Gtрtcvотр vtтодов иyтtycификации в вscокоgроyицаtvs[ gлаcта[ Воgроc иyтtycификации gритока в вscокоgроyицаtvs[ gлаcта[ долгоt врtvя отyоcилcя к облаcти cтрuктuрyоq обработки cкtлtта gородs. Тtgtрm для обраpоваyия gроводящtго каyала в ytgоврtждtyyоq pоyt коллtктора
¡Ó· ’˝Ì̇ (Bob Hanna) ¡Ë œË ›ÍÒÔÎÓÂÈ¯Ì »ÌÍ. „. ’¸˛ÒÚÓÌ, ¯Ú. “Âı‡Ò, —ÿ¿ ƒÊÓÁÂÙ ¿˛· (Joseph Ayoub) „. ÕÓ‚˚È ŒÎ‡Ì, ¯Ú. ÀÛËÁˇ̇, —ÿ¿ ¡Ó· KÛÔ (Bob Cooper) „. ’¸˛ÒÚÓÌ, ¯Ú. “Âı‡Ò, —ÿ¿
Клаccичtcкая иyтtycификация vtтодоv гидрораpрsва cоpдаtт upкиt каyалs, глuбоко gроyикающиt в gлаcт — обsчyо 2,5 vv шириyоq и до 300 vv длиyоq. Uжt в 1940-[ года[ ucgtшyо оcuщtcтвлялcя гидрораpрsв yиpкоgроyицаtvs[ gлаcтов (vtytt 20 vД) gри pyачитtлmyоv uвtличtyии и[ gродuктивyоcти. Вvtcтt c тtv, gо vtрt роcта gроyицаtvоcти gородs, gроцtcc cоpдаyия и gрораcтаyия трtщиy cтаyовитcя eкоyоvичtcки vtytt оgравдаyysv. В вscокоgроyицаtvs[ коллtктора[ pагряpytyиt gлаcта обsчyо являtтcя главyоq gричиyоq ограyичtyия дtбита. Gоeтоvu для рtшtyия eтоq gроблtvs gрtдgиcsваtтcя киcлотyая обработка cкtлtта gородs (cv. «Тtyдtyции в киcлотyоq обработкt cкtлtта gородs», cтр. 20)
–‰‡ÍˆËˇ ·Î‡„Ó‰‡ËÚ Á‡ ÔÓÏÓ˘¸ ‚ ÔÓ‰„ÓÚÓ‚Í ˝ÚÓÈ ÒÚ‡Ú¸Ë œÓ· ÇÚËÌÒ‡, ¡Ë œË ›ÍÒÔÎÓÂÈ¯Ì (¿ÎˇÒ͇) »ÌÍ., „. ¿ÌÍÓˉÊ, ¯Ú. ¿ÎˇÒ͇, —ÿ¿; ƒÊ‡Í‡ ›·ÂΡ Ë –˘‡‰‡ ÇÒËÌÂ, ÍÓÏÔ‡Ìˡ ƒ‡Û˝ÎÎ, „. “‡ÎÒ‡, ¯Ú. ŒÍ·ıÓχ, —ÿ¿. ›Ú‡ ÒÚ‡Ú¸ˇ ‚Ô‚˚ ·˚· ÓÔÛ·ÎËÍÓ‚‡Ì‡ ‚ ÌÓÏ ÊÛ̇· ´ŒÈÎÙËΉ –‚¸˛ª Á‡ ÓÍÚˇ·¸ 1992 „.
4
Одyако, киcлотyая обработка vатрицs (cкtлtта gородs) yt vожtт рtшитm вct[ gроблtv. Объtv pагряpytyyоq gородs pачаcтuю трtбutт eкоyоvичtcки ytвsгодys[ болmши[ объtvов киcлотs. Pагряpytyиt vожtт раcgолагатmcя pа gрtдtлаvи доcягаtvоcти киcлотyоq обработки. Доcтавка киcлотs в трtбutvst uчаcтки gлаcта vожtт бsтm такжt pатрuдytyа. Очtвидyо, что рабочая жидкоcтm yа водяyоq оcyовt или cаvа киcлота vогuт uгрожатm цtлоcтyоcти cтвола cкважиys, раcтворяя цtvtyтирuющиq vатtриал, cцtgляющиq чаcтицs gородs. В рtpuлmтатt gоявилаcm алmтtрyативyая cтратtгия иyтtycификации gритока в вscокоgроyицаtvs[ cкважиyа[, а иvtyyо: cоpдаyиt трtщиy, которst обsчyо [арактtриpuютcя длиyоq vtytt 30 cv и шириyоq до 2,5 cv gо окоyчаyии обработки (риc. 1). Чтобs оцtyитm, как короткиt широкиt трtщиys иyтtycифицирuют gриток в вscокоgроyицаtvоv gлаcтt, ytоб[одиvо иpuчитm факторs, оgрtдtляющиt gриток gоcлt обработки. Коyтраcт в gроyицаtvоcти vtждu gлаcтоv и раcклиytyyоq трtщиyоq являtтcя ключtвsv фактороv, оgрtдtляющиv оgтиvалmyuю длиyu трtщиys. В yиpкоgроyицаtvs[ gлаcта[ eтот фактор вtлик (отcюда и вscокая отyоcитtлmyая gроводиvоcтm), и uвtличtyиt длиys трtщиys vожtт датm uвtличtyиt gроиpводитtлmyоcти (риc. 2). В вscокоgроyицаtvs[ gлаcта[ отyоcитtлmyая gроводиvоcтm yа два gорядка yижt. Uвtличtyиt длиys обsчys[ трtщиy даtт лишm vиyиvалmyоt uлuчшtyиt дtбита и, такиv обраpоv, eкоyоvичtcки yt оgрав-
Gоврtждtyиt или pагряpytyиt
cоpдаютcя короткиt и широкиt трtщиys, gроyикающиt pа gрtдtлs pакugорtyyоq gриpабоqyоq pоys cкважиys.
Нtgоврtждtyysq коллtктор Короткая и широкая трtщиyа
Риc. 1. Короткиt и широкиt трtщиys об[одят обширyst pоys gлаcта c yарuшtyysvи коллtкторcкиvи cвоqcтваvи и cвяpsвают ytgоврtждtyyst uчаcтки gлаcта cо cтволоv cкважиys.
даyо. Одyако, gродuктивyоcтm трtщиys оgрtдtляtтcя бtpраpvtрyоq вtличиyоq tt gроводиvоcти, которая gряvо gроgорциоyалmyа шириyt трtщиys.1 Gроводиvоcтm vожyо gовscитm guтtv uвtличtyия шириys трtщиys. В вscокоgроyицаtvs[ gлаcта[ eто gриводит к pyачитtлmyоvu gотtyциалmyоvu роcтu и[ gродuктивyоcти. Точyоt обyарuжtyиt vtcтоyа[ождtyия pоys вscокоgроyицаtvоq трtщиyоватоcти pатрuдytyо, одyако, ytcоvytyyо, что толчкоv для активиpации иccлtдоваyиq в eтоq облаcти gоcлuжила работа, вsgолytyyая коvgаyиtq Cо[ио Gtтролtuv (ysyt Би Gи Eкcgлорtqшy Иyк.). В 1984 годu коvgаyия Cо[ио в Gрuдо Бeq, Аляcка, CША обработала cкважиyu c gроyицаtvоcтmю около 60 vД. Оcyовyоq цtлmю eкcgtриvtyта бsло воpдtqcтвиt yа cкважиyu, иpбtгая gрораcтаyия трtщиys в pоyu водоytфтяyого коyтакта (ВНК), yа[одящuюcя yа глuбиyt 35 v отyоcитtлmyо cаvоq yижytq точки gtрфорации.2
ÕÂÙÚˇÌÓ O·ÓÁÂÌËÂ
ŒÒÂ̸ 1996
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
Ниpкоgроyицаtvst gлаcтs
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
10 2
10 3
10 4
10 5
Длиyа трtщиys, длиyа трtщиys/радиucдрtyироваyия (xf/re)
Вscокоgроyицаtvst gлаcтs
Uвtличtyиt добsчи
Gри отyоcитtлmyо ytболmшоq обработкt gлаcта c gоvощmю гидрораpрsва (ГРG) pакачивалоcm около 57 v3 жtлtобраpyоq жидкоcти cо cкороcтmю pакачки около 6,7 v3/vиy. и c раpvtщtyиtv в трtщиyt 5440 кг gроggаyта. Обработка бsла cgлаyироваyа такиv обраpоv, чтобs cоpдатm трtщиyu c длиyоq раpрsва 13 v, которая (gри доguщtyии что, vtтр gоgtрtчyого uдлиytyия gриводит к vtтрu cvtщtyия трtщиys в yижytv yаgравлtyии) лtгко иcключила ВНК c трtщиyоq. Обработка бsла vt[аyичtcки ucgtшyоq, и дtбит вsроc yа 133% в cравytyии c тtорtтичtcки доcтижиvsv vакcиvuvоv 160%. Вvtcто количtcтвtyyоq оцtyки толщиys раpрsва в традициоyyоq тtрvиyологии иcgолmputтcя коyцtyтрация gроggаyта, обsчyо вsражаtvая как килограvvs gроggаyта yа квадратysq vtтр раpрsва, которая gряvо gроgорциоyалmyа шириyt раpрsва. Обsчyая длиyyая, yо upкая трtщиyа vожtт вvtcтитm 2,4 кг/v2 gроggаyта. Gроtкт оgtрации коvgаyии Cо[ио gрtдucvатривал раpvtcтитm 4,9 кг/v2 — cкроvysq объtv gо ysytшyиv cтаyдартаv, которst gрtдucvатривают коyцtyтрации 19,6 кг/v2 или дажt болtt. Gоcлt pавtршtyия eтого gроtкта оcyовyоt вyиvаyиt gtрtключилоcm yа работs в Ctвtрyоv vорt. Мtcторождtyиt Валал u бtрtгов Норвtгии иvttт коллtктор, cложtyysq иp vягкого иpвtcтyяка. Коvgаyия Аvоко Gродакшy обyарuжила, что, [отя eтот gлаcт и yt обладал вscокоq gроyицаtvоcтmю (около 2 vД), оy бsл очtym ytucтоqчив в рtpuлmтатt чtго традициоyyая обработка бsла pатрuдytyа. Gоcлt киcлотyоq обработки gротравлtyyst киcлотоq каyалs gодвtрглиcm раpрuшtyию, как толmко gоyиpилоcm gоровоt
10 6
Отyоcитtлmyая gроyицаtvоcтm Риc. 2. Uвtличtyиt дtбита gоcлt обработки в pавиcиvоcти от отyоcитtлmyоq gроводиvоcти трtщиy — gроgорциоyалmyо коyтраcтu gроyицаtvоcти vtждu gлаcтоv и раcклиytyyоq трtщиyоq — для раpличys[ длиy трtщиy (длиyа трtщиys/радиuc дрtyироваyия). На eти[ кривs[ для ucтоqчивого cоcтояyия дtбита обsчyая обработка yиpкоgроyицаtvого gлаcта даtт отyоcитtлmyuю gроводиvоcтm gорядка 105. Cлtдоватtлmyо, иvttтcя воpvожyоcтm gовscитm дtбит guтtv uвtличtyия длиys трtщиy. Одyако, для вscокоgроyицаtvs[ gлаcтов отyоcитtлmyая gроводиvоcтm cоcтавляtт около 103, и gоeтоvu uвtличtyиt длиys трtщиy в коytчyоv итогt yt играtт yикакоq роли. Вvtcтt c тtv, tcли vожyо gолuчитm трtщиyu болmшtq шириys, gроводиvоcтm воpраcтtт c uвtличtyиtv отyоcитtлmyоq gроводиvоcти. Eто, в cвою очtрtдm, gовsшаtт дtбит gри даyyоq длиyt трtщиys и даtт воpvожyоcтm uвtличtyия дtбита c gоvощmю uдлиytyия трtщиys. На оcyоваyии vатtриалов, gрtдcтавлtyys[ в cтатmt McGuire WJ and Sikora VJ: “The Effect of Vertical Fractures on Well Productivity,” Transactions of the AIME 219 (1960): 401-403.
1.
KfW Cid = KX f
„‰Â Cfd ÂÒÚ¸ ·ÂÁ‡ÁÏÂ̇ˇ ‚Â΢Ë̇ ÔÓ‚Ó‰ËÏÓÒÚË, Kf ó ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ÔÓÔÔ‡ÌÚÌÓÈ Ô‡˜ÍË, W ó ¯ËË̇ Ú¢ËÌ˚, K ó ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ Ô·ÒÚ‡ Ë Xf ó ‰ÎË̇ Ú¢ËÌ˚.
2. Hannah RR and Walker EJ: “Fracturing a HighPermeability Oil Well at Prudhoe Bay, Alaska,” paper SPE 14372, presented at the 60th SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Las Vegas, Nevada, USA, September 22-25, 1985.
5
A
Gроggаyт yабиваtтcя в далmyюю граyицu трtщиys
B
Gроggаyт
Gотtря жидкоcти C
Gроggаyт pаgолyяtт трtщиyu
Риc. 3. Gри иcgолmpоваyии vtтода «коyцtвого gродавливаyия» в трtщиys gодаtтcя gроggаyт вscокоq коyцtyтрации, cоpдающиq трtщиys длиyоq, как gравило, vtytt 30 v и шириyоq до 2,5 cv. А) Трtщиyа раcтtт до pаgлаyироваyyоq длиys, так как cодtржащиqcя в cvtcи gроggаyт обраputт gtрtvsчкu yа далmytq граyицt трtщиys, gрtgятcтвuя tt далmytqшtvu раcgроcтраytyию. В) Доgолyитtлmyая cvtcm yагytтаtтcя в трtщиyu, gовsшая tt вyuтрtyytt eффtктивyоt давлtyиt, что вtдtт к tt раcширtyию. C) Далmytqшtt обtpвоживаyиt cvtcи обраputт gроggаyтyuю gачкu, которая gоcтtgtyyо gродвигаtтcя от далmytq граyицs трtщиys в yаgравлtyии к cтволu cкважиys.
6
давлtyиt. А gоcлt обsчyого раcклиyиваyия трtщиys gроggаyт вytдрилcя в vягкuю gородu, pаcорив gроводящuю трtщиyоватоcтm. В 1986 годu коvgаyия Аvоко gрtдgриyяла gоgsткu ввtcти в широкuю трtщиyu gроggаyт вscокоq коyцtyтрации c gриvtytyиtv vtтодики, yаpsваtvоq «коyцtвоt gродавливаyиt». Gри обsчyоv гидрораpрsвt окоytчyоcтm трtщиys pаgолyяtтcя gроggаyтоv в gоcлtдyюю очtрtдm. А gри «коyцtвоv gродавливаyии» gроggаyт обраputт gачкu в uдалtyyоv коyцt трtщиys uжt в cаvоv yачалt обработки. Когда в трtщиyu yагytтаtтcя доgолyитtлmyая gроggаyтyая cvtcm, tt длиyа раcти yt vожtт, что gриводит к uвtличtyию tt шириys (риc. 3).3 Gриблиpитtлmyо в то жt cаvоt врtvя в аyглиqcкоv ctкторt Ctвtрyого vоря коvgаyия Би Gи Gtтролtuv Дtвtлоgvtyт Лтд. gриvtyила тt[yикu «коyцtвого gродавливаyия» для иyтtycификации гаpовs[ cкважиy yа vtcторождtyии Рeвtycgtрy Cаuт. Gроyицаtvоcтm бsла yа 2 vД вsшt, чtv в гаpовs[ cкважиyа[, gодвtргающи[cя обsчyоq гидрораpрsвyоq обработкt. Одyако, коvgаyия обyарuжила, что gроводиvоcтm обsчys[ длиyys[ трtщиy ограyичивала вscокuю gродuктивyоcтm коллtктора, uвtличивая gоcлtдyюю лишm в три раpа. Лабораторyst иccлtдоваyия gокаpали, что иp-pа eффtкта вдавливаyия в трtщиyt «тtряtтcя» до 2,4 кг/v2 gроggаyта. Чтобs иpбавитmcя от eти[ gотtрm в gроводиvоcти, бsли раpработаys gрограvvs иyтtycификации gо cоpдаyию болtt широки[ трtщиy c gодачtq в yи[ от 14 до 20 кг/v2 gроggаyта. Eтот «иpлишtк» гараyтировал доcтаточyоt количtcтво gроggаyта для обtcgtчtyия раcчtтyоq gроводиvоcти gоcлt вдавливаyия. Gоcлtдuющиt обработки yа vtcторождtyии Рeвtycgtрy Cаuт
c иcgолmpоваyиtv gроggаyта вscоки[ коyцtyтрациq дали ctvикратyоt uвtличtyиt дtбита.4 Мtтод «коyцtвого gродавливаyия» бsл оgробоваy и yа vtcторождtyии Gрuдо Бeq. C 1989 года коvgаyии Би Gи и АРКО Аляcка Иyк. gриvtyяли vtтодs «коyцtвого gродавливаyия», которst, как cообщалоcm, иvtли pyачитtлmysq ucgt[.5 Одyако, gоcлt ytcколmки[ обработок c иcgолmpоваyиtv eтого vtтода gроggаyт yачиyал вs[одитm иp трtщиys gри eкcgлuатации cкважиys gоcлt cтиvuляции. Eто вspsвалоcm такиvи фактораvи как yиpкоt eффtктивyоt yаgряжtyиt в gроggаyтyоq gачкt, либо cилаvи вяpкого трtyия вcлtдcтвиt вscокоq cкороcти gотока в gроводящtq gачкt. U[од gроggаyта вtдtт к cyижtyию gроводиvоcти трtщиy или блокироваyию в gограyичyоv gроcтраycтвt vtждu трtщиyоq и cтволоv cкважиys. Вsтtкаyиt gроggаyта yа gовtр[yоcтm vожtт gривtcти к eроpии eкcgлuатациоyyого оборuдоваyия. Gоcлt оcuщtcтвлtyия гидрораpрsва для gрtдugрtждtyия вsтtкаyия gроggаyта gриvtyялиcm vtтодики коyтроля gtcкоgроявлtyиq. В двu[ оcyовys[ vtтодика[ иcgолmpuютcя либо gроggаyт cо cvоляysv gокрsтиtv, либо гравиqyая yабивка. Как толmко gроggаyт, gокрsтsq вuлкаyиpирuющtqcя cvолоq, gоgадаtт в трtщиyu, оy c[ватsваtтcя и окаpsваtт cоgротивлtyиt вяpкоvu трtyию во врtvя добsчи. Кроvt того, gоcлt обработки vожyо gриvtyитm гравиqyuю yабивкu, в котороq иcgолmputтcя традициоyysq ctтчатsq филmтр для uдtрживаyия gроggаyта в трtщиyt. В Иyдоytpии бsло оcuщtcтвлtyо болtt 30 обработок, в [одt которs[ vtтод «коyцtвого gродавливаyия» cовvtщалcя либо cо cvоляysv c[ватsваyиtv gроggаyта, либо c гравиqyоq yабивкоq. Eти
3. Smith MB, Miller WK and Haga J: “Tip Screenout Fracturing: A Technique for Soft, Unstable Formations,” SPE Production Engineering 2 (May 1987): 95-103. 4. Martins JP, Leung KH, Jackson MR, Stewart DR and Carr AH: “Tip Screen-Out Fracturing Applied to the Ravenspurn South Gas Field Development,” paper SPE 19766, presented at the 64th SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, USA, October 8-11, 1989. 5. Reimers DR and Clausen RA: “High-Permeability Fracturing at Prudhoe Bay, Alaska,” paper SPE 22835, presented at the 66th SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, Texas, USA, October 6-9, 1991. Martins JP, Bartel PA, Kelly RT, Ibe OE and Collins PJ: “Small Highly Conductive Hydraulic Fractures Near Reservoir Fluid Contacts: Applications to Prudhoe Bay,” paper SPE 24856, presented at the 67th Annual SPE Technical Conference and Exhibition, Washington DC, USA, October 4-7, 1992.
6. Peters FW, Cooper RE and Lee B: “Pressure-Pack Stimulation Restores Damaged Wells’ Productivity,” paper IPA 88064, Proceedings Indonesian Petroleum Association 17th Annual Convention, Jakarta, Indonesia, October 1988. Peters FW and Cooper RE: “A New Stimulation Technique for Acid-Sensitive Formations,” paper SPE 19490, presented at the SPE Asia-Pacific Conference, Sydney, Australia, September 13-15, 1989. 7. Ayoub JA, Kirksey JM, Malone BP and Norman WD: “Hydraulic Fracturing of Soft Formations in the Gulf Coast,” paper SPE 23805, presented at the SPE Formation Damage Symposium, Lafayette, Louisiana, USA, February 26-27, 1992.
ÕÂÙÚˇÌÓ O·ÓÁÂÌËÂ
cкважиys иvtли вscокиq cкиy-фактор, yо ytgоврtждtyyuю gроyицаtvоcтm болtt 100 vД. Gоcлt обработки vyогиt cкважиys eкcgлuатировалиcm c vалsv cкиyфактороv, в то врtvя как cоctдyиt cкважиys c традициоyysv pакаyчиваyиtv иvtли cкиy-фактор от 20 до 40 (табл. 1).6 Коvбиyация vtтодов «коyцtвого gродавливаyия» и гравиqyоq yабивки такжt gриvtyяtтcя в Мtкcикаycкоv pаливt, CША. Pа gоcлtдyиt 12 vtcяцtв болtt дюжиys коvбиyироваyys[ обработок в gлаcта[ c gроyицаtvоcтmю до 1 дарcи дали двu[- или трt[кратysq роcт добsчи (риc. 5). Накоgлtyysq в vирt оgsт cgоcобcтвовал раpработкt vtтодологии отбора cкважиy для обработки vtтодоv «коyцtвого gродавливаyия».7 Такиt cкважиys gодраpдtляютcя yа три катtгории: ● Коллtкторs cо pyачитtлmysv u[uдшtyиtv коллtкторcки[ cвоqcтв, вspваyysv, вtроятyо, обвалаvи в gлаcтt вcлtдcтвиt gадtyия gорового давлtyия во врtvя иcтощtyия коллtктора. Gоcлt ytuдачys[ gоgsток обработки vатрицs gроtктирuютcя короткиt и широкиt трtщиys c цtлmю об[ода gоврtждtyyоq pоys и cоtдиytyия ytgоврtждtyyоq чаcти коллtктора cо cтволоv cкважиys.
Gроggаyт
Риc. 4. Cлоиcтая gродuктивyая pоyа c чtрtдоваyиtv gtcчаyика и глиyиcтs[ cлаyцtв. Gtcчаyst gроgлаcтки vожyо cоtдиyитm cо cтволоv gоcрtдcтвоv коротки[ и широки[ трtщиy.
Коллtкторs c vиграциtq vtлmчаqши[ чаcтиц. Короткая и широкая трtщиyа vожtт облtгчитm eтu gроблtvu pа cчtт uvtymшtyия gотtрm давлtyия и cyижtyия cкороcти в gtcчаyикt коллtктора в pоyt cтвола cкважиys. ● Мyогочиcлtyyst gродuктивyst pоys c чtрtдоваyиtv cлоtв gtcчаyика и глиyиcтs[ cлаyцtв. Тоyкиt gtcчаyst gроgлаcтки yt vогuт eффtктивyо вpаиvодtqcтвоватm cо cтволоv, tcли трtщиyа ●
yt обtcgtчит ytgрtрsвyuю cвяpm c pоyоq gtрфорации (риc. 4). Отбор таки[ cкважиy — pадача vyогоgлаyовая. Тиgовоq каротаж ytобcажtyys[ cкважиy оgрtдtляtт vtcтоyа[ождtyиt gtcчаyика и gриvsкающи[ к ytvu глиyиcтs[ cлаyцtв, а такжt uкаpsваtт и[ отyоcитtлmyuю gроyицаtvоcтm и cтtgtym и[ yаcтugлtyия, что даtт картиyu tcтtcтвtyyоq gроyицаtvоcти gлаcта до pагряpytyия, глuбиyu pоys gроyикyовtyия,
Табл. 1
Ucрtдytyyst даyyst gо трtv тиgаv обработки Тиg А
Тиg В
Тиg C
Cuvvарyая вtртикалmyая глuбиyа, v
2208
1086
1342
Pоyалmyая vощyоcтm, v
20,7
9,8
14,6
Pоyалmyая gроyицаtvоccтm, vД
72
53
60
Объtv бuфtрyоq жидкоcти, v3
6
19
13
Объtv раcтвора, v3
2,6
7,6
6,6
Коyцtyтр. gроggаyта в gлаcтt, кг/v2
18,6
10,3
5,9
Длиyа раcклиytyyоq трtщиys, v
8,5
Gровод-тm раcклиy. трtщиys, vД-v
1730
Дtбит до обработки, v3/cuтки
165
Дtбит gоcлt обработки, v3/cuтки Cкиy-фактор до обработки
340
Cкиy-фактор gоcлt обработки Тиg обработки А. Ctрия иp шtcти иyдоytpиqcки[ cкважиy, обработаyys[ c gриvtytyиtv гидрораpрsва gо vtтодu «коyцtвого gродавливаyия». {отя gотtyциалmyо eто gtcкоgроявляющиt cкважиys, тt[yика коyтроля gtcкоgроявлtyиq yt gриvtyялаcm.
ŒÒÂ̸ 1996
Тиg обработки В. Двt иyдоytpиqcки[ cкважиys, обработаyyst gо vtтодu «коyцtвого gродавливаyия» c иcgолmpоваyиtv оборuдоваyия для гравиqyоq yабивки и ctтчатs[ филmтров для cоpдаyия ytболmшоq вscокоgроводящtq трtщиys и гравиqyоq gачки pа одиy pа[од.
Модtлироваyиt Даyyst
159
Дtбит, v3/cuтки
Cрtдyиt даyyst
Обработаyyst ГРG
35 25 209 18 2,3
Нtобработаyyst ГРG 15,9 0
30
60
90
Gродолжитtлmyоcтm добsчи, cuтки Риc. 5. Cgрогyоpироваyysq и дtqcтвитtлmysq роcт дtбита cкважиys и Мtкcикаycкоv pаливt, CША; cкважиyа обработаyа в yачалt 1992 г. vtтодоv «коyцtвого gродавливаyия».
Тиg обработки C. Ctрия обработок, вsgолytyys[ yа двu[ vорcки[ раpвtдочys[ cкважиyа[, для gолuчtyия вtртикалmyоq cвяpи vtждu ytcколmкиvи тоyкиvи вscокоgроyицаtvsvи pоyаvи, gрtдgоложитtлmyо водо- и киcлоточuвcтвитtлmysvи.
7
yаличиt pоy vощyоcтmю vtytt 1,5 v и крtgоcтm gородs. Pатtv для yа[ождtyия болtt тоyки[ cлоtв чtрtдоваyия gtcчаyика c глиyиcтsvи cлаyцаvи vожyо иcgолmpоватm cgtциалиpироваyyst vtтодs vикрокаротажа. Каротаж такжt фикcирutт водоyоcyst pоys, которst ytоб[одиvо uчитsватm gри раpработкt gроtктов ГРG. Для оgрtдtлtyия pагряpytyия gриpабоqyоq pоys cтвола и количtcтвtyyого оgрtдtлtyия gотtyциалmyого дtбита cкважиy gроводят аyалиp ytucтаyовившtгоcя давлtyия. Cлtдuющиv eтаgоv gоcлt вsбора cкважиys являtтcя gроtктировка обработки — gроцtcc, оgирающиqcя yа pyаyиt vt[аyичtcки[ cвоqcтв gород и оцtyкu yаgряжtyиq в коллtкторt и gрилtгающи[ к ytvu gорода[. Мt[аyичtcкиt cвоqcтва vожyо gолuчитm, иcgолmpuя кtрy, даyyst каротажа и pаvtрs ytgоcрtдcтвtyyо в gлаcта[. Одyако, в ytкоторs[ cлuчая[ отбор [ороши[ обраpцов кtрyа и и[ точysq лабораторysq аyалиp pатрuдyty. Мt[аyичtcкиt cвоqcтва, gолuчtyyst yа оcyовt каротажys[ даyys[, оgираютcя yа pаvtрs gлотyоcти и даyyst акucтичtcкого pоyдироваyия. В жtcтки[ (cцtvtyтироваyys[) gорода[, [арактtриpuющи[cя вscокиvи акucтичtcкиvи cкороcтяvи, eффtктивys акucтичtcкиt pаvtрs, оcyоваyyst yа 8
Риc. 6. Гидрораpрsв вscокоgроyицаtvs[ gлаcтов в Иyдоytpии. Cgtциалmyо vодифицироваyysq cдвоtyysq 7 v3 cvtcитtлm, cgоcобysq cvtшиватm и pакачиватm cvtcm gлотyоcтmю 2,2 кг/л gри gроиpводитtлmyоcти болtt чtv 3 v3/vиy. Цtyтралиpоваyyая cтаyция ugравлtyия gоpволяtт одyоvu оgtраторu коyтролироватm и yаблюдатm pа вctv gроцtccоv обработки, что вtcmvа cuщtcтвtyyо, так как циклs pакачки vогuт длитmcя yt болtt двu[ vиyuт.
аyалиpt волy cжатия и cдвига. Одyако, в vягки[ yиpкоcкороcтys[ gорода[ обsчyst акucтичtcкиt gриборs ytgриvtyиvs для иpvtрtyия cкороcти волys cдвига. Тtv yt vtytt, ytдавyо вytдрtyysq двu[gолюcysq акucтичtcкиq gрибор vожtт gроиpводитm pаvtрs cкороcти волys cдвига в любs[ gорода[.8 На gрактикt рtдко vожyо вcтрtтитm иcчtрgsвающиq yабор даyys[ gо кtрyu и каротажu для gоcтроtyия vодtли, gрогyоpирuющtq коyфигuрацию трtщиys, которая ytоб[одиvа для gроtктироваyия гидрораpрsва. Для того, чтобs воcgолyитm eтот gробtл, доgолyитtлmyst даyyst gолuчают gри gоvощи иcgsтаyия yаgряжtyиq.
Иcgsтаyиt yаgряжtyия pаключаtтcя в pакачкt в gлаcт отyоcитtлmyо vалого объtvа ytpагuщtyyоq жидкоcти бtp gроggаyта gод давлtyиtv, доcтаточysv для гидрораpрsва. Gри обsчys[ иcgsтаyия[ yаgряжtyия в ucловия[ yиpкоq gроyицаtvоcти pакачка gрtкращаtтcя, а давлtyиt отcлtживаtтcя во врtvя откачиваyия жидкоcти. Одyако, в вscокоgроyицаtvs[ gлаcта[ жидкоcтm, как gравило, филmтрutтcя в gлаcт, а yt вs[одит иp cкважиys. Eто иcgsтаyиt gовторяtтcя ytcколmко раp, и pаvtрs рtpuлmтирuющtго давлtyия иcgолmpuютcя для оgрtдtлtyия vиyиvалmys[ gлаcтовs[ yаgряжtyиq, которst равys давлtyию «pакрsтия» трtщиys. Аyалиp даyys[ иcgsтаyиq yаgряжtyия и калибровки болmши[ объtvов (gри
ÕÂÙÚˇÌÓ O·ÓÁÂÌËÂ
ŒÒÂ̸ 1996
вого gродавливаyия» коyцtyтрация gроggаyта в рабочtq жидкоcти gоcтtgtyyо gовsшаtтcя от 0 в yачалt до болtt 1,9 кг/л в коyцt обработки. Ucgtшyо бsли gровtдtys работs gо ytgрtрsвyоvu cvtшиваyию и доpироваyию c иcgолmpоваyиtv вscоки[ коyцtyтрациq gроggаyта. Болtt крugyоvаcштабyst работs gо ytgрtрsвyоvu cvtшиваyию c gоддtржаyиtv вscоки[ коyцtyтрациq gtcка vогuт gотрtбоватm gриvtytyиt cgtциалmyого pаvtшивающtго оборuдоваyия (риc. 6). Вsбор раpvtра gроggаyта pавиcит от трtбutvоq коytчyоq gроводиvоcти трtщиys, а такжt от того, вsgолyяtтcя ли обработка в cочtтаyии c гравиqyоq yабивкоq. Чtv болmшt раpvtр gроggаyта, тtv вsшt gроyицаtvоcтm трtщиys. В гравиqys[ gачка[ gtcок должty иvtтm доcтаточyо ytболmшиt vtжptрyовst gроcтраycтва, чтобs uдtрживатm gлаcтовsq gtcок в ucтоqчивоv cоcтояyии. До yаcтоящtго врtvtyи болmшиycтво cкважиy обрабатsвалиcm c иcgолmpоваyиtv одyого и того жt раpvtра gроggаyта, как для ГРG, так и для гравиqyоq yабивки. Eто, коytчyо, ugрощаtт gроцtдuрs, yо в болmшиycтвt cлuчаtв, когда раpvtр gроggаyта иvttт тtyдtyцию к uvtymшtyию, а cтало бsтm и к cyижtyию gроводиvоcти, tго бsло бs идtалmyо иcgолmpоватm толmко gри gровtдtyии ГРG. До cи[ gор коvgаyия АРКО оcuщtcтвляла обработки c раpvtроv gроggаyта болmшt обsчyого.9
Eффtктивyоt давлtyиt, МGа
которs[ gлаcт раpрsвают gри gоvощи pагuщtyyоq жидкоcти бtp gроggаyта) даtт воpvожyоcтm вsбратm yаиболtt gод[одящuю гtоvtтрию трtщиys и оgрtдtлитm коeффициtyт филmтрации жидкоcти. Иvttтcя цtлsq ряд раpyообраpys[ vодtлtq гtоvtтрии трtщиy. Pа оcyовu gри и[ раpработкt бtрuтcя оcyовyst gроцtccs, иvtющиt vtcто gри гидрораpрsвt (жидкоcтm pатtкаtт в трtщиyu и вsтtкаtт иp ytt, gроggаyт gtрtyоcитcя и оctдаtт, а gорода cоотвtтcтвuющиv обраpоv рtагирutт), чтобs оgиcатm pавиcиvоcтm vtждu давлtyиtv и коyфигuрациtq трtщиys, а такжt для gолuчtyия критtрия раcgроcтраytyия трtщиy. В eти[ vодtля[ доgucкаtтcя, что gорода являtтcя ugрuгиv vатtриалоv, что оpyачаtт обратиvоcтm tt дtфорvациq. В yаcтоящtt врtvя в коvgаyии Даueлл gровtряют, являtтcя ли eто доguщtyиt дtqcтвитtлmysv для vягки[ gлаcтов, так как eто cлuжит важysv фактороv gри раccvотрtyии pакрsтия трtщиys и влияyия, котороt оyо окаpsваtт yа gроggаyтyuю gачкu. Tcли yаgряжtyиt pакрsтия vtymшt ожидаtvого, gроggаyтyая gачка vожtт gотtрятm ucтоqчивоcтm gри eкcgлuатации, tcли gри обработкt yt бsла gрtдucvотрtyа гравиqyая yабивка. Калибровочyst иcgsтаyия такжt дают болtt точyst gо cравytyию c лабораторysvи cgоcобs pаvtров [арактtриcтик gотtри жидкоcти, иcgолmputvоq для гидрораpрsва. Gотtри жидкоcти gри гидрораpрsвt pавиcят от вяpкоcти жидкоcти и tt cgоcобyоcти обраpовsватm коркu yа gовtр[yоcти трtщиys, от вяpкоcти и cжиvаtvоcти gлаcтовs[ флюидов, а такжt от gроyицаtvоcти и gориcтоcти gлаcта. В gлаcта[ c вscокоq gориcтоcтmю и gроyицаtvоcтmю gотtри жидкоcти gри гидрораpрsвt vожyо коyтролироватm guтtv gовsшtyия tt вяpкоcти или pа cчtт uвtличtyия cgоcобyоcти жидкоcти обраpовsватm коркu yа gовtр[yоcти трtщиys gоcрtдcтвоv добавлtyия gолиvtров и gравилmyо gодобраyys[ рtагtyтов, коyтролирuющи[ gотtрю жидкоcти. Cлtдuющиq шаг gоcлt окоyчатtлmyого вsбора жидкоcти для ГРG — eто раpработка графика pакачки, обtcgtчивающtго gодачu ytоб[одиvого количtcтва вscококоyцtyтрироваyyого gроggаyта. Даyyst, gолuчtyyst в рtpuлmтатt иcgsтаyиq gо оgрtдtлtyию yаgряжtyиq и калибровкt, вводятcя в вsбраyyuю vодtлm гtоvtтрии трtщиys, которая вsчиcляtт объtv, ytоб[одиvsq для yачала tt раpраcтаyия до pадаyyоq длиys. Для обtcgtчtyия «коyцt-
Gоcлt pавtршtyия работs gрtждt вctго yадо отвtтитm yа воgроc: «Вct ли gрошло gо gлаyu?» Eффtктивyоcтm обработки оцtyиваtтcя guтtv cравytyия тtорtтичtcки раccчитаyys[ eффtктивys[ давлtyиq (давлtyиt раcgроcтраytyия трtщиys vиyuc давлtyиt tt pакрsтия) c давлtyияvи, pаvtрtyysvи вyuтриcкважиyysvи gрибораvи во врtvя обработки (риc. 7). Дрuгая vtтодика оцtyки pаключаtтcя в иcgолmpоваyии иpотоgyого vtтода отcлtживаyия gроgаyта и тtvgtратuрys[ pаvtров для оgрtдtлtyия вscотs трtщиys и оцtyки tt вpаиvодtqcтвия c иyтtрвалоv gtрфорации cтвола gоcрtдcтвоv отcлtживаyия аyоvалmys[ отрицатtлmys[ отклоytyиq gо тtvgtратuрt в vtcта[, гдt жидкоcтm gроyикла в gлаcт. Вvtcтt c тtv, yаиболtt важysvи иyдикатораvи ucgtшyоq обработки являютcя иpvtytyия gокаpатtлtq gродuктивyоcти cкважиys как cраpu gоcлt обработки, так и в тtчtyиt вctго врtvtyи tt eкcgлuатации. В yаcтоящtt врtvя вct eто cвидtтtлmcтвutт о тоv, что традициоyyst gравила, рtгuлирuющиt гидрораpрsв вscокоgроyицаtvs[ gлаcтов, ucgtшyо gtрtcvатриваютcя. —КФ 8. “Taking Advantage of Shear Waves”, Oilfield Review 4, no. 3 (July 1992): 52-54. 9. Hainey BW and Troncoso JC: “Frac-Pack: An Innovative Stimulation and Sand Control Technique,” paper SPE 23777, presented at the SPE International Symposium on Formation Damage Control, Lafayette, Louisiana, USA, February 26-27, 1992.
Модtлироваyиt Даyyst
6,98 3,44
0,69
2
5
10
20
50
100
Gродолжитtлmyоcтm добsчи, cuтки Риc. 7. Cравytyиt vодtлирutvs[ давлtyиq c фактичtcкиvи. Об eффtктивyоcти обработки vожyо cuдитm, cравyивая тtорtтичtcкиt раccчитаyst eффtктивyst давлtyия c давлtyияvи, pаvtрtyysvи во врtvя работs gри gоvощи вyuтриcкважиyys[ vаyоvtтров. Диаграvvа gокаpsваtт отличyоt cовgадtyиt vодtлирutvs[ давлtyиq c фактичtcкиvи gри обработкt cкважиy vtтодоv «коyцtвого gродавливаyия».
9