Выбор оборудования для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП)

 

Технология ГРП включает:

1. Промывку скважины;

2. Спуск в скважину высокопрочных НКТ с пакером и якорем на нижнем конце;

3. Обвязку и опрессовку на 1.5- кратное рабочее давление устья и наземного оборудования;

4. Определение приемистости скважины закачкой жидкости;

5. Закачку в пласт жидкости-разрыва, жидкости-песконосителя и продавочной жидкости (собственно гидроразрыв);

6. Демонтаж оборудования и пуск скважины в работу.

При выборе оборудования для ГРП необходимо: определить технологическую схему — давление и расход жидкостей; типы и количество жидких сред и наполнителя.

 

Рисунок 92 — Технологическая схема гидравлического разрыва пласта

1 — трещина разрыва; 2 — продуктивный пласт; 3 — пакер; 4 — якорь; 5 — обсадная колонна; 6 — насосно-компрессорные трубы; 7 — арматура устья; 8 — манометр; 9 — блок манифольдов; 10 — станция контроля и управления процессом; 11 — насосные агрегаты; 12 — пескосмесители; 13 — емкости с технологическими жидкостями; 14 — насосные агрегаты.

 

Давление нагнетания на устье скважины —

,

где — гидростатическое давление столба жидкости в скважине; — давление на трение в трубах определяется по формуле Дарси-Вейсбаха (при необходимости с учетом увеличения потерь давления за счет наличия в жидкости песка); — забойное давление разрыва пласта устанавливают по опыту или оценивают по формуле:

,

где — горное давление; — прочность породы пласта на разрыв в условиях всестороннего сжатия ( МПа); — глубина залегания пласта, м; — средняя плотность вышележащих горных пород равная 2200 ¸ 2600 кг/м³, в среднем 2300 кг/м³; — ускорение свободного падения.

Пример: м; МПа; кг/м³

МПа

При глубине скважины м можно определять (Данные статистического анализа).

Минимальный расход закачки жидкости должен составлять не менее 2 м³/мин и может быть оценен при образовании вертикальной и горизонтальной трещин соответственно по формулам:

;

,

 

где , — минимальные расходы, л/с; — толщина пласта, см; , — ширина вертикальной и горизонтальной трещины, см; — вязкость жидкости, МПа*с; — радиус горизонтальной трещины, см.

В частности для расчетов можно принять следующие значения параметров: м; см;

см; МПа*с; м.

Общая продолжительность процесса ГРП — , час,

где — объем жидкости разрыва, м³, м³; — объем жидкости песконосителя, м³; , где — количество закачиваемого песка [ т на один гидроразрыв]; — концентрация песка в 1 м³ жидкости, кг/м³; [ кг/м³ для вязкой жидкости и кг/м³ для воды]; — объем продавочной жидкости; — внутренний диаметр НКТ (и обвязки); — длина НКТ (и обвязки); — средний расход жидкости, м³/час.

Потребное число агрегатов устанавливают, исходя из подачи одного агрегата и максимального расхода жидкости в процессе ГРП с учетом одного резервного агрегата:

.

Давление гидроразрыва может доходить до 70 ¸ 100 МПа.

Пакеры и якори рассчитаны на перепад давления 30 ¸ 50 МПа, проходное сечение НКТ мм.