CC BY
85GEOLOGICAL AND MINERALOGICAL SCIENCES
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА С ЦЕЛЬЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ НА ПОЗДНЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Петрова Л.В.
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьский, доцент, доцент кафедры разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений,
кандидат геолого-минералогических наук
Мацадо В.С.
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьский, магистр
кафедры разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений
Воронова Е.В.
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьский, доцент, доцент кафедры разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений,
кандидат технических наук Петров В.А.
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Октябрьский, доцент
кафедры нефтепромысловых машин и оборудования,
кандидат технических наук
ESTIMATION OF EFFICIENCY OF A HYDRAULIC GAS RIG FOR THE ADDITIONAL OIL PRODUCTION AT THE LATE STAGE OF THE DEVELOPMENT OF OIL DEPOSIT
Petrova L.
The branch of federal state budgetary educational institution of higher education "Ufa State Oil Technical University" in the town of Oktyabrsky, associate professor of exploration and development of oil and gas fields,
candidate of geological-mineralogical sciences
Matsado V.
The branch of federal state budgetary educational institution of higher education "Ufa State Oil Technical
University" in the town of Oktyabrsky, master
Voronova E.
The branch of federal state budgetary educational institution of higher education "Ufa State Oil Technical University" in the town of Oktyabrsky, associate professor of exploration and development of oil and gas fields,
candidate of technical sciences
Petrov V.
The branch of federal state budgetary educational institution of higher education "Ufa State Oil Technical University" in the town of Oktyabrsky, associate professor of exploration and development of oil and gas fields,
candidate of technical sciences
Аннотация
В настоящее время все большее внимание уделяется процессам, связанным с изучением различных месторождений. Именно поэтому в представленной статье проведен анализ эффективности гидравлического разрыва на Арланском месторождении. Методология исследования - анализ научной литературы по заданному вопросу, а также практического отечественного опыта. Abstract
Currently, more and more attention is paid to the processes associated with the study of various deposits. That is why the article presents an analysis of the effectiveness of hydraulic fracturing at the Arlan field. Research methodology - analysis of scientific literature on a given question, as well as practical domestic experience Ключевые слова: эффективность, гидравлический разрыв, пласт, месторождение, разработка. Keywords: efficiency, hydraulic fracturing, reservoir, field, development.
В настоящее время гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее эффективных средств роста такого показателя как производительность скважин, потому что он не только способствует интенсификации запасов тех, что в
области дренирования, также при выполнениях конкретных условий открывает доступ значительному расширению области с приобщением к увеличению темпа отбора слабо дренируемых участков, а значит, приблизиться к утвержденному КИН.
Гидравлический разрыв пласта проводится следующим образом: в продуктивный пласт закачивают жидкость при давлении до 100 МПа, после такого воздействия коллектор расщепляется, трещины могут пойти вдоль или поперек напластований. Во избежание вероятности смыкания трещин параллельно с жидкость в пласт закачивают корунд либо кварцевый песок с крупными зернами и отсортированный для сохранения проницаемости трещин, которая превышает естественную проницаемость в значительное количество раз. Данный процесс необходим во всех пластах.
(Well)
Скважина —
Грунтовые воды
(groundwater)
(iWniulk (гоПмгшЮ
Гидроразрыв пласта
Гидроразрыву пласта предшествует большой объем подготовительных работ, связанный с изучением геолого-промысловых материалов, исследованием скважины и обследованием ее технического состояния, а также по технико-технологическому обеспечению осуществления процесса. По скважине, намеченной для проведения в ней гидроразрыва, прежде всего, проводится анализ всех геолого-промысловых материалов, и устанавливаются глубина залегания и толщина (мощность) пласта, вынос породы из пласта, обводненность и источник поступления воды, газовый фактор и причина повышенного газового фактора, технология и результаты предшествующих обработок, проведенных в скважине. По результатам анализа геолого-промысловых материалов намечаются объемы дополнительных геолого-промысловых и гидродинамических исследований по получению достоверной информации о скважине и пласте, необходимой для планирования работ по гидроразрыву пласта.
Большое внимание уделяется технологическим жидкостям, свойства которых в значительной степени определяют динамику роста трещины, перемещение и распределение в ней закрепителя. От правильного выбора жидкости из их широкой номенклатуры во многом зависит конечная эффективно закрепленная длина трещины, ее проводимость, а также стоимость обработки. Современный уровень физической химии, химии полимеров и
При выборе скважины для гидравлического разрыва пласта руководствуются прежде всего гидродинамическими характеристиками пласта, приза-бойной зоны и скважины.
Гидравлический разрыв может планироваться по скважинам, работающим с высоким газовым фактором, с целью его снижения. Газовый фактор снижается за счет гидравлического разрыва скважин, имеющих дегазированную область вокруг забоя.
производства химических реагентов позволяет разработать набор жидкостей и добавок (присадок) к ним практически для всех возможных геолого-промысловых условий.
Современные жидкости должны обладать следующими свойствами:
- низкая инфильтрация для получения трещин необходимой протяженности при минимальных затратах жидкостей;
- достаточно высокая эффективная вязкость для создания трещин необходимой ширины и эффективного транспортирования закрепителя;
- минимальное ухудшение проницаемости зоны пласта, контактирующей с жидкостью разрыва;
- низкие потери давления на трение в трубах;
- высокая термостабильность, что особенно важно при обработке высокотемпературных пластов;
- высокая сдвиговая стабильность, т.е. устойчивость структур при сдвиге;
- легкий гарантированный вынос из трещины гидроразрыва после обработки;
- полная деструкция гелеобразных жидкостей после обработки для обеспечения их выноса из трещин;
- рентабельное стоимость.
При выборе жидкости принимают во внимание следующие характеристики:
Рис 1 Гидравлический разрыв пласта (ГРП)
- пластовая температура и продолжительность нахождения жидкости в трещине;
- объем и темп закачки; литологический тип коллектора; фильтрационные характеристики пласта, определяющие степень инфильтрации; чувствительность породы пласта к жидкости;
- пластовое давление; давление закачки с учетом возможных потерь давления на трение в трубах; тип и количество закачиваемого закрепителя; очистка трещины от жидкости после завершения операций; приготовление жидкости, ее хранение и стоимость.
Анализ работ по ГРП на месторождениях ОАО «Башнефть», а также мировой и отечественный опыт позволяет утверждать, что 50% успеха операции ГРП и эффективности его зависят от техники и технологии исполнения процесса, а 50% от правильного обоснованного выбора скважины.
Прогноз нефтяной отдачи по пластам Арлан-ского месторождения проводится разными способами и все способны подтверждают тот факт, что конечная нефтеотдача по месторождению будет на уровне 38-40%.
Анализ разработки Арланского месторождения показывает особенности, располагающегося на поздней стадии:
1. Сокращение уровня добычи нефти.
2. Сокращение числа добывающих и нагнетательных скважин.
3. Повышение фонда остановленных скважин по причине их низкой рентабельности.
4. Повышенным водонефтяным фактором.
5. Резким уменьшением объемов эксплуатационного бурения и ввода в разработку новейших скважин.
Суть гидравлического разрыва пласта в том, что за счет закачки жидкости при высоком давлении осуществляется раскрытие натуральных или образование искусственных трещин в продуктивном пласте и при последующей закачке песчано-жидкостной смеси или кислотного раствора расклинивание появившихся трещин с сохранностью их высокой пропускной возможности после окончания процедуры и снятия избыточного давления. ГРП считается самым трудным видом работ в нефтегазовой сфере. Эта технология первый раз применялась в США в конце 40-х годов для приобщения к разработке пластов с нарушением проницаемостью возле ствола скважины и повышения продуктивности скважин с низкопроницаемых коллекторах. В Советском Союзе промышленное внедрение ГРП начинается в 1954 году.
ГРП обширно применяется в целом мире как в низкопроницаемых, так и в высокопроницаемых пластах и коллекторах.
Результативность ГРП выявляется:
1. Уровнем обводненности скважинной продукций.
2. Начальной нефтяной насыщенностью коллекторов.
3. Результативной силой интервала гидроразрыва.
4. Неоднородностью строения пласта и расчлененностью его разреза.
5. Изоляцией интервала гидроразрыва пласта сильными глинистыми прослоями.
6. Расположением нагнетательных скважин и уровнем задвоения пласта на участке влияния.
Положительным фактором для роста продуктивности скважины после проведения ГРП, считается наличие в ней благоприятного скин-эффекта до гидроразрыва пласта. Повышенный результат от ГРП достигается в скважинах с низкой продуктивностью пластов призабойной зоны находящихся в окружении высокопродуктивных, проницаемых пластов. [3] Скважины, которые подвергаются ГРП, обязаны располагаться на достаточном удалении от контура нефтяного и газонефтяного контактов, зачастую не меньше расстояния между скважинами. При наименьшем удалении добывающей скважины от контура нефтеносности способно происходить мгновенное обводнение или прорыв газа из шапки, в особенности, когда направление трещины гидроразрыва перпендикулярно линии контуров.
Приемлемым объектом для ГРП считается однородный по проницаемости пласт достаточной трещины. При проектировке трещины гидроразрыва в сильно неоднородном пласте вероятно ошибки в оценивании длины, формы и ширины трещины, а также технологического результата от ГРП.
Таким образом, при осуществлении гидравлического разрыва пласта используется современное технологическое оборудование. Можно сказать, что к гидравлическому разрыву пласта предъявляются повышенные требования по выбору объекта влияния, технологической результативности в связи с огромными затратами на проведение ГРП, компетентности персонала для обеспеченности экологической безопасности. . Для исполнения ГРП нужно использовать новейшие технологии, технику и материалы.
Традиционные технологии бурения вертикальных скважин и последующий гидроразрыв пласта не обеспечивают достижения высокого показателя коэффициента извлекаемости углеводородов и допустимой рентабельной эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Эффективным методом разработки месторождений является бурение горизонтальных скважин с применением многостадийного ГРП. Он характеризуется сложным геологическим строением, ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами и наличием подошвенной воды. С увеличением горизонтальных участков стволов длина скважины, технология многоступенчатого и гидроразрыва пластов становится все более необходимой. Многостадийный ГРП - последовательное выполнение нескольких работ ГРП на одной скважине. Цель -повышение продуктивности скважины, увеличение площади дренирования, повышение коэффициента извлечения углеводородов и, как следствие, экономической эффективности разработки месторождения.
Рис 2 Многостадийный ГРП
Применение новых технологий позволяет подобрать жидкость разрыва и проппант, максимально соответствующие конкретным условиям, и проконтролировать раскрытие и распространение трещины, транспорт проппанта во взвешенном состоянии вдоль всей трещины, успешное завершение операции. В последние годы разрабатывается технология комплексного подхода к проектированию ГРП как элемента системы разработки. Такой подход основан на учете многих факторов, в том числе проводимости и энергетического потенциала пласта, системы размещения добывающих и нагнетательных скважин, механики трещины, характеристик жидкости разрыва и проппанта, технологических и экономических ограничений.
Список литературы
1. Petrova, L.V. Evaluation of the effect of asphalt resin paraffin deposits on oil well performance [ELECTRONIC RESOURCE] / L.V. Petrova, D.R. Yarullin // - IOP Conference Series: Materials Science and Engineering - 2019. - Vol 560 №1 Pp. 1-5.
2. Akhmetov, R.T. Estimation of displacement coefficient with due account for hydrophobization of reservoir using geophysical data of wells [Text] / R.T. Akhmetov, V.V. Mukhametshin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2018. -Vol. 194. - № 6. - Номер статьи 062001. - Pp. 1-5.
3. Almukhametova, E.M. Modelling and assessing the effectiveness of developing the Shumovskoye field [Text] / E.M. Almukhametova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2018. -Vol. 194. - № 6. - Номер статьи 062003. - Pp. 1-4.
4. Almukhametova, E.M. Optimization of FPM system in Barsukovskoye deposit with hydrodynamic modeling and analysis of inter-well interaction [Text] / E.M. Almukhametova, I.A. Gizetdinov // Journal of
Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 1015. - № 3. - Номер статьи 032006. - Pp. 1-4.
5. Zainagalina, L.Z. Analysis of the efficiency of telemetric systems for drilling wells [ELECTRONIC RESOURCE] / L.Z. Zainagalina, L.V. Petrova, V.A. Petrov // - IOP Conference Series: Materials Science and Engineering - 2019.- Vol 560. №1 Pp. 1-5.
6. Goryunova, M.V. Application of signal analysis for diagnostics [Electronic resource] / M.V. Goryunova, L.S. Kuleshova, A.I. Khakimova // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) (Saint Petersburg, 16-19 May 2017) / the team of authors. -SPb.: IEEE, 2017. - DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076487.
7. Modeling development of Fyodorovsky deposit [Electronic resource] / E.M. Almukhametova, G.F. Shamsutdinova, A.A. Sadvakasov, K.T. Tyncherov, L.V. Petrova, R.R. Stepanova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2018. - Vol. 327. - № 4. - Номер статьи 042100. - DOI: 10.1088/1757-899X/327/4/042100. Yakupov, R.F. Filtration model of oil coning in a bottom water-drive reservoir [Text] / R.F. Yakupov, V.Sh. Mukhametshin, K.T. Tyncherov // Periodico Tche Quimica. - 2018. - Vol. 15. - № 30. - Pp. 725-733.
8. Типовые технологические процессы в теории разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений: учебное пособие / А.Ю. Гуторов, Л.В. Петрова. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2014. - 78 с.
9. Хузина, Л.Б. Использование технологических решений при бурении горизонтальных скважин [Текст] / Л.Б. Хузина // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2006. -№ 9. - С. 25-26.
