За период 1988-1995гг. в Западной Сибири проведено более 1600 операций ГРП. Общее число объектов разработки, охваченных ГРП, превысило 70. Для целого ряда объектов ГРП стал неотъемлемой частью разработки. Благодаря ГРП по многим объектам удалось добиться рентабельного уровня дебитов скважин по нефти. В настоящее время объем проведения ГРП в Западной Сибири достиг уровня 500 скважино-операции в год. За эти годы накоплен определенный опыт в проведении и оценке эффективности ГРП в различных геолого-физических условиях.
Большой опыт гидроразрыва пластов накоплен в АО "Юганскнефтегаз". Анализ эффективности более 700 ГРП, проведенных СП "ЮГАНСКФРАКМАСТЕР" в 1989-1994 гг. на 22 пластах 17 месторождений АО "Юганскнефтегаз", показал следующее.
Основными объектами применения ГРП являлись залежи с низкопроницаемыми коллекторами. В первую очередь ГРП проводили на малоэффективном фонде скважин: на бездействующих скважинах - 24 % от общего объема работ, на малодебитных скважинах с дебитом жидкости менее 5 т/сут - 38 % и менее 10 т/сут - 75 %. На безводный и маловодный (менее 5 %) фонд скважин приходится 76 % всех ГРП. В среднем за период обобщения по всем обработкам в результате ГРП дебит жидкости был увеличен с 8,3 до 31,4 т/сут, а по нефти - с 7,2 до 25,3 т/сут, т.е. в 3,5 раза при росте обводненности на 6,2 %. В результате дополнительная добыча нефти за счет ГРП составила за 5 лет около 6 млн т. Наиболее удачные результаты получены при проведении ГРП в чисто нефтяных объектах с большой нефтенасыщенной толщиной, где дебит жидкости увеличился с 3,5...6,7 до 34 т/сут при росте обводненности всего на 5...6 %.
В 1993г. начались опытно-промышленные работы по проведению ГРП на месторождениях ОАО "Ноябрьскнефтегаз", в течение года было проведено 36 операций. Общий объем производства ГРП к концу 1997г. составил 436 операций. Гидроразрыв проводился как правило в малодебитных скважинах с низкой обводненностью, расположенных на участках с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами. После ГРП дебит нефти увеличился в среднем в 7,7 раза, жидкости - в 10 раз. В результате ГРП в 70,4 % случаев обводненность возросла в среднем от 2 % до ГРП до 25 % после обработки. Дополнительная добыча нефти, от производства ГРП в ОАО "Ноябрьскнефтегаз" к концу 1997г. превысила 1 млн. т.
Общепринятый подход к оценке эффективности гидроразрыва состоит в анализе динамики добычи нефти только обработанных скважин. При этом за базовые принимаются дебиты до ГРП, а дополнительная добыча рассчитывается как разница между фактической и базовой добычей по данной скважине. При принятии решения о проведении ГРП в скважине часто не рассматривается эффективность этого мероприятия с учетом всей пластовой системы и расстановки добывающих и нагнетательных скважин. Видимо, с этим связаны негативные последствия применения ГРП, отмечаемые некоторыми авторами. Так, например, применение этого метода на отдельных участках Мамонтовского месторождения вызвало снижение нефтеотдачи из-за более интенсивного роста обводненности некоторых обработанных и особенно окружающих скважин. Анализ технологии проведения гидроразрыва на месторождениях ОАО "Сургутнефтегаз" показал, что зачастую неудачи связаны с нерациональным выбором параметров обработки, когда темп закачки и объемы технологических жидкостей и проппанта определяются без учета таких факторов, как оптимальная длина и ширина закрепленной трещины, рассчитанные для данных условий; давление разрыва глинистых экранов, отделяющих продуктивный пласт от выше- и нижележащих газо- и водонасыщенных пластов. В результате уменьшаются потенциальные возможности ГРП как средства увеличения добычи, увеличивается обводненность добываемой продукции.
При промышленной реализации ГРП предварительно необходимо составление проектного документа, в котором была бы обоснована технология ГРП, увязанная с системой разработки залежи в целом. При проведении ГРП необходимо предусмотреть комплекс промысловых исследований на первоочередных скважинах для определения местоположения, направления и проводимости трещины, что позволит внести корректировку в технологию ГРП с учетом особенностей каждого конкретного объекта. /6/.
2.5. Проектирование гидравлического разрыва пласта
2.5.1. Подбор скважин для осуществления программы по проведению гидравлического разрыва пласта на Ельниковском месторождении
Подбор кандидатов является, вероятно, наиболее критичным этапом всего проекта ГРП. Успех ГРП в очень большой степени зависит от подбора скважины. Например, эффект от ГРП истощенного коллектора может оказаться весьма краткосрочным и неутешительным. Наоборот, такой ГРП на скважине с сильно поврежденной призабойной зоной, в коллекторе с большими запасами может привести к значительному и устойчивому приросту добычи.
Параметры для оценки скважин-кандидатов для ГРП: для корректной оценки скважины-кандидата ГРП требуется минимальный объем данных. Ниже приведен перечень параметров и данных, необходимых для проведения такую оценку.
1. Карта месторождения с указанием:
1) расположения скважины-кандидата;
2) расположения соседних скважин, включая нагнетательные;
3) расположения скважин с выполненными ГРП;
4) легендой, дающей возможность рассчитать расстояния до соседних скважин.
2. Данные по добыче прошлых лет:
1) графики работы скважины по нефти, воде и газу, динамика давления на устье, данные по всем внутрискважинным работам;
2) текущий режим эксплуатации;
3) сведения по скважинам после ГРП в районе работ, в т.ч. данные ГИС.
3. Данные (диаграммы) ГИС в открытом стволе:
1) ГК, ПС, пористость, сопротивление и/или данные акустического каротажа;
2) содержать сведения об интервале как минимум на 50м выше и 50м ниже интересуемой зоны;
3) на диаграммах должны быть показаны зоны ПВР (в прошлом, настоящие и планируемые в будущем);
4) текущий и планируемый искусственный забой;
5) должна быть показана кровля всех зон.
4. Данные по целевому интересуемому и соседним пластам:
1) пластовое давление;
2) пластовая температура;
3) пористость;
4) литология;
5) местонахождение разломов;
6) естественная трещиноватость коллектора.
5. Данные по фильтрационным свойствам пласта, полученные при бурении:
1) модуль Юнга;
2) данные, свидетельствующие о том, будут ли прилегающие зоны являться барьером на пути развития трещины в высоту, или нет;
3) проектные кровля и подошва трещины;
4) требуется изоляция перфорационных отверстий для обеспечения развития трещины в целевой зоне?;
5) представляет ли проблему близкорасположенный водоносный горизонт?
6. Представляет ли проблему вынос проппанта?
7. АКЦ с данными по 50м выше и ниже целевого интервала.
8. Схемы конструкции скважин с указанием расположения интервалов перфорации, высоты подъема цемента, интервалов посадки и диаметров, цементных мостов-пробок, мест выполнения ловильных работ.
9. Сведения по обсадным и НКТ колоннам:
1) диаметры, марки стали, интервалы спуска;
2) наличие хвостовика в скважине?;
3) диаметр планируемой колонны ГРП?;
4) выдержит ли колонна ГРП преждевременный «Стоп»?;
5) выдержит ли затруб ожидаемые давления?;
6) достаточно ли качество цементирования над предполагаемой высотой трещины?;
7) достаточно ли сцепление цементного камня (качество и количество) чтобы избежать смятия обсадной колонны над пакером?;
8) можно ли выполнить исследование с применением тетраборнокислого натрия или импульсный нейтронный каротаж для выявления воды в каналах цементного камня?
10. Данные о перфорации:
1) тип перфоратора;
2) плотность перфорации (отв. на м);
3) диаметр и глубина отверстий (мм);
4) фазирование (град);
5) отношение диаметра к макс. размеру частиц проппанта (меш).
11. Искривление ствола:
1) глубина максимальной кривизны ствола;
2) отклонение от вертикале на кровле интервала перфорации.
12. Полные данные по эксплуатации скважины.
13. Наземные сооружения.
14. Поддержка проекта со стороны ППД:
1) в состоянии ли нагнетательные скважины обеспечить повышенные объемы нагнетания в связи с возросшим отбором нефти?;
2) требуется карта (схема) заводнения.
При выполнении ГРП колонна подвергается экстремальным нагрузкам: Аномальные давления. При выполнении ГРП давление на устье может превышать 680 атм. Очень важно, чтобы ФА была пригодна для работы с такими давлениями
Абразивные составы. Важно защитить ФА от чрезмерной эрозии.
Высокие нагрузки на НКТ и пакер
Высокие нагрузки на обсадную колонну. Обсадная колонна должна выдерживать давления в затрубе, необходимые для выравнивания давлений ГРП в колонне ГРП.
Высокие нагрузки на хвостовик. Хвостовики должны выдерживать высокие забойные давления ГРП.
Жидкости – всегда следует проверять жидкости до начала КРС: качество, плотность, процент содержания соли, кальция и магния в воде, общее содержание взвешенных частиц и рН. В качестве основных жидкостей рекомендуется отфильтрованная до 10 микрон вода с 3% содержанием хлористого калия. «Чистую» нефть необходимо проверить на содержание воды и частиц песка. Для глушения скважин и КРС должна применяться только нефть с содержанием частиц песка < 0.003%. Все емкости для хранения нефти должны быть очищены паром. Для транспортировки разрешается использование только очищенных емкостей. Перед применением все жидкости подлежат обязательной проверке.