Тема: Интегральная модель расчёта объёма суспензионного состава для блокирования трещин автогидроразрыва пласта

Для поддержания пластового давления активно используется технология заводнения. В процессе закачки воды в пласт через нагнетательные скважины давление может превысить давление разрыва породы, что приведёт к образованию трещины автогидроразрыва пласта (автоГРП). Такое явление наблюдается на многих месторождениях.
Заводнение (процесс закачки воды в пласт для вытеснения нефти) малопроницаемых коллекторов (пористых пород, способных пропускать флюиды) с высоким пластовым давлением часто сопровождается образованием искусственных трещин или саморазрушением (авторазрыв) [1, 2], что может привести к преждевременному повышению объёмной доли воды в продукции [3]. Поскольку этот процесс является неконтролируемым, обычно проводят специальные исследования для определения напряжения или градиента напряжения, при котором раскрываются трещины [4, 5]. Такие исследования позволяют ограничить давление закачки и предотвратить возникновение трещин автоГРП. Полный анализ таких процессов сопровождается геомеханическим изучением образования трещин гидроразрыва пласта или автоГРП [6, 7]. Такой подход позволяет детально моделировать образование и развитие трещин автоГРП. Использование геомеханического моделирования позволяет определять параметры скважин без образования высокопроницаемых каналов, являющихся трещинами автоГРП.
Однако в некоторых случаях нецеленаправленные образования трещин все же случаются. Примером может служить месторождение Дакин, в 12% нагнетательных скважин в процессе эксплуатации наблюдается значительное снижение нагнетания (дебита воды) [8], для компенсации этого снижения необходимо повышение забойного давления нагнетательных скважин (давление в нижней части скважины, входящей в пласт). При давлении закачки, отличающемся от гидравлического давления образования трещины
на 1-2 МПа, начинается массовое образование трещин автоГРП. Развитие этих трещин длится около 3 месяцев. Еще одним примером образования большого количества трещин автоГРП является Приобское месторождение. Высокое пластовое давление и малая закачка воды обусловлены низкой относительной фазовой проницаемости воды при остаточной нефтенасыщенности k(Sor) (способность воды течь в пласте при наличии других фаз при доле нефти в поровом пространстве, соответствующей отсутствию притока нефти в скважины), для компенсации закачки воды приходится поддерживать забойное давление выше давления открытия трещины [9]. Специальная диагностика нагнетательных скважин показывает наличие разрыва на индикаторной диаграмме [10], гидропрослушивание скважин и индикаторные исследования показывают рост трещин [11-13]. Часто размер этих трещин достигает длины километра. Пример моделирования развития таких трещин описан в [13]. Гидродинамические расчеты притока позволили выявить зоны аномально высокого пластового давления и ввести ограничения на закачку нагнетательных скважин во избежание возникновения трещин автоГРП [14]. Однако в этом случае ограничение нагнетания скважины приводит к значительному ограничению притока воды и снижению компенсации добычи за счет откачки воды. Бурение скважин в зонах аномальных давлений также сопровождается появлением искусственных трещин и аварийных ситуаций [15]. Если размеры трещин автоГРП вблизи нагнетательных скважин невелики, то наблюдается только увеличение нагнетания, но сближение этих трещин с добывающими скважинами приводит к раннему прорыву в них воды [16, 17] по высокопроницаемым каналам связи между нагнетательными и добывающими скважинами. Ограничение притока воды в нагнетательной скважине может привести к частичному или полному закрытию трещин, но не является надежным для снижения проводимости построенных трещин [18].
С другой стороны, для ограничения попадания воды по высокопроницаемому каналу при автоГРП вводят гелеобразующие или полимерно-дисперсионные композиции [19]. Обычным полимером для этого 4
является гидролизованный полиакриламид. Экспериментальные
исследования керновых материалов показывают, что в результате нагнетания гелеобразующих композиций эффективный размер трещины автоГРП за счет расположения частиц геля ограничивается полным закрытием трещины [19], а при наличии несколько трещин в пласте, реакция в основном происходит в более проницаемой трещине, проходит, после чего трещина остается менее проницаемой. Трещины практически закрываются. Использование гидродинамических моделей для прогнозирования этих процессов невозможно из-за очень разных масштабов процессов в трещине, вблизи нее и в межскважинном пространстве.....
Купить

Проведён обзор литературы, выявивший проблему прорыва воды в зону дренирования добывающих скважин по трещине автоГРП.
Предложен интегральный подход для определения времени блокирования трещины автоГРП при различных конфигурациях расположения дисперсных частиц в трещине.
Введён критерий эффективности блокирования трещины автоГРП, показывающий, что блокирование трещины является эффективным в случае, если скорость потока по трещине не превосходит скорость оттока несущей фазы через боковую поверхность.
Определен требуемый объем реагента для полного заполнения трещины автоГРП.
Купить