Гідравлічний розрив пласта (ГРП) - технологічний процес збільшення проникності привибійної зони продуктивного пласта за рахунок утворення тріщин або розширення і поглиблення в ньому природних тріщин. Сутність цього процесу полягає в нагнітанні в привибійну зону рідини під високим тиском, що перевищує місцеве гірське тиск та міцності властивості породи пласта.
- для інтенсифікації видобутку нафти з свердловин з сильно забрудненої привибійної зони за рахунок створення тріщин;
- з метою забезпечення гідродинамічної зв'язку свердловини з ситем природних тріщин пласта і розширення они дренування;
- для введення в розробку нізкопроніцаемих покладів і перекладу позабалансових запасів нафти в промислові;
- при введенні в розробку складнопобудованих і неоднорідних пластів з метою збільшення темпів відбору нафти і підвищення кінцевого нефтеизвлечения;
- для збільшення продуктивності нафтових свердловин;
- для збільшення прийомистості нагнітальних свердловин;
- в свердловинах з високим пластовим тиском, але з низькою проникністю пласта.
Не рекомендується проводити ГРП в свердловинах, розташованих поблизу водонафтових і газонафтових зон, в яких можливо прискорене конусообразованіе і прорив води і газу у видобувні свердловини; в виснажених пластах з низькими залишковими запасами, а також в карбонатних колекторах з хаотичною трещиноватостью.
ГРП проводять за таким порядком. У свердловину спускаються НКТ, а вище покрівлі продуктивного пласта, в якому планується провести ГРП, встановлюють пакер і якір. Свердловину промивають водою з метою очищення забою від глини і механічних домішок. При необхідності іноді перед ГРП проводять соляно-кислотну обробку або додаткову перфорацію. У таких випадках знижується тиск розриву і підвищується його ефективність. Потім в свердловину по НКТ (діаметр НКТ не менше 89 - 114 мм, труби меншого діаметра при ГРП застосовувати недоцільно, так як при прокачуванні рідини в них виникають великі втрати тиску) нагнітається рідина розриву в обсягах, необхідних для створення на забої тиску, необхідного для розриву пласта. Для запобігання обсадної колони від впливу високого тиску над розриває пластом встановлюється пакер. Він повністю роз'єднує зону продуктивного пласта від вищерозміщеної частини свердловини. При цьому тиск, що створюється насосами, діє тільки на пласт і на нижню частину пакера. Встановлюють гідравлічний якір для недопущення зсуву пакера.
Робочі рідини не повинні зменшать ні абсалютно, ні фазову проникність породи продуктивного пласта. У зв'язку з цим при ГРП в нфтяних свердловинах застосовують рідини на вуглеводневій основі, а в нагнітальних і в нафтових свердловинах, призначені для перекладу в нагнітальні - на основі води. Однак в свердловинах з карбонатними колекторами в якості робочих рідин можуть бути використані водні розчини соляної кислоти або інші рідини на її основі.
Рідина розриву пласта повинна добре проникати в пласт і в природно існуючі в ньому тріщини. Рідини розриву в основному застосовуються:
2. водні розчини
Робочі рідини для ГРП не повинні містити мех.прімесей, а при зіткненні з породою і пластової рідиною не повинна утворювати нерозчинних опадів.
Найбільшу перевагу при ГРП повинна віддаватися рідин, повністю розчинним в пластових рідинах. Під час проведення ГРП в'язкість робочих рідин повинна бути стабільною.
Рідина-пісконосіїв - це рідина, яка використовується для подачі піску з поверхні в отримані тріщини. Рідина-пісконосіїв повинна бути нефільтруючих або з швидко знижується фільтровану, а також повинна мати високу пескоудержівающую здатність. Як рідин-пісконосіїв застосовуються ті ж рідини, що і для розриву пласта.
Наповнювач служить для тріщин і недопущення їх змикання при знятті тиску. Для закріплення тріщин, утворених під час ГРП, застосовують кварцовий пісок з розміром зерен 0.4 - 1.2 мм. Такий пісок відчувають в лабораторних умовах на міцність і вдавліваемость в поверхню гірських порід, в яких утворюється тріщина, а також на залишкову проникність (проникність після здавлювання піску під пресом, що імітує дію гірського тиску). Пісок для заповнення тріщин при ГРП повинен відповідати таким вимогам: а) мати високу механічну міцність, щоб утворювати надійні піщані подушки в тріщинах, і не руйнуватися під дією ваги порід; б) зберігати високу проникність. Таким є крупнозернистий, добре скручений і однорідний по гранулометричному складу кварцовий пісок. У випадках високого гірського тиску або нестійкою поверхні гірських порід, в яких утворюється тріщина, застосовують штучний керамічний чи іншої розклинюючий матеріал.
При перших ГРП слід вводити в кожну тріщину не менше 1,5-2т піску.
При закачуванні в пласт великих кількостях піску (більше 15-20т) з метою більш глубокового проникнення його по тріщинах, перші порції піску (30-40%) закачують дрібнозернистим піском дрібної (0,4-0,6мм) фракції з подальшим переходом на закачування піску більшої фракції.
Сучасне проектування ГРП складається з двох принципово різняться частин.
У першій частині проектування встановлюють мета ГРП, визначають свердловини, пласти і пропластки для ГРП, а також розраховують розміри (довжину, ширину) тріщин, які потрібно утворити. Зазвичай цю частину проектування ГРП виконує підприємство або його відділ (геологічний, розробки, підвищення нафтовіддачі). провідні розробку родовищ або якогось об'єкта. На замовлення підприємство проектування може бути, також, доручено науково-дослідницької організації.
Друга частина проектування пов'язана безпосередньо з вибором параметрів ГРП забезпечують в обраних свердловинах такі темпи закачування і обсяги закачані в тріщини рідин і піску, які дозволяють створити в пласті тріщини з розмірами і пропускною спроможністю, запроектованої в першій частині. Ця частина проектування полягає в розрахунках процесу утворення тріщини заповнення і закріплення її піском. У другій частині проектування ГРП вибирають також ефективні рідини розриву з відповідними властивостями і пісок (розклинюючий матеріал). Другу частину проектування ГРП виконує обслуговуюча ( "сервісна") фірма, яка зазвичай і здійснює операцію ГРП.
В повний комплект обладнання для гідравлічного розриву пластів входять насосний і пескосмесітельний агрегати, автомотоцістерна, блок маніфольд і арматура гирла.
Устя свердловини обладнується спеціальної голівкою, до якої підключаються агрегати для нагнітання в свердловину рідин розриву. Для здійснення гідророзриву можуть застосовуватися: насосні агрегати 4АН-700, модернізовані 5АН-700 або рамні АНР-700. Максимальний тиск цих агрегатів 70 МПа при подачі 6 л / с, при тиску 20 МПа подача становить 22 л / с. Насосні агрегати за допомогою швидкоз'ємних гнучких з'єднань з труб підключаються до блоку манифольда, який, в свою чергу, з'єднується з арматурою гирла.
На практиці нерідко застосовують поінтервального гідрорарив. Поінтервального, застосовується. коли кілька пластів розробляються загальним фільтром, а пласти ізольовані один від одного шарами непроникних порід.
Застосовується також спрямований ГРП. При направленому ГРП за допомогою піскоструминної перфорації проводиться додаткова перфорація в заданому інтервалі продуктивного пласта, в якому планується отримати тріщини. При цьому застосовується як «точкова» гідропіскоструминна перфорація, так і щілинна.
Однією з ефективних нових технології ГРП явяется технологія осадження проппаната на кінці тріщини (або кінцеве екранування тріщин (TSO)), яка дозволяє цілеспрямовано збільшувати ширину тріщини, зупиняючи її зростання в довжину, за рахунок чого значно збільшується провідність. Для інтенсифікації вироблення запасів з низькопроникних шарів і зниження ризику потрапляння тріщини в водоносні або газоносні пласти застосовується технологія селективного гідророзриву.