layers. Authors of article studied a problem of extraction of hydrocarbons from jointed collectors of Eastern Siberia, such way of increase in oil recovery of layers as carrying out their multistage hydraulic fracturing which efficiency is confirmed with the subsequent hydrodynamic researches is offered and approved. Design criteria of technology of opening and development of jointed collectors and a condition of accounting of all filtrational properties are considered.

Как известно, емкость карбочнатмных продуктивных коллекторов и промышленные запасы нефти и газа в них определяются преимущественно емкостью трещиноватого коллектора, объемом трещин. Параметры трещиноватых пород определяются по результатам изучения кернов и по данным исследований скважин на приток.

Анализ работ, посвященных изучению трещиноватости в карбонатных коллекторах [1 - 7], позволяет выделить четыре основных инструмента работы с трещинами:

- имиджеры (типа FMI) - очень хороши для определения направления трещин, их размеров (качественно), открытые или закрытые, кавернозности;

- керн - открытые или закрытые, tension или shear и т.д.;

- outcrops (обнажения) - размер трещин, их плотность и т.д.;

- гидродинамические исследования (ГДИ).

Трещиноватый коллектор на месторождениях Западной Сибири, в основном, приурочен к коре выветривания палеозойского фундамента, которая подвергалась каолинизации, представленной в большинстве случаев кварцевыми порфиритами, порфирами, андезитами, ортогнейсами.

углеводород трещиноватый коллектор фильтрационный

Трещиноватость пород месторождений Восточной Сибири связана с известняками, доломитами, сланцами и песчаниками, с межсолевыми и подсолевыми формациями.

В табл. 1 приведена литолого-стратиграфическая характеристика разреза Хандинского участка Ковыктинского месторождения в Иркутской области, принадлежащего ПАО «Газпром» [8]. Как видно, продуктивные газоносные пласты сложены трещиноватыми коллекторами: доломитами, переслаиванием каменных солей и известняков [9 - 10]. В связи с низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), но большими выявленными запасами газа недропользователем было принято решение о разбуривании значительного участка месторождения более чем 200 скважинами с проведением многостадийного гидроразрыва пластов (МГРП).
Сложности проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов продуктивных пластов требуют от инженеров правильного проведения всех расчетов и учет всех ФЕС. Расчет технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва выполняется на стадии проектирования в соответствии с требованиями нормативной документации. Все расчеты для каждой стадии ГРП проводятся по специализированной программе [11 - 13], результаты которых позволяют разработать наиболее точный и качественный дизайн МГРП любого месторождения.

В трещиноватых коллекторах большой мощности применяют направленный МГРП из расчета: одна трещина на 25 - 35 м мощности пласта. В пластах, представленных переслаивающимися породами, имеющими небольшую мощность - менее 20 м, рекомендуется проводить однократный направленный разрыв или многостадийный ненаправленный.

Все вышеперечисленные особенности трещиноватых коллекторов обусловили применение на месторождениях Восточной Сибири МГРП, а запроектированная конструкция компоновки в составе хвостовика 114 мм обеспечивает проведение селективного МГРП и эксплуатацию скважины через проволочные фильтры с узлом закрытия/открытия [8].
Компоновка гидроразрыва пласта интервальная применяется для создания необходимого количества зон стимулирования, что обеспечивает высокий дебит на максимально возможной протяженности. Технология данной системы [11, 12, 14] заключается в спуске нецементируемого хвостовика с установленными набухающими пакерами и управляемыми портами в заданных интервалах, а также регуляторами притока с фильтр-элементом, благодаря чему после приведения в действие соответствующих устройств создаются контролируемые зоны изоляции для проведения стимуляции.

Сложности проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов продуктивных пластов требуют от инженеров правильного проведения всех расчетов и учет всех ФЕС. Расчет технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва выполняется на стадии проектирования в соответствии с требованиями нормативной документации.

Все работы: подготовительные к спуску хвостовика; монтаж компоновки хвостовика под 5-стадийный МГРП и регуляторов притока с фильтр-элементом; спуск компоновки в составе хвостовика 114 мм осуществляются при сопровождении сервисной компании.

Дизайн МГРП должен включать следующие технико-технологические и научные решения:

- систематизацию геолого-технических условий месторождения;

- разработку требований к проведению работ по интенсификации методом МГРП;

- проведение расчетов и выбора насосно-компрессорных труб (колтюбинга) и подвесного патрубка для проведения МГРП;

- определение количества стадий МГРП;

- выбор и обоснование элементов компоновки подземного оборудования (КПО), в том числе для скважин, включающих хвостовик-фильтр с компоновкой для МГРП с управляемыми портами и устройствами регулятора потока;

- выбор и обоснование жидкости разрыва, расклинивающего материала;

- разработку технологии проведения МГРП для интенсификации притока пластового флюида, в т.ч. этапов проведения селективного МГРП и эксплуатации скважины через регуляторы притока с фильтр-элементом; обоснование создания необходимого количества зон стимулирования для обеспечения высокого дебита на максимально возможной протяженности, спуска нецементируемого хвостовика с установленными набухающими пакерами и управляемыми портами в заданных интервалах, а также регуляторами притока с фильтр-элементом;

- разработку схемы обвязки устья скважины при МГРП (с устьевым протектором), принципиальной схемы КПО и компоновки хвостовика для МГРП, типовой схемы расстановки оборудования и техники на кустовой площадке при производстве МГРП;

- проведение расчета технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва;

- разработку отчета или раздела проектной документации.

Успешное проведение МГРП и одностадийных ГРП в трещиноватых низкопроницаемых коллекторах так же возможно, как и в терригенных породах, а технология совместного применения МГРП с вызовом притока снижением уровня азотно-компрессорной установкой или струйным насосом с последующими ГДИ положительно изменяет фильтрационные свойства продуктивного пласта и повышает АСД флюида.

Как было сказано выше, одним из способов интенсификации пластового флюида из трещиноватых коллекторов и повышения дебита скважины является проведение ГДИ после МГРП [15 - 19]. Примером успешного проведения данного способа в 2018 г. явилось проведение интенсификации притока методом ГРП с последующими ГДИ на разведочной скважине Хандинской площади в интервале 2874 - 2891 м, сложенном карбонатными породами (доломиты с чередованием глинистых сланцев и солей).

Целью исследования являлось получение данных о продуктивном пласте. По результатам интерпретации исследования КВД, ИД на скважине Хандинской площади были получены данные о пластовом давлении, проницаемости пласта, коэффициенте влияния ствола скважины и параметрах призабойной зоны пласта. Полученное в результате интерпретации исследования значение скин-фактора говорит о хорошем состоянии ПЗП. В ходе проведения исследования давление на скважине было восстановлено. Все полученные в ходе интерпретации результаты приведены в табл. 2 со значениями до и после проведения ГРП, что позволяет увидеть положительные изменения фильтрационных параметров.

Подытоживая вышесказанное, можно отметить, что успешное проведение МГРП и одностадийных ГРП в трещиноватых низкопроницаемых коллекторах так же возможно, как и в терригенных породах, а технология совместного применения МГРП с вызовом притока снижением уровня азотно-компрессорной установкой или струйным насосом с последующими ГДИ положительно изменяет фильтрационные свойства продуктивного пласта и повышает АСД флюида.

Литература

1. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 211 с.

2. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика: учебник для вузов. М.: Недра, 1993. 416 с.

3. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра, 1972. 288 с.

4. Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. М.: РГУ, 1999. 285 с.

5. Багринцева К.И., Сауткин Р.С., Ступакова А.В. Карбонатные резервуары Восточной Сибири. Глубокие горизонты Енисей-Хатангского прогиба и рифейские резервуары Юрубчено-Тохомского месторождения. М.: ООО «Газпром экспо», 2012.

6. Лебединец Н.П. Изучение и разработка нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. М.: Наука, 1997. 397 с.

7. Наказная Л.Г. Фильтрация жидкости и газа в трещиноватых коллекторах. М.: Наука, 1972. 184 с.

8. Групповой рабочий проект на строительство эксплуатационных скважин Ковыктинского ГКМ по «легкой» конструкции. Тюмень: ООО «Газпром проектирование», 2017.

9. Василевский В.Н., Петров А.И. Техника и технология определения параметров скважин и пластов: Справочник рабочего. М.: Недра, 1989.

10. Нарушения обсадных колонн в интервалах соленосных отложений / Г.А. Стрелец, Б.С. Филатов, В.З. Лубан, Ю.А. Еремеев // Нефтяное хозяйство. 1970. № 2. С. 28-31.

11. РД 00158758-212-2000. Технологический регламент по технологии гидравлического разрыва пласта для интенсификации притока пластового флюида /В.И. Саунин, М.П. Александров, В.В. Паникаровский и др. Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2000. 68 с.

12. СТО Газпром 2-3.3-119-2007. Руководство по технологии гидроразрыва сложнопостроенных газоконденсатных объектов месторождений севера Западной Сибири / И.И. Клещенко, С.К. Сохошко и др., Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2007. 95 с.

13. Островская А.К. Расчет эффективности проведения гидроразрыва пласта Молодой ученый. 2017. № 44. С. 14-16.

14. Шлеин Г.А., Глущенко А.А. Сущность и этапы процесса гидроразрыва пласта // Молодой ученый. 2019. № 2. С. 40-42.

15. Гидродинамические исследования скважин и методы обработки результатов измерений / Хисамов Р.С., Сулейманов Э.И., Фахруллин Р.Г. и др. Москва: ОАО ВНИИОЭНГ, 1999. 227 с.

16. Хайруллин М.Х., Хисамов Р.С., Шамсиев М.Н., Бадертдинова Е.Р. Гидродинамические методы исследования вертикальных скважин с трещиной гидроразрыва пласта. М.: Институт компьютерных исследований, 2012. 84 с.

17. Р Газпром 086-2010. Инструкция по комплексным исследованиям газовых и газоконденсатных скважин. М.: ООО «Газпром экспо», 2011.

18. Интерпретатор-М. Программное обеспечение по комплексной автоматизированной интерпретации данных кривых восстановления давления в скважинах. М.: Минтопэнерго РФ, ВНИПИморнефтегаз 1996 25 с.

19. Шагиев Р.Г. Исследование скважин по КВД. М.: Наука, 1998. 304 с.

Размещено на Allbest.ru