Гидроразрыв пласта: полный разбор процесса от подготовки до завершения работ
Гидроразрыв пласта — технология создания трещин в пласте за счёт энергии жидкости. Технологический процесс включает закачку вязкой жидкости под высоким давлением и с большим расходом с помощью насосных агрегатов, в результате чего образуется множество трещин. Затем в трещины вводят проппант, например кварцевый песок, что повышает проницаемость пласта и эффективность закачки и добычи.
Основные типы жидкостей гидроразрыва: водные, нефтяные, эмульсионные, пенные и кислотные. Работы на скважине включают подготовку к ГРП, предварительные операции, собственно гидроразрыв и послеоперационные работы.
На этапе подготовки к ГРП необходимо убедиться в исправности всего оборудования гидроразрыва и его соответствии проекту, укомплектовать средства измерений, проверить обвязку высокого давления и устьевую арматуру. Кроме того, нужно подготовить достаточное количество материалов — жидкость гидроразрыва, проппант — и собрать колонну труб согласно проекту.
Далее следуют предварительные операции: подъём исходной колонны, определение уровня песка и промывка, глушение скважины с заменой жидкости и предварительная обработка интервала гидроразрыва. Эти работы критически важны для безопасности и успеха операции.
После завершения подготовки начинается сам гидроразрыв: в пласт закачивают вязкую жидкость под высоким давлением и с большим расходом, создавая множество трещин. Затем трещины заполняют проппантом, что дополнительно повышает проницаемость пласта и эффективность закачки и добычи.
Согласно проекту гидроразрыва заранее готовят необходимую жидкость для предварительной обработки. Если предусмотрен сброс жидкости, необходимо иметь оборудование для её сбора, чтобы обеспечить надлежащую утилизацию и избежать загрязнения окружающей среды.
Следующий шаг — спуск колонны для гидроразрыва. В скважину спускают специальную колонну и проверяют, что её несущая способность соответствует проекту.
После выполнения указанных подготовительных работ начинается этап гидроразрыва. Он включает несколько операций: циркуляцию, опрессовку, пробную закачку, гидроразрыв, закачку проппанта, продавку, закрытие скважины на выдержку давления и расхаживание колонны.
При циркуляции насосные агрегаты запускают поочерёдно, используя в качестве циркулирующей жидкости чистую воду, и промывают наземную обвязку. Перед циркуляцией устьевые задвижки закрывают, чтобы загрязнения из наземных линий не попали в колонну, не загрязнили пласт и не привели к аварии.
Опрессовка проверяет прочность оборудования выше устьевых задвижек и наземных линий. Плавно запускают насос высокого давления и испытывают оборудование давлением, равным пятикратному ожидаемому давлению насоса; после выдержки 5 минут при отсутствии утечек и падения давления результат считается удовлетворительным.
Пробная закачка проверяет состояние колонны и скважинного инструмента, а также приёмистость интервала. После нормальной пробной закачки агрегаты запускают поочерёдно и закачивают под высоким давлением и с большим расходом буферную жидкость, инициируя образование и развитие трещины. Образование трещины контролируют по кривой гидроразрыва.
Когда трещина в пласте сформирована, а давление насоса и расход стабилизировались, начинают закачку проппанта. В процессе строго по этапам контролируют концентрацию проппанта согласно проекту, обеспечивая непрерывность и равномерность подачи и исправность оборудования.
После закачки проппанта выполняют продавку. Открывают байпасную линию пескосмесителя, закачивают продавочную жидкость и вытесняют жидкость с проппантом в трещину пласта.
Завершающий этап — закрытие скважины на выдержку давления. После окончания работ закрывают все устьевые задвижки и ожидают деструкции жидкости, фильтрации и смыкания трещины. Необходимо не допустить выноса проппанта с высоковязкой жидкостью, чтобы сохранить концентрацию песка в устье трещины. При использовании быстроразрушающейся жидкости после деструкции можно провести контролируемый выпуск через малый штуцер.
Расхаживание колонны.
При расхаживании колонны нагрузка не должна превышать вес колонны в скважине более чем на 250 кН, скорость подъёма — не более 5 м/мин, а ход должен составлять не менее 5 м, пока индикатор веса не покажет восстановление нормального веса колонны.