Расчет гидроразрыва пласта на месторождений Кумколь

Был составлен план проведения гидроразрыва пласта, и выбраны рабочие жидкости и оценить t процесса для следующих усло­вий: скважина М 385 эксплуатационная L=1100 м, диаметр по до­лоту D=0,25 м, вскрытая толщина пласта h=20м, средняя про­ницаемость к-0,006 10 м. модуль упругости пород 33=10 мПа, коэффициент Пуассона =0,3, средняя плотность пород под про­дуктивным пластом =2600 кг/м, напряженное состояние пород в условиях залегания подчиняется гипотезе Диккенса. Вертикаль­ная составляющая горного давления:

2600*9,81*1100*10^-6=50,1МПа

 

Горизонтальная составляющая:

50,1*0,3/(1-0,3)=22,5МПа

 

В подобных случаях при гидроразрыве пласта следует отме­тить образование вертикальных трещин в качестве жидкости раз­рыва и жидкостей песконосителя применяем загущенную нефть с добавкой асфальтита плотностью =930 кг/м, вязкостью =200 мПаС, содержание песка принимали С-300 кг на 1м жид­кости- песконосителя, для расклеивания трещин запланировали за­качку примерно 5 тонн кварцевого песка, фракции 0,8-1,2 мм, темп закачки Q=12 л/с, что значительно больше минимально до­пустимого при созданий вертикальных трещин.

При ГРП непрерывно закачивают жидкость разрыва в объеме I м и жидкость-песконоситель в объеме 9м, которая одновременно является и жидкостью разрыва.

Для определения параметров воспользовались упрощенной формулой методики Ю.П. Желтова. Оценим сначала ширину трещин после закачки 1м жидкости разрыва, для чего определяв давление на забое - Рзаб. Б этот момент времени по формуле:

 

Объем жидкости находящейся в трещине V =Qt + Vo, где Q - расход закачиваемой жидкости, t - время закачки, Vо - объем жидкости, находящийся в трещине до ГРП, здесь и в дальнейшем приняли, что Vo=0.Для трещины после закачки V =1м³

 

13,2м

 

Раскрытость или ширина трещины:

4*(1-0,3²)*13,2*(20,8-19,68)*10⁶/10¹⁰=5,4мм

 

Раскрытость трещины вполне достаточна, чтобы песок фракции 0,8-1,2 поступал в нее при закачке следующей порции жидкости (qm³), являющегося одновременно и жидкостью-песконосителя.

 

Объемная доля песка в смеси:

(300/2500)/(300/2500+1)=0,107

 

где G - масса песка приходящаяся на 1м³ жидкости, кг. - плотность песка 2500 кг/м³

 

Вязкость жидкоcти-песконосителя определяется по формуле

200*exp*(3,18*0.107)=280мПа*С

 

Давление на забое скважины в конце ГРП (после закачки 10 м³ жидкости в трещину) определяем

Р_ЗАБ=20,27Мпа

 

Жидкость-песконоситель распространилась в трещине на расстоянии от скважины примерно равным 90% ее длины, т. е. или 1=0,9, 1=52 м. После сжатия давления трещина закрывается неполностью на интервале, в котором находилась жидкость-песконоситель. Прини­мая пористость песка в трещине после ее закрытия m=0,3 опре­делили остаточную ширину трещин

 

1,25*0,107*(1-0,3)=0,19см

 

 

Проницаемость трещин такой ширины:

0.0019²/12= 0,3*10^{-6 м2}

 

Среднюю проницаемость ПЗС при вертикальной трещине опре­деляем по формуле:

[(3,14*0,25-0,0019)*0,06*10^-12+

+0,0019*0,3*10^-6]/(3,14*0,25) = 7,26*10^{-12 м2}

 

Средняя проницаемость пласта при наличии вертикальных трещин будет увеличиваться с возрастанием расстояния от скважины_, а ее проницаемость неизменной. Тогда средняя проницаемость на расстоянии 1 м от скважины будет:

=[(3,14*2,25-0,0019)*0,05*10^-12+0,0019*0,3*10^-6]/(3,14*2,25)=

=80,7*10^{-12 м2}

 

На расстоянии равном радиусу раскрытости l₁трещины

R₁=1,79*10^{-12 м2}

Как видно из расчетов, в области распространения трещины проницаемость почти повсеместно больше, чем на два порядка превышает проницаемость пласта. Поэтому приток в скважину будет в основном происходит по трещине с направлением, в котором получила развитие. ГРП будем проводить через НКТ с внутренним диаметром d=0,062 м, изолируя продуктивным пласт пакером и. с гидравлическим якорем.

Определение параметров ГРП

1. Потери давления на трение при движении жидкости-песконосителя по НКТ.

Плотность песконосителя:

4*12*10^-3*1098/(3,14*0,062*0,28)=967

 

коэффициент гидравлического сопротивления:

h=64/Re=64/967= 0,66

 

В жидкости при R>200, по Желтову происходят ранняя турбализация потока и потери на трении при R=967 и h_o=0,107, воз­растают в 1,52 раза.

25,29МПа

 

2. Давление, которое нужно создать на устье при ГРП

Р_у=Р_ЗАБ- *g*h+Р_Т=20,8-1098*9,81*2150*10^-6+25,29=26,7МПа

 

3. Рабочую жидкость ГРП в скважину закачивают насосным агрегатом 4AH-70G.

 

Необходимое число насосных агрегатов

N= Р_у*Q/(P_a*Q_a*R_mc)+1= 26,7*12/(29*14,6*0,8)+1=2

 

где Pa,Qa - рабочее давление и подача агрегата.

Rmc - ко­эффициент техcоcтояния.

 

4. Обьем жидкости для продавки:

Vn= 0,785*d²*L= 0,785*0,062²*1100=3,3 м³

 

5. Продолжительность ГРП, при работе агрегата на III скорости:

t= (V_ж+V_n)/Q_a= (10+3,3)/(11,6*10^-3*60)= 3 часа