Анализ эффективности применения ГРП на "Майском" месторождении
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
твами проппанта.
Если образующаяся при гидроразрыве трещина приближается к поверхности раздела слоев, и породы ограничивающих горизонтов обладают более высокими прочностными характеристиками, чем обрабатываемый пласт, то теоретически рост трещины по вертикали будет приостановлен (если поверхность раздела не пересекают ранее образовавшиеся трещины). Примером этого может служить пласт песчаника с выше и нижезалегающими глинистыми пропластками, работающими как перемычки. Минимальное напряжение у песчаников ниже, значит, дальнейший рост трещины будет сдерживаться. Таким образом, рост трещины по высоте - сложная функция реологии жидкости, объемной скорости закачки, давления, создаваемого в трещине и проявление сдерживания механизмов развития трещины в вертикальном направлении. Первые три фактора - регулируемые параметры обработки, а последний определяется механикой горных пород, в том числе поведением пласта и трещины. Определены следующие механизмы сдерживания трещин по высоте:
различие напряжений в обрабатываемом и смежном с ним пластах,
различие упругих свойств обрабатываемого и смежных с ним пластов.
Прочность обрабатываемого и смежных с ним пластов измеряется коэффициентом интенсивности напряжения, который зависит от геометрии трещины, свойств жидкости разрыва, объемной скорости закачки и давления обработки при гидроразрыве пласта. Этот показатель определяет распространение трещины в вертикальном и горизонтальном направлениях. Коэффициент интенсивности напряжения снижается, когда трещина достигает высокопластичного или малопроницаемого пласта. Если отсутствуют барьеры, ограничивающие распространение трещины по вертикали (контраст напряжений не достаточно высок), то возможно образование неограниченной трещины, имеющей радиальную форму.
Рисунок 7 Образование верхнего и нижнего барьеров
Одним из наиболее важных факторов ограничения трещины по вертикали является сопротивление течению в узких зонах у верхнего и нижнего краев трещины. Расклинивающий агент с высокой концентрацией отлагается в узких зонах в верхней и нижней частях трещины и снижает проводимость и проницаемость этих участков. Жидкость, которая течет в широком центральном канале, может не проникать ни в верхний, ни в нижний забитые расклинивающим материалом узкие края трещины. Это способствует формированию верхнего и нижнего барьеров, которые исключат дальнейшее развитие трещины в вертикальном направлении.
Благодаря воздействию вышеуказанных факторов, ограничивающих вертикальное развитие трещины, при поддержании правильного расхода жидкости можно получить высокопроводимую трещину желаемой длины.
Давление гидроразрыва пласта определяется из условия, что гидродинамический напор на забое скважины должен преодолеть давление вышележащей толщи пород (геостатическое давление) и предел прочности продуктивной породы на разрыв, т.е.
Рс = q + стр
где рс- забойное давление разрыва пласта, q - горное давление , Стр - прочность породы обрабатываемого пласта на разрыв . Давление нагнетания на устье скважины вычисляется по формуле:
Руд = Ч + +р тр - Р пл , (2)
где р уД - устьевое давление разрыва, ртр - потери давления в трубах и в зоне перфорации, р пл - пластовое давление Создаваемое избыточное давление должно обеспечивать осуществление трех этапов роста трещины:
увеличение трещины до достижения барьеров
рост трещины в длину в рамках барьеров, ограничивающих вертикальный рост
рост трещины по высоте, когда давление достигает предела разрыва
PwH = Pc+PNET-Ph+Ptf (3)
Pc - давление смыкания трещины,- гидростатическое давление ,- общие потери давления на трение,- чистое давление,
= Pw - Рс (4)
- избыточное давление,
Рс - давление смыкания . 0 Трещина будет оставаться открытой
.3 Расклинивающий агент. Назначение пропанта
Пропант предназначен для предотвращения смыкания трещины после окончания закачивания. Пропант добавляется к жидкости глушения и закачивается вместе с ней. Главный фактор, влияющий на конечный результат операции по разрыву - это сохранение хорошо раскрытой трещины. Для того, чтобы поддержать проницаемость созданную путем расклинивания применяется расклинивающий агент. Расклинивающий агент должен обеспечивать и поддерживать проход с высокой проницаемостью для потока жидкости по направлению к стволу скважины.
Проницаемость трещины зависит от следующих взаимосвязанных факторов:
типа, размера и однородности пропанта;
степени его разрушения или деформации;
количества и способа перемещения пропанта, возможности трещины транспортировать жидкость к стволу скважины обусловлены пропускной способностью трещины. Обычно она определяется произведением проницаемости трещины и ширины трещины.
= kw , (5)
Где к - проницаемость (миллидарси) w - ширина трещины (мм) На частицы пропанта действует напряжение закрытия трещины. В результате этого некоторые из частиц могут быть раздавлены или же, в мягком пласте вдавливаться в породу. На степень раздавливания или вдавливания влияют: прочность и размер пропанта твердость пласта - напряжение закрытия, прилагаемое к слою пропанта. Если частицы раздавливаются или вдавливаются в породу, пропускная способность трещины будет уменьшаться и может снизиться настолько, что проводимость слоя