Технология повышения нефтеотдачи посредством гидродинамического воздействия на продуктивный коллектор (стр. 13 )

Абсолютные объемные факторы проппанта различного типа представлены на рис.12

Таблица 12. Абсолютные объемные факторы для различных типов проппанта

Тип проппанта	Удельная масса (фунт/галл	Абсолютный объем (галл/фунт)
Песок Песок, покрытый смолой Econoprop/ValuProp CarboLite/Naplite CarboProp/Interprop Боксит (HSP)	2,65 2,56 2,70 2,73 3,29 3,59	0,0456 0,0472 0,0448 0,0443 0,0367 0,0337

Пример расчета - Для точного расчета и определения влияния проппанта на гидростатическое давление (Phydrostatic) жидкости-песконосителя во время проведения ГРП важно определить плотность раствора (фунт/галл) для данной концентрации проппанта. Например, добавление песка 20/40 с концентрацией 4,0 фунта/галлон в жидкость на водной основе (плотность 8,34 фунт/галл) не даст плотность раствора 12,34 фунт/галл (8,34+4), так как должен быть учтен объем песка. При расчете плотности раствора (фунт/галлон), содержащего проппанта с концентрацией 4,0 фунта/галлон (используя абсолютный объемный фактор) получаем:

Объема раствора = 1,0 галлон жидкости + 4,0 фунта песка 20/40 * абсолютный объемный фактор = 1,0 +(4)*(0,0456 галл/фут) =1,182

Масса раствора = 8,34 +  4,00 = 12,34 фунта

Плотность раствора = 12,34/1,182 = 10,44 фунта/галлон

Эти расчеты необходимы для учета гидростатической составляющей при расчете забойного давления для контроля и интерпретации изменений «чистого» давления.

Собрание по технике безопасности

Все работы по ГРП должны начинаться с собрания по технике безопасности. Если за день до проведения основного ГРП запланирован мини-ГРП, собрание по технике безопасности должно проводиться перед каждой из операций. Даже когда основной ГРП следует сразу после мини-ГРП, второе собрание может быть необходимым для доведения до персонала нужной информации и проведения необходимых изменений, намеченных по результатам мини-ГРП (например, рабочие давления выше, чем предполагалось и т. д.).

Личная безопасность персонала должна являться главной заботой каждого работника, участвующего в процессе ГРП. Важно соблюдать субординацию, установленную как в сервисных, так и в добывающих компаниях, должны быть назначены ответственные лица со стороны каждой компании, которые могут принимать ответственные решения при возникновении экстренных ситуаций (необходимая остановка закачки при преждевременном экранировании трещины, разгерметизация устьевого оборудования и т. д.).

При проведении собрания по технике безопасности необходимо осветить следующие моменты:

цель проведения ГРП; тонкости дизайна ГРП, (жидкость разрыва, необходимые химические реагенты, концентрация проппанта); максимально допустимое рабочее устьевое давление; обзор всех запланированных остановок, осуществляемых для сбора данных; предполагаемую скорость закачки; возможные источники опасности (особенно для кислотного ГРП), процедуры непредвиденных остановок, план эвакуации и место сбора; запрет на курение на площадке проведения полевых работ, обозначение специально оборудованных для курения мест; число готовых к использованию огнетушителей; подсчет количества человек на месте проведения полевых работ; анализ действий при необходимости оказания первой помощи. Расположение душевых, емкостей с жидкостью для промывки глаз.

Проверка оборудования

Наиболее важным моментом перед проведением ГРП является опрессовка наземного и подземного оборудования до величин давления, превышающих максимально ожидаемые на 1000 psi. В него входят устьевое оборудование, фонтанная арматура, НКТ, манифольды. Если используется предохранительное оборудование устья, оно также должно быть опрессовано для гарантии герметичности устья. Манжеты и уплотнительные кольца должны быть осмотрены и испытаны. Номинальные значения рабочих давлений не должны быть превышены ни при каких обстоятельствах.

К тому же, должны быть смонтированы и опрессованы нагнетательные линии, которые должны иметь в ключевых местах предохранительные и стравливающие клапаны. Вблизи устья в линию должен быть вмонтирован обратный клапан со стравливающим клапаном между обратным клапаном и линейной задвижкой. Обратный клапан предохраняет насосное оборудование от возвратных возмущений давления при преждевременном экранировании трещины или закупорки нагнетательной линии. Накопленное в линии давление может быть снижено с помощью стравливающего клапана.

Для облегчения монтажных работ нагнетательная линия должна иметь подвижные соединения на концах каждого элемента. Для предотвращения нежелательных последствий (разгерметизации) вследствие вибрации (закрепление нагнетательных линий особенно важно при проведении закачки пены или газа) собранная линия должна быть зафиксирована

Перепускные клапана должны быть установлены в линиях высокого давления насосных установок. Перепускной клапан позволяет стравить  давление  после  завершения  операции.  Также  для стравливания давления в случае разгерметизации НКТ или пакера в затрубную линию должен быть установлен перепускной клапан.

Стравливающие линии используются для стравливания высокого давления после 'завершения операции. Стравливающие линии должны быть прочными, чтобы снизить вероятность их разрушения. Все стравливающие линии должны быть оборудованы двойными клапанами и зафиксированы на каждых 15-20 футах. Жидкость с линий не должна стравливаться в насосные емкости, так как это может привести повреждению последних.

Все используемое оборудование должно быть предназначено для проведения процесса ГРП и для использования жидкостей на нефтяной основе. Все сальники и соединительные узлы должны находиться в хорошем техническом состоянии. Существует множество других технических ситуаций, которые должны быть проверены перед проведением ГРП. Вот некоторые из них, заслуживающие проверки и контроля:

закачка жидкости ГРП через эксплуатационную колонну; использование предохранительного оборудования устья; извлечение избыточного проппанта; транспортировка и закачка активизированных жидкостей.

Проведение ГРП через эксплуатационную колонну

Закачка жидкости через НКТ предохраняет эксплуатационную колонну от эрозии и давления, также обеспечивает дополнительный контроль при управлении скважиной. Однако если НКТ не позволяет произвести закачку жидкости с достаточной для эффективного разрыва пласта скоростью, может оказаться необходимым проведение закачки жидкости разрыва через эксплуатационную колонну. Перед ГРП необходимо провести ее опрессовку (особенно если скважина старая). Если для восстановления целостности эксплуатационной колонны необходимо проведение ремонтных операций; намного лучше сделать это до ГРП, чем наблюдать разрушение скважины во время проведения разрыва пласта.

Перед подготовкой к проведению закачки через эксплуатационную колонну необходимо извлечь из скважины НКТ. На скважине должен быть смонтирован манифольд (подобно изображенному на рис.48).

Рисунок 48 – Манифольд

После проведения ГРП, особенно в пластах с аномально высокими пластовыми давлениями, производится спуск и установка пакера над интервалом перфорации. Для изоляции притока в НКТ ниже пакера спускается пробка. Это позволяет завести НКТ в муфту пакера. После герметизации устья пробка извлекается. Поверхностная линия соединяется с устьем и емкостями. По истечении времени, достаточного для деградации вязкости жидкости разрыва, инициируется приток к скважине.

Использование предохранительного оборудования устья

Для обеспечения необходимых устьевых давлений при проведении ГРП может оказаться необходимым применение предохранительного оборудования устья. На рис. 49 представлена фотография процесса установки предохранительного оборудования устья, разработанного компанией Халлибертон (Halliburton).

Предохранительное оборудование изолирует устье скважины от воздействия рабочих жидкостей и давлений. Оно состоит из уплотнителя и сердечника, которые вставляются внутрь НКТ или эксплуатационной колонны. Конфигурация данного оборудования позволяет закачивать через него рабочие жидкости непосредственно в НКТ. Давление в НКТ  или эксплуатационной колонне приводит инструмент в действие путем воздействия на уплотнительный элемент.

Рисунок 49 – Установка предохранительного оборудования устья

Данное оборудование или его модификации предоставляют все крупные сервисные компании. Когда необходимо использование предохранительного оборудования, важно, чтобы оно было надежным и достаточно универсальным, обеспечивающим быстрый монтаж/демонтаж.

Извлечение избыточного проппанта - Существует несколько причин необходимости извлечения проппанта из скважины:

продавка жидкости-песконосителя осуществляется не полностью (для избежания вытеснения всего проппанта в трещину); очистка скважины после преждевременного экранирования трещины; использование песчаных пробок для смены интервалов воздействия.

Обычно для промывки скважины от проппанта используется установка ГНКТ. Для соответствия данным пластовым условиям и повышения эффективности подъема проппанта на поверхность технология использования ГНКТ может быть модифицирована. Для обеспечения дополнительной энергией для подъема жидкости на поверхность возможна закачка через ГНКТ азота (если необходимо). Для пластов с высоким давлением с установками ГНКТ применяются инжекторные насадки для облегчения проводки гибких труб через устье (без глушения скважины).

Хотя доступны и другие методы очистки скважины от проппанта (циркуляция через затрубное пространство и т. д.) использование ГНКТ является наиболее эффективным.

Транспортировка и закачка активированных жидкостей

При использовании активированных жидкостей (азотные или углекислые пены) должны быть приняты особые меры предосторожности. Эти жидкости транспортируются под большим давлением и, если происходим утечка, могут быть токсичны и опасны и требуют специального обращения. Основные соображения по этому поводу можно представить следующим образом: