Технология повышения нефтеотдачи посредством гидродинамического воздействия на продуктивный коллектор (стр. 11 )

Когда для очистки скважины или ГРП с применением пены используются азот или углекислый газ, для проведения процесса их закачки должны быть сделаны необходимые шаги. Сжиженный газ хранится в емкостях, из которых затем закачивается в скважину. Для обеспечения непрерывности процесса закачки емкости должны постоянно пополняться.

Расходомер

Так как скорость закачки является важным параметром ГРП, она должна контролироваться на протяжении всей операции. Химические реагенты (разрушители вязкости, например) и проппант добавляются в жидкость при определенной концентрации (галл или фунт/галл). Поэтому для успеха операции сведения о скорости закачки являются решающими.

При ГРП широко используется турбинный расходомер (pис.33). Для осуществления операции обычно используются два турбинных расходомера: один на приеме блендера, для замера расхода чистой жидкости, второй на выходе блендера, для замера расхода готовой жидкости. При закачке гелевых жидкостей турбинные расходомеры должны быть откалиброваны для закачиваемой в скважину системы жидкости.

Рисунок 33 – Схема турбинного расходомера

При приготовлении основной жидкости рекомендуется замерять уровни в емкостях, чтобы знать, сколько жидкости закачано и сколько осталось. И, конечно же, необходимо сравнивать показания расходомера и непосредственного замера объема жидкости в емкостях.

Так как ГРП - динамичная операция, объемы жидкости и проппанта постоянно меняются, поэтому важно знать их точные значения.

Радиоактивный плотномер

Концентрация проппанта обычно контролируется с помощью радиоактивного  плотномера  (рис.34).  Плотномер  использует радиоактивный источник, который излучает гамма-лучи низкой энергии достаточной для прохождения через сечение трубопроводной линии (рис.35). При повышении плотности жидкости только малое количество гамма-лучей достигает детектора. Поэтому чем меньше гамма-лучей достигает детектора, тем больше плотность жидкости.

Рисунок 34 – Радиоактивный гамма-плотномер

Концентрация проппанта, которая отображается на цифровом дисплее, рассчитывается через плотность жидкости (для увеличения точности измерений полезно производить калибровку радиоактивного плотномера путем тестовых замеров основной жидкости). Плотномер должен быть смонтирован в линию между насосными установками и устьем (обычно как можно ближе к устью). Для обеспечения проектных концентраций проппанта показания плотномера во время проведения ГРП тщательно контролируются. Для обеспечения контроля качества при проведении ГРП инженер-проектировщик должен придать особое значение необходимости использования радиоактивного плотномера.

Рисунок 35 – Схематический разрез гамма-радиоактивного плотномера

Датчики давления

Для успешного проведения операции необходимо контролировать два давления:

рабочее устьевое давление; давление в затрубном пространстве.

Рабочее устьевое давление Pw обеспечивает гидравлическую связь с создаваемой трещиной. Для определения характера развития трещины и распределения проппанта измеряемое на поверхности давление пересчитывается в пластовые условия. Для предотвращения превышения рабочим давлением максимально допустимого необходимо знать его значения. Проведение ГРП без замеров устьевого давления подобно полету на самолете без высотомера.

На практике во время проведения ГРП также осуществляют контроль затрубного давления. В зависимости от устьевого давления, затрубное давление с помощью трехцилиндровых насосов поддерживется на уровне 1000 > 5000 psi. Неожиданные изменения затрубного давления говорят об установлении гидродинамической связи между затрубным пространством и НКТ (через узловые соединения, подземное оборудование и т. д.).

Давление может контролироваться с помощью датчиков, передающих данные непосредственно на станцию управления. В основном рекомендуется использовать два датчика, установленных в основной линии и затрубной. На рис. 36 представлена фотография датчика давления, установленного в затрубную линию.

Рисунок 36 – Датчик контроля затрубного контроля

Станция управления

Все задействованное в процессе ГРП оборудование контролируется со станции управления, расположенной вдали от насосного и смешивающего оборудования. Станция управления расположена в зоне видимости области устья и манифольда высокого давления. Для сбора и контроля детальной информации (скорость закачки, объем жидкости, устьевое давление, концентрация проппанта и т. д.) при осуществлении контроля процесса ГРП в станции управления имеются различные мониторы. Поступающие в реальном времени данные сохраняются для их последующей обработки и составления отчетов о проведенных работах. Представитель компании ExxonMobil находится в станции управления для предоставления помощи в принятии важных решений во время проведения ГРП. На рис.37 представлены станции управления различных сервисных компаний. На рис.38 изображено оборудование и компьютерные мониторы, используемые для контроля процесса ГРП. На рис. 39 изображена комната управления насосными агрегатами.

Рисунок 37 – Станция управления

Рисунок 38– Оборудования для контроля процесса ГРП

Рисунок 39 – Комната управления насосными установками

Установка ГНКТ

Для очистки скважины перед проведением ГРП часто используются гибкие НКТ. Для удаления отложений солей, парафинов и асфальтенов также используют установки ГНКТ (рис.40 и 41).

Рисунок 41 – Установка гибких насосно-компрессорных труб

Рисунок 42 – Установка гибких насосно-компрессорных труб

ГНКТ применимы для промывки скважины от проппанта после проведения ГРП с преждевременным экранированием трещины.

Установка ГНКТ также используется для освоения скважины после проведения обыкновенного ГРП. После продавки жидкости-песконосителя в скважине остается некоторое количество проппанта, которое необходимо удалить для обнажения перфорационных отверстий.

Для снижения гидростатического давления столба жидкости в скважине, что значительно облегчает процедуру очистки скважины и подъем жидкости на поверхность, в пластах с пониженным давлением после завершения ГРП производится закачка азота с помощью ГНКТ. Важно заметить, что, рассматривая ГРП, большое внимание должно быть уделено выбору кандидатов для воздействия. На практике для инициирования притока в скважинах, не имеющих потенциала для обеспечения экономически рентабельного дебита, производится закачка азота с помощью ГНКТ.

ГРП через ГНКТ

Также проведение ГРП возможно через специально разработанные ГНКТ большого диаметра. ГРП через ГНКТ является экономичным методом воздействия на несколько пластов одного продуктивного горизонта или в горизонтальных скважинах. Такой ГРП требует тщательного планирования и координации программ перфорирования, изоляции интервала и очистки скважины. Большинство ГРП с применением ГНКТ проводятся при низких скоростях закачки (из-за высоких потерь давления на трение), низких давлениях и с использованием проппанта меньшего диаметра.

3.2 Глубинное оборудование и операции применяемые при ГРП

В главе, посвященной дизайну ГРП, мы рассмотрели влияющие на проведение ГРП. контролируемые и неконтролируемые факторы. Большинство факторов мы не можем контролировать и должны рассчитывать с помощью пласта и его свойств. Мы знаем, что свойства горных пород и границы пластов оказывают влияние на рост трещины в высоту и на ее распространение в длину. Когда целью является разрыв одной зоны, желательно ограниченное развитие трещины, особенно если она может прорваться в смежные водо - или газонасыщенные зоны.

Однако продуктивные интервалы во многих пластах гетерогенны и попытка развить трещину через общую совокупность продуктивных зон может быть невозможной. Часто при перфорировании и разрыве нескольких интервалов эффективность воздействия максимальна в пластах с наилучшей проницаемостью и пористостью. И это действительно так, потому что пласты с высокой проницаемостью обычно имеют меньшее минимальное горное напряжение.

При проведении однократного ГРП одновременно в нескольких интервалах, в жидкости разрыва полезно использовать меченые атомы. Последующее проведение радиоактивного каротажа после завершения ГРП показывает область развития трещины. Эта информация может быть использована для оценки эффективности ГРП и планирования следующих операций.

Существуют технологии, с помощью которых возможно проведение эффективного воздействия на многопластовые залежи. Наиболее распространенные из них представлены в таблице 10, а их преимущества и недостатки в таблице 11.

Другие методы смены интервала воздействия

Технологии смены интервала воздействия, рассмотренные в данной главе, наиболее эффективны, когда хорошо спланированы и проводятся в новых скважинах. Для оптимизации процесса ГРП (для обеспечения эффективности разрыва всех запланированных интервалов) инженеры по заканчиванию, добыче и гидравлическому разрыву пласта должны скоординировать свои действия в разработке и осуществлении программы перфорирования.

Так как ГРП в настоящее время используется для увеличения добычи даже  высокодебитных скважин, он зачастую не учитывается при их проектировании и освоении. При этом инженер по ГРП сталкивается с проблемами разработки метода воздействия на многопластовые залежи, когда для воздействия может быть открыто несколько зон. В таком случае применяя-