и, характеристики рідини розриву і расклинивающего агента, технологічні та економічні обмеження. Для реалізації цього підходу крім моделей тріщиноутворення необхідне створення моделей фільтрації в системі свердловин, пересічених тріщинами гідророзриву, вивчення особливостей перебігу флюїдів в околиці тріщини, у тому числі в неоднорідних і обводнених пластах.
1. Застосування гідравлічного розриву пласта на нафтових і газових родовищах
. 1 Основні уявлення про механізм гідравлічного розриву пласта
Гідравлічний розрив пласта являє собою механічний метод впливу на продуктивний пласт, що складається в тому, що порода розривається по площинах мінімальної міцності під дією надлишкового тиску, створюваного закачуванням в свердловину рідини розриву з витратою, що свердловина не встигає поглинати. Флюїди, за допомогою яких з поверхні на забій свердловини передається енергія, необхідна для розриву, називаються рідинами розриву. Після розриву під впливом тиску рідини тріщина збільшується, виникає її зв'язок з системою природних тріщин, що не розкритих свердловиною, і з зонами підвищеної проникності. Таким чином, розширюється область пласта, дренируемая свердловиною. В утворені тріщини рідинами розриву транспортують зернистий матеріал (пропант), що закріплює тріщини в розкритому стані після зняття надлишкового тиску.
У результаті ГРП кратно підвищуються дебіт видобувних або прийомистість нагнітальних свердловин за рахунок зниження гідравлічних опорів в привибійній зоні і збільшення фільтраційної поверхні свердловини, а також підвищується кінцева нефтеотдача за рахунок прилучення до вироблення слабодреніруемих зон і пропластков.
Метод ГРП має безліч технологічних рішень, обумовлених особливостями конкретного об'єкта обробки та досягається метою. Технології ГРП різняться, передусім, за обсягами закачування технологічних рідин і проппанта і відповідно за розмірами створюваних тріщин.
Найбільш широке поширення отримав локальний гідророзрив як ефективний засіб впливу на привибійну зону свердловин. При цьому буває достатнім створення тріщин довжиною 10-20 м із закачуванням десятків кубічних метрів рідини і одиниць тонн проппанта. У цьому випадку дебіт свердловин збільшується в 2-3 рази.
В останні роки інтенсивно розвиваються технології створення високопроводящей тріщин відносно невеликий протяжності в середньо- і високопроникних пластах, що дозволяє знизити опір привибійної зони і збільшити ефективний радіус свердловини.
Проведення гідророзриву з утворенням протяжних тріщин призводить до збільшення не тільки проникності привибійної зони, але й охоплення пласта впливом, залученню до розробку додаткових запасів нафти і підвищенню нефтеізвлеченія в цілому. При цьому можливе зниження поточної обводнення видобувається. Оптимальна довжина закріпленої тріщини при проникності пласта 0,01-0,05 мкм 2 зазвичай становить 40-60 м, а обсяг закачування від десятків до сотень кубічних метрів рідини і від одиниць до десятків тонн пропант.
Поряд з цим застосовується селективний гідророзрив, який дозволяє залучити в розробку і підвищити продуктивність низькопроникних шарів.
Для залучення у промислову розробку газових колекторів з наднизькою проникністю (менше 10 - 4 мкм 2) у США, Канаді та ряді країн Західної Європи успішно застосовують технологію масованого ГРП. При цьому створюють тріщини протяжністю 1000 м і більше із закачуванням від сотень до тисяч кубічних метрів рідини і від сотень до тисяч тонн пропант.
Технологія застосування гідророзриву в першу чергу заснована на знанні механізму виникнення і поширення тріщин у гірських породах, що дозволяє прогнозувати геометрію тріщини і оптимізувати її параметри.
Математичне моделювання процесу тріщиноутворення базується на фундаментальних законах теорії пружності, фізики нафтогазоносних пластів, фільтрації, термодинаміки. Першу теоретичну модель розповсюдження двовимірної тріщини, що отримала загальне визнання, запропонували С.А. Християнович, Ю.П. Желтов і Г.І. Баренблатт (модель I). Дещо пізніше Т.К. Perkins, L.R. Kern була запропонована друга модель (модель II). Ці дві основні двовимірні теоретичні моделі поширення тріщин гідророзриву розрізняються фізичної постановкою завдань (малюнок 1.2).
В обох моделях висота вертикальної тріщини постійна, але в моделі I вертикальне поперечний переріз тріщини - прямокутник, а в моделі II - еліпс. Горизонтальний переріз вертикальної тріщини в моделі I - еліпс з заострениями на кінцях тріщини, а в моделі II - еліпс. Вертикальні поздовжні перетину тріщин в обох моделях - прямокутники. Вертикальне поперечний переріз горизонтальною кругової в плані тріщини гідророзриву в моделі II...
