(аналогично обосновывается максимальное забойное давление нагнетательных скважин)
1. В невозмущенном горном массиве напряженное состояние горных пород характеризуется следующими напряжениями:
- вертикальным σz = Рг, определяемым весом вышележащих горных пород
σz = Pг = ρп g H , (1)
- горизонтальным σх= σу =Ргг
σх= σу =Ргг=λ ρп g H , (2)
где ρп – плотность вышележащих горных пород,
Н – глубина залегания горизонта, для которого рассчитываются напряжения,
λ – коэффициент бокового распора, определяемый по формуле академика А.Н. Динника:
, (3)
ν – коэффициент Пуассона горной породы, зависящий от продольных и поперечных ее деформаций.
Для песчаников и известняков ν = 0,2 ÷ 0,3; для упругих пород коэффициент Пуассона изменяется в пределах 0,25 ÷ 0,43. Для пластичных горных пород (глина, глинистые сланцы, каменная соль) коэффициент Пуассона стремиться к 0,5, вследствие чего λ --- 1.
Давление разрыва Рр является трудно рассчитываемой величиной, но принципиально оно может соотноситься с горным давлением Рг следующим образом:
Рр < > Pг .
В общем случае давление разрыва зависит от следующих основных факторов:
- горного давления Рг,
- проницаемости ПЗС и наличия в ней микротрещин,
- прочности и упругих свойств горной породы,
- структуры порового пространства,
- свойств жидкости разрыва,
- геологического строения объекта,
- технологии проведения ГРП и др.
Разрыв осуществляют так называемой жидкостью разрыва, а заполнение образовавшихся или расширившихся трещин закрепляющим материалом с жидкостью-носителем.
4. Эффект от ГРП связан со следующими факторами:
- снижение фильтрационных сопротивлений в ПЗ скважины;
- увеличение области, дренируемой скважиной;
- приобщение к выработке слабодренируемых зон и пропластков.
5. Технологии ГРП различаются объемами закачки технологических жидкостей и проппантов.
5.1 Локальный гидроразрыв как управление продуктивностью.
Длина трещины – 10 -20 м; десятки метров кубических жидкости и единицы тонн проппанта. Дебит скважины увеличивается в 2 -3 раза.
5.2 ГРП с протяженными трещинами (40 -60 м). Объемы закачки увеличиваются на порядок. Возможно вовлечение в разработку дополнительных запасов нефти – увеличение коэффициента охвата, снижение обводненности.
5.3 Селективный гидроразрыв - для вовлечения в разработку и повышения продуктивности низкопроницаемых слоев.
5.4 Массированный ГРП – трещины протяженностью до 1000 м (тысячи кубометров жидкостей, тысячи тонн пропанта).