Технології // Гідравлічний розрив пласта (ГРП)
Гідравлічний розрив пласта ГРП (основна технологічна складова методу фрекінгу) - один із способів інтенсифікації роботи нафтових і газових свердловин і збільшення прийомистості нагнітальних свердловин.
Технологія ГРП полягає в створенні високопроводімой тріщини в цільовому шарі під дією подається в нього під тиском рідини для забезпечення припливу видобувається флюїду (природний газ. Вода, конденсат. Нафта або їх суміш) до забою свердловини.
Після проведення ГРП дебіт свердловини, як правило, різко зростає або істотно знижується депресія.
Технологія ГРП дозволяє «оживити» простоюють свердловини, на яких видобуток нафти або газу традиційними способами вже неможлива або малорентабельна.
Технлогії ГРП може також використовуватися для дегазації вугільних пластів, підземної газифікації, і тд
Крім того, в даний час технологія застосовується для розробки нових нафтових пластів, вилучення нафти у яких традиційними способами нерентабельно зважаючи на низькі одержуваних дебітів.
Також застосовується для видобутку сланцевого газу і газу ущільнених пісковиків.
В однорідних по товщині пластах зазвичай створюється 1 тріщина значної довжини.
На многопластових або великої товщини покладах, представлених нізкопроніцаемие геологічними формаціями, здійснюється, як правило, поінтервального ГРП.
Робоча рідина, що застосовується для ГРП, нагнітається в пласт через колону труб. Якщо тиск розриву перевищує допустимий робочий тиск для експлуатаційної колони і гирлової запірної арматури, то технологи рекомендують замість запірної арматури встановити спеціальну головку, а на нижньому кінці НКТ встановити пакер, вище якого міжтрубний простір заповнити рідиною з більшою щільністю.
В якості робочої рідини ГРП зазвичай застосовують розчини з використанням високомолекулярних полімерів (для зниження втрат тиску) на водній основі, в тч технічну або пластову воду, рідше солянокислотного розчини (для карбонатних порід) або сиру нафту та ін.
Як расклинивающего матеріалу використовуються проппанта, кварцовий пісок і інші матеріали фракції 0,5-1,5 мм.
Ефективність ГРП підвищується при одночасній гідропіскоструминної або Прострілочно перфорації свердловини, однак п ри поінтервального ГРП при цьому необхідно ізолювати оброблену ділянку пласта за допомогою пакера і тд.
Технологія гідравлічного розриву пласта в російських умовах
Не будемо обіцяти, що в найближчі 15 хвилин ви точно будете фахівцем з гідророзриву пластів, зате точно дізнаєтеся як 33 людини і 22 машини на піщаному пустирі серед боліт закачають на 3 км під землю 3 басейни Сибіряк води і 9 залізничних (Ж / Д) вагонів піску або проппанта всього лише за 5 годин.
Тут найголовніше слово «Навіщо», адже там під землею і так цього добра достатньо.
Цей пісок в білих мішках і є проппанта, зараз його піднімають кранами на 10-метрову висоту, щоб потім так вбити його на 3 км під землю, щоб він там і залишився назавжди.
Загалом, це такі похорони проппанта, які дають свердловині нове життя.
Зараз легкої нафти практично немає, всі родовища, які зараз розробляються, або на стадії завершується, або це нові родовища, де нафту дуже важко витягти і без нових технологій там робити нічого.
У наших геологічних умовах, коли більше 70% нафти знаходиться в важко видобутих пластах, ГРП - це єдиний спосіб з яким ми можемо економічно рентабельно розвиватися, розробляти і бурити нові свердловини.
І коли для ГРП використовують 300 і більше т проппанта, то це вже не просто розрив, а супер ГРП або супер фрекінгу.
Тут все буде як завжди, але трохи не так.
Саме в цю свердловину буде закачано 450 т проппанта, ті Тобто це не найпростіший супер фрекінг, і майже 1500 м 3 води, а все це ще сюди і привезти потрібно, а тут навесні це така біда, що без трактора нікуди, та й з ним недалекому.
А привезти потрібно 22,5 тягача з проппанта і 75 бочок з водою, потім цю воду треба буде перекачати в ємності і підігріти.
У неодноразових чемпіонів Дакара на 1 рейс, а це всього лише 40 км, йде по 3-3,5 години, і то якщо пощастить, якщо сам ГРП буде тривати всього лише 5 годин, то процедура підготовки - не менше 3 діб по таких дорогах , причому саме доби, не визначаючись на дні і ночі.
Тобто, побачивши це вперше, переймаєшся і емоціями через край, коли ж це тільки сухі цифри на планерці - ні тіні емоції ні в обличчі, ні в інтонації.
Коли на кущових майданчик заїде весь флот ГРП, то проппанта і воду все ще возитимуть, але це буде супер фрахт, не 1, а 2 флоту, 22 таких вантажівки і 33 людини бригади ГРП.
І це не підстраховка, за час 5 годинної операції під землею, тут на землі роботи вистачить на всіх, і спітніти встигнуть все.
Причому чим більше механізмів, тим більша ймовірність отримати проблеми - тут 22 агрегату, пов'язані тільки шлангами і проводами, які повинні відпрацювати як одне ціле, плюс людський фактор і величезна ціна помилки.
Якщо що - то я недоподам, то може зупинитися вся робота, тобто гель, рідка хімія, знижувач тертя стабілізатора.
Стоять комп'ютери, треба дотримуватися пропорції певні, скільки літрів на м 3 подавати.
Флот ГРП - це мобільний комплекс 10-20 великорозмірних установок на вантажних шасі для проведення ГРП.
Склад комплексу ГРП (флот):
- насосні дизельні агрегати (до 6) або газотурбінні (до 4);
- змішувач (блендер) для приготування робочих гелевих сумішей для ГРП;
- автоматизована станція управління;
- танки для гелю і проппанта (наповнювача).
Рідини небезпечні-потрібні окуляри, каска, протигаз.
Все почнеться з міні ГРП, це така розминка перед боєм. Щоб відчути, як поведе себе пласт.
Без цієї проби на ділі, вся інформація геологорозвідки - це просто прогноз. В пласт закачають гель під тиском, гель це вода + гуар (рослинний полімер).
Гуар додають майже в усі йогурти і желе, саме таке желе повинно розірвати пласт.
Ну а тиск - це не основне джерело гідророзриву, а й джерело інформації.
Саме по ньому вибудовуються всі ці хитромудрі графіки і робляться розрахунки, і саме цей показав, що попередній розрахунок був вірним на 95%.
Радмір Гайнетдінов (начальник геологічної служби) Наша геологічна служба отримує дані від замовника, по ній ми робимо модель і розрахунок по видобутку.
Міні ГРП дозволяє нам за допомогою запису тиску підійти ближче до реалії самої тріщини.
За первинними даними наша тріщина мала становити майже 200 метрів в довжину, 129 у висоту, після внесення всіх калибровок довжина збільшується на 23 м, висота залишається колишньою.
І коли свої розрахунки з урахуванням даних міні ГРП закінчить фахівець, на летучці з безпеки їх озвучить майстер.
Це єдина частина операції, де всіх учасників можна побачити разом - це 33 людини, яких під час самого процесу знайти на кущовий майданчику на майданчику можна буде тільки по рації.
По роботі, подушка 550 м 3 буде з витратою 5,5, перша пісочна стадія 5,5, інші все стадії 5,2.
Початкова концентрація проппанта 100, кінцева 1300. Нам потрібно для роботи один тисяча триста сорок один м 3 води.
Коли все розійдуться, почнеться найцікавіше і після цієї команди зі штабу «Все, за справу» на майданчику стане моторошно від реву і рівень децибелів тут не знизиться на найближчі 5 годин.
Гідротаціонних установці треба перекачати з ємності тисячу триста сорок-одна м 3 води, але це без малого і є 3 басейни Сибіряк і вже у себе, в такому басейні перетворити її в гель, змішати з індійським Гуарем.
Ну а хімтрал - це де рідини небезпечні, і слід пам'ятати і про ТБ, і про пропорції, додати в цей розчин стабілізатор глин.
Якщо вода без цього стабілізатора потрапить на глину в пласті, то глина розбухне і заб'є всю суглинку.
А з неї як з гусака вода, і під час операції вона повинна залишатися сухою, незважаючи на те, що так багато води витече.
Але ще знижувач тертя, це щось на зразок мастила і це вже для проппанта, щоб він, цей пісок не стер до дірок стінки колони свердловини.
Далі насоси все це закачають зі свистом, точніше з ревом літака на зльоті і між ними, в самому епіцентрі напруги потрібно відстояти старшому оператору.
Якщо спочатку це буде 550 м 3. тобто один басейн Сибіряк чистого гелю, вода + гуар і руйнівник, то це і є та подушка, про яку говорив майстер на летучці і саме вона, ця м'яка подушка, розірве кам'яний пласт. Ну а той тиск, який створюють насоси і середня витрата гелію - це 5,3 м 3 / хв, будуть утримувати пласт розірваним, поки отримана тріщина не нафаршіруйте проппанта, а його вже блендер буде поступово додавати в гель, спочатку 100 кг / м 3 проппанта. до 1300 кг / м 3 в кінці, і це буде чистий проппанта, в якому і гель то буде важко знайти.
Судячи з цих кривих, гідророзрив пласта стався на 1 й хвилині, тут тиск різко підскочив до 550 атмосфер, потім різко же впало, потім стабілізувався, тобто в цей короткий проміжок часу і стався розрив пласта, і розірвало його ні що інше, як цей гель.
У гідророзриві будуть використовуватися 3 різних види проппанта, найдрібніший - його закачають 112,5 тонн, трохи побільше - 225 т, і такого ж, тільки з гумовою оболонкою-теж 112,5, це 450 тонн або 9 залізничних вагонів.
Брейкер, цей білий порошок, повертає гель в його звичайний стан, розкладає його на звичайну воду, полімер і проппанта.
Вода і полімер відкачати зі свердловини, а цей проппанта так і залишиться розклеювати тріщину.
Ну а гідророзрив так і називається через те, що це ні що інше, як руйнування каменю водою.
Відповідно до графіка підвищується і напруга у всіх присутніх на станції контролю і воно не спаде до самої зупинки насосів.
Тому що ніхто не може засунути очі в свердловину на 3 км глибині, і цей тиск-єдине джерело інформації. Таке відчуття, що якщо воно різко підніметься або різко впаде, то все схопляться за серце і полізуть за валокордином, це буде аварійна ситуація або по тутешньому стоп, вона може статися на кожній секунді, а цих секунд треба пережити 18000.
Радіон Галле (головний спеціаліст відділу супервайзінга)
Це напевно на кожному ГРП є, тому що коли йде падіння дебіту, з 400 до 500 піднімається за якийсь короткий проміжок часу-ось це сама напружена ситуація. Звичайно, це на кожному ГРМ, незалежно від того 400 тонн качаємо або 120. Воно завжди однакове.
Якби у нас не було ГРП, то коефіцієнт продуктивності у нас становив би, де то 0,3, а при такому великому ГРП як 400 тонн, саме якщо цю свердловину взяти, продуктивність у нас зросла до 1,9, тобто можна сказати , що приплив виріс майже 8 раз.
Олексій Затірахін (старший майстер по підвищенню)
Весь процес побудований саме на взаємодії людей, тобто бригада - це сім'я. Те, як людина спрацює на своєму місці, з цього складається успішна робота.
Взагалі ГРП нагадує кулачний бій, це м'який проти твердого та взагалі незрозуміло, як цей м'який гель може зламати твердий камінь, але в Юганскнефтегаз провели більше 10 тис ГРП, і завжди цей гель виходив переможцем.
Ну а тепер те, що ми маємо в підсумку - там під землею нафту знаходиться в твердій структурі, її дуже складно проходити до гирла свердловини через цей спресований пісковик, немов через фільтр, і для того, щоб це стимулювати, і роблять ГРП, те ми в ньому робимо тріщину і набиваємо її проппанта.
Олексій Нікітін (начальник управління підвищення)
ГРП можна порівняти з прийомом антибіотика в медицині, це новий інструмент, який в умілих руках дає приголомшливий ефект, проте в невмілих руках застосування цього методу не дасть ефекту, а навпаки може нашкодити.
Для багатьох це не просто метод інтенсифікації та збільшення припливу нафти і нафтовіддачі, а й засіб розробки родовищ. В 1 ю чергу-це дуже потужний інструмент.
Що стосується багатьох думок з приводу користі і шкоди ГРП, то суперечки до сих пір не вщухають.
Саме на старих родовищах, таких як Усть-Баликское і Мамонтова. ми, використовуючи ГРП, змогли збільшити поточний видобуток, запобігти падінню, яке вже було нами заплановано, і багато в чому реанімувати старий фонд. У проектах робіт на розробку родовищ є один дуже важливий фактор - коефіцієнт вилучення нафти, який рідко буває більше 35, як правило, від 30 до 40% або в частках одиниці - 0,3 і 0,4.
По застосуванню ГРП і залученню до розробку які раніше не грінірованних ділянок пластів дозволяє нам на тому ж фонді свердловин на кілька одиниць (%) підняти цей коефіцієнт вилучення нафти (КІН). Якби ми не застосовували цей метод, то нам би доводилося забурюються багато друге стовбурів, бурити нові свердловини, щоб підняти цю пропущену нафту.
Якщо говорити про сам процес ГРП, то для багатьох він, як чорний ящик, але це не так, ми вже знаємо які параметри на вході і що ми отримаємо на виході, для нас це не чорний ящик. Ми досить чітко собі уявляємо, як розвивається тріщина, яким чином туди заходить проппанта і які процеси там відбуваються.
Якщо ми розуміємо ці процеси, то ми можемо їх поліпшити, відповідно збільшується ефективність методу ГРП. Тут важливий не тільки процес ГРП, але і взаємодія всіх служб, підготовка свердловини ГРП, сам ГРП, освоєння свердловини, спуск насоса, наступний висновок насоса на режим, висновок свердловини на режим, все це одне велике захід, провал на якомусь етапі дасть негативне сприйняття всього процесу.
Також застосовується багатоступінчастий гідророзрив пласта (МГРП), який є одним з найбільш передових технологій в нафтовій галузі, найбільш ефективна для горизонтальних свердловин.