Механизм воздействия ГРП на породы

Гидравлический разрыв пласта — метод механического (физического) воздействия на породу нефтяного пласта давлением нагнетаемой жидкости, достаточным для расширения и развития естественных микротрещин обычно в вертикальных плоскостях, с последующим их заполнением зернистым высокопрочным материалом — проппантом.

Основным показателем технологической эффективности гидроразрыва пласта является повышение продуктивности скважин, что обусловлено уменьшением влияния скин-эффекта и увеличением средней проводимости в результате искусственного создания протяжённого канала высокоё проницаемости.

Увеличение продуктивности скважин после ГРП определяется соотношением проницаемостей пласта и трещины и размерами трещины. Причем продуктивность не возрастает неограниченно с ростом длины трещины. Существует предельное значение длины трещины, превышение которого не приводит к росту дебита жидкости. Определение этой величины может быть осуществлено на основе расчетной методики.

Проницаемость трещины определяется в основном свойствами пропанта. При заданных значениях проницаемостей пласта и трещины можно вычислить кратность увеличения дебита скважины при различных размерах трещины гидроразрыва. Как показывают расчеты, изменение раскрытия трещины в пределах нескольких миллиметров в большинстве случаев незначительно влияет на продуктивность скважины. Определяющим параметром является полудлина трещины. Зависимости дебита скважины от длины трещины наглядно показывают существование предельной полудлины, превышение которой не дает прироста продуктивности. При определении рекомендуемых размеров трещины для каждого конкретного случая целесообразно построить аналогичные зависимости. Например, при проницаемости пласта порядка 10 мД предельная полудлина трещины составляет приблизительно 50 м, при проницаемости пласта порядка 100 мД эта величина не превышает 10 м. Следует отметить, что эти оценки получены для однородного пласта.

В неоднородном пласте может быть эффективно создание более длинных трещин, особенно если они позволяют подключить к разработке не дренируемые или слабо дренируемые зоны пласта. Для этого в каждом конкретном случае необходим анализ геологического строения пласта. Особенно следует обратить внимание на скважины, оказавшиеся внутри низкопроницаемых включений. В этом случае можно ожидать значительно более высокого эффекта от ГРП, особенно, если низкопроницаемое включение имеет сравнительно небольшие размеры. Особую актуальность в этой ситуации приобретает знание ориентации трещины, поскольку это позволит подобрать размер трещины таким образом, что бы она выходила за пределы включения. Например, расчеты, проведенные для скважины, расположенной внутри низкопроницаемого включения прямоугольной формы размером 100×300 м в элементе пятиточечной системы разработки (проницаемость пласта, включения, трещины соответственно 0,1; 0,001;80 Д) показали, что если трещина с полудлиной 100 м целиком содержится внутри включения, то дебит скважины после ГРП возрастает приблизительно в 6 раз; а если трещина тех же размеров ориентирована по-другому и на половину своей длины выходит за пределы включения, то дебит возрастает в 11,5 раз.

В случае прерывистых пластов, гидроразрыв позволит подключить к разработке не дренируемые или слабо дренируемые области пласта. В некоторых случаях ГРП в нагнетательных скважинах создаст возможность для заводнения новых пропластков, которые до этого были изолированы от нагнетания. Определение рекомендуемой длины трещины в условиях неоднородного пласта должно осуществляться на базе детерминированной геологической модели и с учетом реального направления трещины.

При ГРП расчет сводится к определению следующих данных:

технологических показателей процесса гидроразрыва пласта увеличение проницаемости призабойной зоны скважины ожидаемого прироста дебита скважины после ГРП.