Особенности проведения многостадийного гидроразрыва пласта в трещиноватых коллекторах

FEATURES OF CARRYING OUT MULTISTAGE HYDRAULIC FRACTURING OF LAYER IN JOINTED COLLECTORS

KOROTKOV S.A.,
SZPILMAN A.V.,
SPIRINA O.V.,
Sibgeoproyekt,
Tyumen, 625000,
Russian Federation

Добыча углеводородов из карбонатных пород (трещиноватых коллекторов), отличающихся большой плотностью и уже развитой системой трещин различной протяженности, ориентации и размера, значительно сложнее, чем из терригенных. Запасы нефти, газа и газового конденсата в трещиноватых коллекторах относятся к трудноизвлекаемым и требуют применения высокоэффективных технико-технологических решений по интенсификации их притока из пластов. Авторами статьи изучена проблема извлечения углеводородов из трещиноватых коллекторов Восточной Сибири, предложен и апробирован такой способ увеличения нефтеотдачи пластов, как проведение их многостадийного гидроразрыва, эффективность которого подтверждена последующими гидродинамическими исследованиями. Рассмотрены критерии проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов и условия учета всех фильтрационных свойств.

Extraction of hydrocarbons from carbonate breeds (jointed collectors) differing in big density and various extent which is already developed by the system of cracks, orientation and the size is much more difficult, than from terrigenous. Reserves of oil, gas and gas condensate in jointed collectors belong to hardly removable and demand application of highly effective technical technology solutions on an intensification of their inflow from layers. Authors of article studied a problem of extraction of hydrocarbons from jointed collectors of Eastern Siberia, such way of increase in oil recovery of layers as carrying out their multistage hydraulic fracturing which efficiency is confirmed with the subsequent hydrodynamic researches is offered and approved. Design criteria of technology of opening and development of jointed collectors and a condition of accounting of all filtrational properties are considered.

Как известно, емкость карбочнатмных продуктивных коллекторов и промышленные запасы нефти и газа в них определяются преимущественно емкостью трещиноватого коллектора, объемом трещин. Параметры трещиноватых пород определяются по результатам изучения кернов и по данным исследований скважин на приток.
Анализ работ, посвященных изучению трещиноватости в карбонатных коллекторах [1 – 7], позволяет выделить четыре основных инструмента работы с трещинами:
– имиджеры (типа FMI) – очень хороши для определения направления трещин, их размеров (качественно), открытые или закрытые, кавернозности;
– керн – открытые или закрытые, tension или shear и т.д.;
– outcrops (обнажения) – размер трещин, их плотность и т.д.;
– гидродинамические исследования (ГДИ).
Трещиноватый коллектор на месторождениях Западной Сибири, в основном, приурочен к коре выветривания палеозойского фундамента, которая подвергалась каолинизации, представленной в большинстве случаев кварцевыми порфиритами, порфирами, андезитами, ортогнейсами.


Трещиноватость пород месторождений Восточной Сибири связана с известняками, доломитами, сланцами и песчаниками, с межсолевыми и подсолевыми формациями.
В табл. 1 приведена литолого-стратиграфическая характеристика разреза Хандинского участка Ковыктинского месторождения в Иркутской области, принадлежащего ПАО «Газпром» [8]. Как видно, продуктивные газоносные пласты сложены трещиноватыми коллекторами: доломитами, переслаиванием каменных солей и известняков [9 – 10]. В связи с низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), но большими выявленными запасами газа недропользователем было принято решение о разбуривании значительного участка месторождения более чем 200 скважинами с проведением многостадийного гидроразрыва пластов (МГРП).
Сложности проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов продуктивных пластов требуют от инженеров правильного проведения всех расчетов и учет всех ФЕС. Расчет технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва выполняется на стадии проектирования в соответствии с требованиями нормативной документации. Все расчеты для каждой стадии ГРП проводятся по специализированной программе [11 – 13], результаты которых позволяют разработать наиболее точный и качественный дизайн МГРП любого месторождения.
В трещиноватых коллекторах большой мощности применяют направленный МГРП из расчета: одна трещина на 25 – 35 м мощности пласта. В пластах, представленных переслаивающимися породами, имеющими небольшую мощность – менее 20 м, рекомендуется проводить однократный направленный разрыв или многостадийный ненаправленный.
Все вышеперечисленные особенности трещиноватых коллекторов обусловили применение на месторождениях Восточной Сибири МГРП, а запроектированная конструкция компоновки в составе хвостовика 114 мм обеспечивает проведение селективного МГРП и эксплуатацию скважины через проволочные фильтры с узлом закрытия/открытия [8].
Компоновка гидроразрыва пласта интервальная применяется для создания необходимого количества зон стимулирования, что обеспечивает высокий дебит на максимально возможной протяженности. Технология данной системы [11, 12, 14] заключается в спуске нецементируемого хвостовика с установленными набухающими пакерами и управляемыми портами в заданных интервалах, а также регуляторами притока с фильтр-
элементом, благодаря чему после приведения в действие соответствующих устройств создаются контролируемые зоны изоляции для проведения стимуляции.

Сложности проектирования технологии вскрытия и освоения трещиноватых коллекторов продуктивных пластов требуют от инженеров правильного проведения всех расчетов и учет всех ФЕС. Расчет технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва выполняется на стадии проектирования в соответствии с требованиями нормативной документации.

Все работы: подготовительные к спуску хвостовика; монтаж компоновки хвостовика под 5-стадийный МГРП и регуляторов притока с фильтр-элементом; спуск компоновки в составе хвостовика 114 мм осуществляются при сопровождении сервисной компании.
Дизайн МГРП должен включать следующие технико-технологические и научные решения:
– систематизацию геолого-технических условий месторождения;
– разработку требований к проведению работ по интенсификации методом МГРП;
– проведение расчетов и выбора насосно-компрессорных труб (колтюбинга) и подвесного патрубка для проведения МГРП;
– определение количества стадий МГРП;
– выбор и обоснование элементов компоновки подземного оборудования (КПО), в том числе для скважин, включающих хвостовик-фильтр с компоновкой для МГРП с управляемыми портами и устройствами регулятора потока;
– выбор и обоснование жидкости разрыва, расклинивающего материала;
– разработку технологии проведения МГРП для интенсификации притока пластового флюида, в т.ч. этапов проведения селективного МГРП и эксплуатации скважины через регуляторы притока с фильтр-элементом; обоснование создания необходимого количества зон стимулирования для обеспечения высокого дебита на максимально возможной протяженности, спуска нецементируемого хвостовика с установленными набухающими пакерами и управляемыми портами в заданных интервалах, а также регуляторами притока с фильтр-элементом;
– разработку схемы обвязки устья скважины при МГРП (с устьевым протектором), принципиальной схемы КПО и компоновки хвостовика для МГРП, типовой схемы расстановки оборудования и техники на кустовой площадке при производстве МГРП;
– проведение расчета технологического процесса МГРП на этапе закачивания жидкости разрыва;
– разработку отчета или раздела проектной документации.

Успешное проведение МГРП и одностадийных ГРП в трещиноватых низкопроницаемых коллекторах так же возможно, как и в терригенных породах, а технология совместного применения МГРП с вызовом притока снижением уровня азотно-компрессорной установкой или струйным насосом с последующими ГДИ положительно изменяет фильтрационные свойства продуктивного пласта и повышает АСД флюида.
Как было сказано выше, одним из способов интенсификации пластового флюида из трещиноватых коллекторов и повышения дебита скважины является проведение ГДИ после МГРП [15 – 19]. Примером успешного проведения данного способа в 2018 г. явилось проведение интенсификации притока методом ГРП с последующими ГДИ на разведочной скважине Хандинской площади в интервале 2874 – 2891 м, сложенном карбонатными породами (доломиты с чередованием глинистых сланцев и солей).
Целью исследования являлось получение данных о продуктивном пласте. По результатам интерпретации исследования КВД, ИД на скважине Хандинской площади были получены данные о пластовом давлении, проницаемости пласта, коэффициенте влияния ствола скважины и параметрах призабойной зоны пласта. Полученное в результате интерпретации исследования значение скин-фактора говорит о хорошем состоянии ПЗП. В ходе проведения исследования давление на скважине было восстановлено. Все полученные в ходе интерпретации результаты приведены в табл. 2 со значениями до и после проведения ГРП, что позволяет увидеть положительные изменения фильтрационных параметров.
Подытоживая вышесказанное, можно отметить, что успешное проведение МГРП и одностадийных ГРП в трещиноватых низкопроницаемых коллекторах так же возможно, как и в терригенных породах, а технология совместного применения МГРП с вызовом притока снижением уровня азотно-компрессорной установкой или струйным насосом с последующими ГДИ положительно изменяет фильтрационные свойства продуктивного пласта и повышает АСД флюида.

Литература

1. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 211 с.
2. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика: учебник для вузов. М.: Недра, 1993. 416 с.
3. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра, 1972. 288 с.
4. Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. М.: РГУ, 1999. 285 с.
5. Багринцева К.И., Сауткин Р.С., Ступакова А.В. Карбонатные резервуары Восточной Сибири. Глубокие горизонты Енисей-Хатангского прогиба и рифейские резервуары Юрубчено-Тохомского месторождения.
М.: ООО «Газпром экспо», 2012.
6. Лебединец Н.П. Изучение и разработка нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. М.: Наука, 1997. 397 с.
7. Наказная Л.Г. Фильтрация жидкости и газа в трещиноватых коллекторах. М.: Наука, 1972. 184 с.
8. Групповой рабочий проект на строительство эксплуатационных скважин Ковыктинского ГКМ по «легкой» конструкции. Тюмень: ООО «Газпром проектирование», 2017.
9. Василевский В.Н., Петров А.И. Техника и технология определения параметров скважин и пластов: Справочник рабочего. М.: Недра, 1989.
10. Нарушения обсадных колонн в интервалах соленосных отложений / Г.А. Стрелец, Б.С. Филатов, В.З. Лубан,
Ю.А. Еремеев // Нефтяное хозяйство. 1970. № 2. С. 28–31.
11. РД 00158758-212-2000. Технологический регламент по технологии гидравлического разрыва пласта для интенсификации притока пластового флюида /
В.И. Саунин, М.П. Александров, В.В. Паникаровский и др. Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2000. 68 с.
12. СТО Газпром 2-3.3-119-2007. Руководство по технологии гидроразрыва сложнопостроенных газоконденсатных объектов месторождений севера Западной Сибири / И.И. Клещенко,
С.К. Сохошко и др., Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2007. 95 с.
13. Островская А.К. Расчет эффективности проведения гидроразрыва пласта // Молодой ученый. 2017. № 44. С. 14–16.
14. Шлеин Г.А., Глущенко А.А. Сущность и этапы процесса гидроразрыва пласта // Молодой ученый. 2019. № 2. С. 40–42.
15. Гидродинамические исследования скважин
и методы обработки результатов измерений / Хисамов Р.С.,
Сулейманов Э.И., Фахруллин Р.Г. и др. Москва: ОАО ВНИИОЭНГ, 1999. 227 с.
16. Хайруллин М.Х., Хисамов Р.С., Шамсиев М.Н., Бадертдинова Е.Р. Гидродинамические методы исследования вертикальных скважин с трещиной гидроразрыва пласта.
М.: Институт компьютерных исследований, 2012. 84 с.
17. Р Газпром 086-2010. Инструкция по комплексным исс-
ледованиям газовых и газоконденсатных скважин.
М.: ООО «Газпром экспо», 2011.
18. Интерпретатор-М. Программное обеспечение по ком-
плексной автоматизированной интерпретации данных кривых восстановления давления в скважинах. М.: Минтопэнерго РФ, ВНИПИморнефтегаз, 1996. 25 с.
19. Шагиев Р.Г. Исследование скважин по КВД. М.: Наука, 1998. 304 с.

References

1. Barenblatt G.I., Yentov V.M., Ryzhik V.M. Dvizheniye zhidkostey i gazov v prirodnykh plastakh [The movement of liquids and gases in natural formations]. Moscow, Nedra Publ., 1984. 211 p. (In Russian).
2. Basniyev K.S., Kochina I.N., Maksimov V.M. Podzemnaya gidromekhanika [Underground fluid mechanics]. Moscow, Nedra Publ., 1993. 416 p. (In Russian).
3. Barenblatt G.I., Yentov V.M., Ryzhik V.M. Teoriya nestatsionarnoy fil'tratsii zhidkosti i gaza [Theory of non-stationary filtration of liquid and gas]. Moscow, Nedra Publ., 1972. 288 p. (In Russian).
4. Bagrintseva K.I. Usloviya formirovaniya i svoystva karbonatnykh kollektorov nefti i gaza [Formation conditions and properties of carbonate reservoirs of oil and gas]. Moscow, RGU Publ., 1999. 285 p. (In Russian).
5. Bagrintseva K.I., Sautkin R.S., Stupakova A.V. Karbonatnyye rezervuary Vostochnoy Sibiri. Glubokiye gorizonty Yenisey-Khatangskogo progiba i rifeyskiye rezervuary Yurubcheno-Tokhomskogo mestorozhdeniya [Carbonate reservoirs of Eastern Siberia. Deep horizons of the Yenisei-Khatanga Trough and Riphean reservoirs of the Yurubcheno-Tokhomskoye field]. Moscow, OOO «Gazprom ekspo» Publ., 2012. (In Russian).
5. Lebedinets N.P. Izucheniye i razrabotka neftyanykh mestorozhdeniy s treshchinovatymi kollektorami [Exploration and development of oil fields with fractured reservoirs]. Moscow, Nauka Publ., 1997. 397 p. (In Russian).
7. Nakaznaya L.G. Fil'tratsiya zhidkosti i gaza v treshchinovatykh kollektorakh [Fluid and gas filtration in fractured reservoirs]. Moscow, Nauka Publ., 1972. 184 p. (In Russian).
8. Gruppovoy rabochiy proyekt na stroitel'stvo ekspluatatsionnykh skvazhin Kovyktinskogo GKM po «legkoy» konstruktsii [Group working draft for the construction of production wells of the Kovykta gas condensate field with a «light» design]. Tyumen', OOO «Gazprom proyektirovaniye» Publ., 2017.
9. Vasilevskiy V.N., Petrov A.I. Tekhnika i tekhnologiya opredeleniya parametrov skvazhin i plastov [Technique and technology for determining the parameters of wells and formations]. Moscow, Nedra Publ., 1989. (In Russian).
10. Strelets G.A., Filatov B.S., Luban V.Z., Yeremeyev Yu.A. Narusheniya obsadnykh kolonn v intervalakh solenosnykh otlozheniy [Violations of casing in the intervals of salt-bearing deposits]. Neftyanoye khozyaystvo [Oil industy], 1970, no.2, pp. 28–31. (In Russian).
11. Saunin V.I., Aleksandrov M.P., Panikarovskiy V.V. Tekhnologicheskiy reglament po tekhnologii gidravlicheskogo razryva plasta dlya intensifikatsii pritoka plastovogo flyuida [Technological regulations on hydraulic fracturing technology for the intensification of the flow of reservoir fluid]. RD 00158758-212-2000, Tyumen' TyumenNIIgiprogaz Publ., 2000. 68 p. (In Russian).
12. Kleshchenko I.I., Sokhoshko. Rukovodstvo po tekhnologii gidrorazryva slozhnopostroyennykh gazokondensatnykh ob"yektov mestorozhdeniy severa Zapadnoy Sibiri [Guidelines for the technology of hydraulic fracturing of complex gas condensate facilities in the fields of the north of Western Siberia]. STO Gazprom 2-3.3-119-2007, Tyumen', TyumenNIIgiprogaz, Publ., 2007. 95 p. (In Russian).
13. Ostrovskaya A.K. Raschet effektivnosti provedeniya gidrorazryva plasta Calculation of the effectiveness of hydraulic fracturing [Calculation of the effectiveness of hydraulic fracturing]. Molodoy uchenyy [Young scientist], 2017, no. 44, pp. 14–16. (In Russian).
14. Shlein G.A., Glushchenko A.A. Sushchnost' i etapy protsessa gidrorazryva plasta [The essence and stages of the process of hydraulic fracturing] Molodoy uchenyy [Young scientist], 2019, no 2, pp. 40–42. (In Russian).
15. Khisamov R.S., Suleymanov E.I., Fakhrullin R.G. Gidrodinamicheskiye issledovaniya skvazhin i metody obrabotki rezul'tatov izmereniy [Hydrodynamic studies of wells and methods for processing measurement results]. Moskva: OAO VNIIOENG Publ., 1999. 227 p. (In Russian).
16. Khayrullin M.Kh., Khisamov R.S., Shamsiyev M.N., Badertdinova Ye.R. Gidrodinamicheskiye metody issledovaniya vertikal'nykh skvazhin s treshchinoy gidrorazryva plasta [Hydrodynamic methods for the study of vertical wells with hydraulic fracturing]. Moscow, Institut komp'yuternykh issledovaniy Publ., 2012. 84 p. (In Russian).
17. Instruktsiya po kompleksnym issledovaniyam gazovykh i gazokondensatnykh skvazhin [Instructions for comprehensive studies of gas and gas condensate wells]. R Gazprom 086-2010, Moscow, OOO «Gazprom ekspo» Publ., 2011. (In Russian).
18. Interpretator-M. Programmnoye obespecheniye po kompleksnoy avtomatizirovannoy interpretatsii dannykh krivykh vosstanovleniya davleniya v skvazhinakh [Interpreter-M. Software for integrated automated interpretation of pressure recovery curves in wells]. Moscow, VNIPImorneftegaz Publ., 1996. 25 p. (In Russian).
19. Shagiyev R.G. Issledovaniye skvazhin po KVD [Investigation of wells by pressure build-up]. Moscow, Nauka Publ., 1998.
(In Russian).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Коротков С.А.

    Коротков С.А.

    к.т.н, начальник отдела научных исследований и разработок

    ООО «СибГеоПроект»

    Шпильман А.В.

    Шпильман А.В.

    генеральный директор

    ООО «СибГеоПроект»

    Спирина О.В.

    Спирина О.В.

    к.г.-м.н., заместитель директора департамента геолого-промысловых работ

    ООО «СибГеоПроект»

    Просмотров статьи: 2285

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru