Обоснование необходимости повторных ГРП в 2010 году
Снижение дебита по ряду скважин после первоначально высоких значений является столь значительным, что возникает вопрос о целесообразности повторного ГРП.
Попытка наметить первоочередные скважины для повторного ГРП реализована в данной работе и представлена в таблице 2
Таблица 2
Предлагаемые для повторного ГРП в 2010 году скважины СНГДУ-2
При определении возможного эффекта исходили из того, что после повторного ГРП дебит жидкости будет равен дебиту жидкости после проведения первоначального ГРП (исключением является скважина 5537, по которой дебит жидкости принят в 1,5 раза больше, поскольку первый ГРП проводился по старой технологии). Дебит нефти принят равным 90 % от дебита после предыдущего ГРП (учитывая рост обводненности)
После анализа данных, представленных в таблице 1, было намечено для повторного ГРП 13 скважин, по которым на февраль 2010 года имело место наиболее резкое снижение дебитов нефти (от 42 до 77 %, в среднем 57,4 %) и жидкости (от 40 до 79 %, в среднем 53,96 %). Согласно проведенному расчёту, средний прирост дебита нефти должен составить 32,96 т/сут, а суммарный 423,3 т/сут.
Учитывая довольно значительные текущие дебиты рассматриваемых скважин, повторные ГРП следует осуществлять достаточно осторожно. В первую очередь, следует убедиться, что скважина не подлежит оптимизации; при высоких динамических уровнях проводится оптимизация отбора, а проведение повторного ГРП откладывается. Если же возможности оптимизации исчерпаны, проведение повторного ГРП будет достаточно обоснованным, но по скважинам с дебитами более 20 т/сут нефти, ГРП следует совмещать с очередной остановкой скважины.
|
|
|
Выводы
Из анализа фактических данных о результатах ГРП в 2009 году можно сделать следующие выводы:
- эффективность ГРП в 2009 году оказалась достаточно высокой, что можно объяснить широким применением “нового дизайна”, заключающегося в коренном изменении технологии процесса ГРП и в существенном увеличении количества используемого при ГРП пропанта
- выявлена зависимость между количеством используемого при ГРП проппанта (на 1м. эффективной нефтенасыщенной толщины эксплуатируемого пласта) и эффективностью ГРП (по крайней мере, до концентрации 5 т/м); при концентрации более 5 т/м появляется реальная опасность прорыва воды
- эффективность ГРП при применении новой технологии превосходит эффективность при применении старой технологии по нефти в 3,2 раза, а по жидкости в 2,2 раза
- ГРП на объекте АВ11-2 - очень положительное явление (учитывая низкую выработку запасов по этому объекту)
- отмечено значительное снижение во времени первоначально достигнутого прироста (составившее на конец 2009 года в целом по месторождению 18,85 % по нефти и 24,68 % по жидкости в том числе по скважинам с новой технологией ГРП соответственно 21,98 и 25,39 %). С/суточное снижение дебита нефти составило в целом по месторождению 0,13 % (при применении новой технологии 0,18 %), с/суточное снижение дебита жидкости 0,17 % (при применении новой технологии 0,21 %, при применении старой технологии-0,09 %)
|
|
|
- основное снижение дебитов жидкости имеет место в первые 3-4 месяца; далее темпы снижения дебитов резко падают
- одной из основных причин снижения дебитов нефти и жидкости следует считать вынос пропанта в процессе эксплуатации
Усовершенствование процесса ГРП
В разделе 3.3. мы остановимся на некоторых технологиях, позволяющих снизить вынос проппанта, таких как образование блока расклинивающего агента на входе в трещину (концевое запечатывание трещины) для получения закрытых трещин без каналов, принудительное смыкание трещины или методики управляемого выноса, которые помогают создать набивку в трещине, а также применение проппанта со спекаемым полимерным покрытием. Вероятность возникновения условий, при которых будет происходить вынос проппанта из трещины с нормальной набивкой, значительно ниже, нежели из трещины без соответствующей набивки, однако даже и набивка еще не дает полной гарантии того, что выноса проппанта не будет. Имеется информация о том, что даже хорошо спроектированные и выполненные гидроразрывы все равно были осложнены выносом проппанта.
|
|
|
Как выяснилось, проблема выноса не только проппанта, но и мелких пластовых фракций, существует на некоторых скважинах главным образом в пластах с низкой температурой (Рябчик). В то же время на других скважинах не возникает проблемы с выносом проппанта или мелких механических пластовых частиц, что свидетельствует о том, что применяемый проппант с полимерным покрытием выполняет свою функцию, а вынос проппанта в ряде скважин обусловлен другими причинами.
Даже сама проппантная пачка сама по себе способна сдерживать выход пластового песка при условии, что размер зерен проппанта находится в определенной пропорции (~ 6) к среднему распределению пластового песка по диаметру. Однако, в случае пласта Рябчик, который характеризуется повышенной рыхлостью и склонностью к выносу пластового песка и мелких фракций, следует рассмотреть дополнительные меры с целью недопущения их выноса.
|
|
|
Для предупреждения выноса проппанта в принципе есть два основных способа, не считая снижения скорости отбора:
• Применение проппанта с полимерным покрытием
• Применение технологии ускоренного нанесения полимерного слоя в процессе обработки Экспедайт
При закачке проппанта полимерный материал покрытия спеканиеуется (вулканизируется) при забойной температуре. Спеканиеация означает, что покрытие, нанесенное на зерна проппанта, сцепляется в местах контакта зерен друг с другом. В результате формируется проппантная запечатывающая набивка для разрушения которой уже требуется определенная увлекающая сила. Теоретически рассчитанное значение составляет 1,5 атм. Следовательно, сила сцепления спекаемого полимерного покрытия проппанта должна быть выше этого значения.
Компания Халлибуртон недавно разработала для таких случаев другую систему под названием Экспедайт (Expedite), которая позволяет ускоренное нанесения полимерного слоя в процессе обработки и может применяться при относительно небольших температурах (Expedite - ускорять. Прим перев.). Материал Expedite вводится в проппант в процессе закачки. Затем происходит его вулканизация при существующих условиях на забое. Для него не требуется никакого усилия смыкания и его спекание происходит только за счет температуры.
Существует несколько мер в процессе операции ГРП, направленных на ограничение выноса проппанта.
• Образование блока расклинивающего агента на входе в трещину (концевое запечатывание трещины) - Tip-Screen-Out (TSO): Методика концевого запечатывания трещины позволяет сформировать плотную проппантную пачку в конце обработки, ограничивающую любое перемещение проппанта после смыкания трещины. Реализация этой методики на практике зависит от правильно выполненных расчетов с помощью компьютерной программы проектирования ГРП и анализа технологического процесса в режиме реального времени на месте проведения работ. Такая мера направлена не только ограничение выноса проппанта, но и на геологических объектах Самотлорского и других аналогичных месторождений, позволяет добиться оптимальных дебитов. Проекты для любой скважины должны подразумевать выполнение ГРП с концевым запечатыванием трещины. Поэтому проектирование обработок должно выполняться с учетом специфических условий коллектора для данной скважины.
• Принудительное смыкание: Принудительное смыкание трещины применяют в тех случаях, когда необходимо гарантированно обеспечить наличие проппантной пачки в нужном месте. При технологии принудительного смыкания трещины очень важно иметь возможность регулирования низких значений оттока проппанта из трещины вплоть до момента ее закрытия.
• Проппант с полимерным покрытием: Проппант с полимерным покрытием применяется для возможности предупреждения выноса проппанта.
Смысл применения данного типа проппанта состоит в том, что между зернами проппанта образуется дополнительное сцепление, оказывающее дополнительное сопротивление влекущей силе потока. Поскольку в настоящее время гибкая труба не используется для выполнения промывки скважины, можно применять только проппант с полимерным покрытием, который садится в стволе скважине не только за счет температуры, а для спекания и сцепления зерен друг с другом дополнительно требует усилия и температуры смыкания трещины. В противном случае потребуется разбуривание проппанта с полимерным покрытием, или же, эффект от ГРП будет весьма ослаблен, поскольку за перфорациями не останется больше проппанта, что выразится в снижении дебита, особенно в длительной перспективе.
После образования трещины при гидроразрыве ее дальнейшее распространение происходит в направлении, перпендикулярном наименьшему главному напряжению. Свое начало трещина берет в точке наименьшего пластового напряжения. Но поскольку имеется фазовый сдвиг на 60 или 90 градусов, то, скорее всего, это означает, что не все отверстия перфорации будут совмещены с трещиной. Некоторые отверстия перфорации вообще не будут задействованы, как это показывают проводимые диагностические закачки (ступенчатый тест с понижением подачи). Тогда это означает также, что и проппанта не будет в этих отверстиях перфорации и есть вероятность того, что через эти отверстия будет идти отток пластового песка на более позднем этапе эксплуатации скважины. Единственный способ исправить эту ситуацию состоит в том, чтобы выполнить прострел отверстий перфорации со сдвигом фазы на 180 градусов в направлении максимального горизонтального напряжения.
Для того, чтобы устранить вынос проппанта используются как проппанты с частично отвержденным покрытием, так и проппанты с покрытием, подлежащим полному процессу отверждения. Имеется большое разнообразие проппантов с полимерным покрытием, предназначенным для разных применений. Критериями для выбора нужного проппанта являются давление смыкания, температура, область конкретного применения.
Имеется несколько факторов, влияющих на процесс выноса проппанта при использовании проппанта с полимерным покрытием. Здесь они приведены не обязательно в порядке степени воздействия, однако, все они взаимосвязаны и влияют на конечный результат:
• Система полимера: полимерные системы рассчитаны на их отверждение (полимеризацию) при различных температурах, напряжениях смыкания и отличаются особыми свойствами
Температура и профиль смыкания под который «садится» проппантная пачка. В частности время, в течение которого проппант находится в составе суспензии, температурная кривая нагревания суспензии и пачки в пласте, а также кривая давления смыкания.
• Составляющие жидкости разрыва, кислотность рН, вязкость и температура.
• Сферичность проппанта и его размер по номеру сита (меш). Чем большую сферичность и размер имеет проппант, тем легче он выдавливается из трещины (если он помещен в породу с высоким значением модуля при минимальном осаждении). Зерна проппанта большого размера имеют меньше точек взаимного соприкосновение на единицу объема.
• Способ отработки скважины и/или технологический перерыв с последующей отработкой.
Одной из наиболее ответственных операций, позволяющих избежать создания ситуации возможного выноса проппанта, является работа по очистке скважины после закачки расклинивающего агента во время операции гидроразрыва. Любая проппантная пачка, как из обычного, так и из проппанта с полимерным покрытием, рассчитываются таким образом, чтобы оказывать определенное противодействие влекущей силе потока. Проппант образует проппантную пачку, которая сохраняется свою целостность до определенного предела, пока влекущая сила не превысит его, либо на проппантную пачку будут оказывать воздействие внешние факторы, например, импульсные нагрузки, выражающиеся в циклически изменяющихся напряжениях. Хотя проппант с полимерным покрытием и обеспечивает большее усилие сцепления между зернами проппанта, возникшее сцепление может быть нарушено при приложении чрезмерного усилия или воздействии циклически изменяющегося напряжения на проппантную пачку. Материал полимера обычно характеризуется хрупкостью, и любые импульсные нагрузки могут нарушить это сцепление. Нарушение этого сцепления мы наблюдали на лабораторных образцах и это свидетельствовало о том, что на проппантную пачку из полимерного проппанта было оказано слишком большое усилие. Полимер, используемый для AcFrac CR, фактически обладает даже еще большей хрупкостью по сравнению с полимером, используемым в производстве Керамакс I, и вероятность разрушения сцепления зерен становится еще выше.
Точно так же, как и при промывке скважины, вывод скважины на режим должен производиться плавно во избежание возникновения импульсных нагрузок. После надлежащей очистки скважины оптимальные объемы отбора должны основываться на прогнозных показателях после проведения ГРП. В тех случаях, когда невозможно гарантировать чистоту скважины, тогда может быть использован один насос в качестве протекторного расходуемого насоса, который приносится в жертву. Однако, это не обязательно, если скважина была должным образом очищена, проппантная пачка сохранила стабильность и на нее не было оказано никакого пульсирующего или расшатывающего воздействия. Конечно, как было уже отмечено ранее, всегда есть вероятность того, что проппант с полимерным покрытием не перекрыл полностью интервал перфорации. Кроме того, уменьшая длину перфорации и соответственно вероятность, что это произойдет, этого явления можно избежать вообще. Предупредить возникновение такой ситуации невозможно, поскольку реакция каждой скважины отличается, особенно, когда мы имеем дело с рыхлыми пластами.
Для корректировки проведенных ГРП можно рекомендовать два вида корректирующих ремонтных мероприятий:
а. Дополнительное запечатывание проппантной пачки с использованием только проппанта с полимерным покрытием
б. Обработка в пласте с целью уплотнения
Обработка в пласте с уплотнением выполняется методом закачки для уплотнения проппантной пачки или пластового песка в приствольной зоне. Обработка для уплотнения в пласте является технологией, направленной на то, чтобы остановить выход проппанта или песка, искусственно связав зерна проппанта или пластового песка в одну общую массу. Через отверстия перфорации прокачивается жидкий полимер, попадая в поровые пространства между зернами проппанта или песка. Избыток полимера затем удаляется промывкой или методом разделения фаз. Полимерная оболочка покрывает зерна проппанта или песка, застывает и уже удерживает песок на месте.
Имеется несколько типов доступных полимеров: эпоксидные смолы (HydroCon E, PropLok), фурановые смолы (Hydrofix, Sanfix) и фенольные смолы. Процессу упрочнения способствуют следующие условия:
• Непродолжительное время
• Ранее не наблюдалось оттока песка
• Ограниченная склонность к выносу песка
• Высокое пластовое давление
• Хорошее качество песка с проницаемостью в вертикальном направлении
Обычно закачивают тип полимера, соответствующий данному проппанту. Но чтобы выполнить эту работу, необходима соответствующая предварительная промывка при помощи поверхностно-активного вещества. Предварительная промывка жидкостью необходима для того, чтобы подготовить пласт к приему полимера. Далее нагнетается полимер с малой вязкостью, который стремится к поверхностям кремнезема. Для вымывания полимера из порового пространства нужна последующая промывка. И последняя стадия - это закачка катализатора в матрицу из увлажненного полимером песка, после чего сразу же начинается процесс отверждения.
Выводы:
На способы борьбы с выносом пластового песка и проппанта влияют многие факторы. Но только определенные целенаправленные решения, учитывающие все обстоятельства, могут снизить и свести к минимуму вынос мелких механических частиц и проппанта. Для начала скважина должна быть хорошо подготовлена. Следующий шаг - непосредственно проведение на ней ГРП, в процессе которого могут быть сделаны измерения определенных параметров, способствующих выносу проппанта. Предельно внимательно нужно относиться к пласту во избежание воздействия на него периодических импульсных нагрузок. Такие периодические нагрузки вызывают циклические напряжения, которые разрушают любую созданную проппантную пачку. Это относится к любому виду проппанта с полимерным покрытием. Проппанты с полимерным покрытием рассчитываются так, чтобы выдерживать влекущую силу потока, но они не выдерживают импульсных нагрузок.
Необходимо понять, что стопроцентная эффективность предупреждения выноса проппанта и миграции мелких частиц не всегда возможна из-за самого характера коллектора и других факторов, влияющих на вынос проппанта, таких как распределение проппанта с полимерным покрытием в интервале перфорации. В частности, мы должны представлять себе, что на больших интервалах перфорации решить проблему, скорее всего, не удастся. В этих случаях фильтры могут оказаться единственной возможностью по предупреждению выноса проппанта. Однако, фильтры обладают положительным механическим скин-эффектом и применение фильтра снизит дебит. Они также легко забиваются пластовыми мелкими частицами, нарушают нормальную работу и требуют замены. Другая возможность состоит в том, чтобы в процессе всей обработки использовать 100 процентов проппанта с полимерным покрытием, чтобы гарантированно не происходило смешивания, однако, такой подход может оказаться нереализуемым по экономическим показателям
Выводы и рекомендации:
Из вышеизложенного анализа можно сделать вывод, что ГРП является более эффективным, чем глубокопроникающая перфорация, однако, в некоторых случаях необходимо рассматривать целесообразность применения глубокопроникающей перфорации как альтернативы ГРП.
- считать целесообразным применение ГРП только по новой технологии
- рекомендуется применять ГРП с РИР, для уменьшения обводненности продукции
- во время ГРП применять технологии, предупреждающие вынос проппанта
- продолжить практику широкого применения ГРП для интенсификации разработки объекта АВ11-2
- при планировании технологии процесса ГРП определять количество пропанта исходя из условия расхода пропанта не менее 3-х, но не более 5 т. на 1м. нефтенасыщенной эффективной толщины пласта, причём оптимальной концентрацией предлагается считать 4 тонны на 1м. нефтенасыщенной толщины.
- при планировании процесса ГРП на объектах, где может произойти прорыв воды рассматривать возможность применения глубокопроникающей перфорации вместо ГРП.
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 812; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!