Техника безопасности перед ГРП

•   ВВЕДЕНИЕ

      Извлечение  нефти из пласта и любое воздействие  на него осуществляется через скважины. Призабойная зона скважины (ПЗС) –  область, в которой все процессы протекают наиболее интенсивно.От состояния  призабойной зоны пласта существенно  зависят эффективность разработки месторождения, дебиты добывающих, приёмистость нагнетательных и та доля пластовой энергии, которая может быть использована на подъём жидкости непосредственно в скважине.

  Одним из наиболее распространенных методов интенсификации добычи нефти или газоотдачи является гидравлический разрыв пласта (ГРП).

Его используют для создания новых трещин как  искусственных, так и для расширения старых (естественных), с целью улучшения  сообщаемости со стволом скважины и  увеличению системы трещин или каналов для облегчения притока и снижения энергетических потерь в этой ограниченной области пласта.

    В данной работе мной рассматривается подготовка к ГРП.   В ней освещены такие воопросы как:

1 Техника безопасности перед ГРП?

2 Подготовка к гидроразыву пласта?

3 Оборудование, исподьзуемое при ГРП?

4 Расчет  ГРП?

5 Критерии  выбора скважин для проведения  к ГРП?

6 Подбор жидкости при ГРП?

7 Требования  к жидкости разрыва ?

8 Требования  к песку? 

•    I Техника безопасности перед ГРП

1 На  полу помещения ГРП имелись резиновые коврики; шланги противогазов не имели переломов, а открытые концы их были расположены снаружи здания с наветренной стороны на расстоянии не менее 5 м от ГРП и закреплены 

2  Производить  анализ проб воздуха на наличие  газа и содержание кислорода 

3 Давление  газа на ремонтируемых участках  газопроводов при подтягивании  болтов фланцев, сальников или  резьбовых соединений газопроводов  среднего и высокого давления, находящихся в помещении ГРП  должно соответствовать значениям,  указанным в производственной инструкции  .

4 Работы  по ремонту электрооборудования  и замене электроламп в помещении  ГРП при обесточенном оборудовании. При этом выключатель - «Выключено».  В исключительных случаях для  освещения помещения ГРП допускается  применение переносных аккумуляторных фонарей во взрывобезопасном исполнении.

5 Предупредительные  надписи «Огнеопасно – газ», «Не  курить», «Не разводить огня» 

6 Меры  электробезопасности при проведении  работ по ремонту  производиться  при снятом напряжении. При использовании переносных светильников во взрывозащищенном исполнении включение и выключение их должны производиться вне помещения ГРП

7  Хранить  в помещении ГРП горючие, легковоспламеняющиеся  материалы и баллоны с газом   категорически запрещается.

8  Все  агрегаты располагаются радиаторами от скважины, чтобы можно было беспрепятственно отъехать от нее при аварийной или пожарной опасности. (1) 


   II Подготовка к ГРП 


1 Остановка  скважины. Подготовка к глушению  скважины

2 Проведение  инструктажа по проведению работ  и ТБ

3 Завоз оборудования для глушения скважин и материалов на место проведения работ и глушение скважины

4 Подписание  акта приемки куста

5 Проверка  на проявление на устье скважины

7  Монтаж  подъемника КРС и соответствующего  оборудования

8  Демонтаж  фонтанной арматуры

9  Монтаж  ПВО

10 Подъем  НКТ и внутрискважинного оборудования  из скважины

11 Завоз  на место проведения работ  НКТ 73мм

12  Монтаж  геофизической установки  и  проведение геофизических работ

13  Завоз  НКТ 88.9мм. на место проведения  работ

14 Монтаж  забойного оборудования для проведения ГРП

15.Спуск  пакера с пером до заданной  глубины

16 Демонтаж  ПВО и установка головки ГРП

17 Устанавливается  пакер, проверяется необходимый  зазор, сажается головка ГРП  на сжатие 10 тонн                                                                                           18 Демонтаж подъемника и освобождение места для ГРП                                           19 Монтаж оборудования для проведения ГРП (2)

                                                                                                                                         

      III Оборудование, используемое при ГРП 


      Для производства ГРП используется следующая  техника:

1. КРАЗ-250 ЦА

2. Урал-4320 пожарная машина

3. Кенворд  песковоз

4. Кенворд  хим.фургон.

5. Кенворд блендер

6. Кенворд  насосная установка

7. Кенворд  цемент агрегат

8. Кенворд-трубовоз

9. Форд-350 лаборатория

10. УАЗ-3962 санитарный фургон

11. К-700 вакуумная установка

Техника Кенворд оборудована специальными фильтрами, улавливающими выбросы.

         
 


 

Рисунок 1- Схема расположения оборудования при ГРП:  
 


1 - насосные  агрегаты 4АН-700;

2 - пескосмесительные  aгрегаты ЗПА;

3 - автоцистерны  ЦР-20 с технологическими жидкостями;

4 - песковозы; 

5 - блок  манифольдов высокого давления;

6 - арматура устья 2АУ-700;

7 - станция  контроля и управления процессом  (расходомеры, манометры, радиосвязь) на высокое давление.

4. Крановая  арматура, резиновые шланги высокого  давления, вспомогательное оборудование  и инструмент для сборки, крепления,  опрессовки и разборки соединительных манифольдов.

5. Арматура  устья скважины (1АУ-700 или 2АУ-700), герметизирующая затрубное пространство  и НКТ. Арматура 2АУ-700 отличается  от арматуры 1АУ-700 возможностью подключения  ее к НКТ диаметром 73 и 89 мм, а также наличием гибких соединений двух боковых отводов. Верхняя трубная головка кроме двух отводов имеет в верхней части манометр с масляным разделителем. Нижняя устьевая головка, рассчитанная на давление 32,0 МПа, имеет две подсоединительные линии с кранами, тройниками и быстросъемными соединениями для сообщения с кольцевым пространством скважины. Общая масса устьевой арматуры 2АУ-700 - 500 кг. (2) 
 


      IV  Расчет гидравлического разрыва пласта 


      1 Расчёт давления гидроразрыва  пласта            Р_разр = Р_в.г. – Р_пл + s_р

где Р_в.г. – вертикальное горное давление(МПа)

Р_пл – пластовое давление (МПа)

s_р – давление расслоения пород(МПа)             

       2 Давление разрыва на забое  

Р_разр = 10⁴ * НК

где К - запас прочности =1,5 – 2. 

Н –  глубина залегания пласта(м)

      3 Объем жидкости песконосителя:

V_пж = G_пес/С (м³⁾

      4 Оптимальная концентрация песка  

^{С = 4000/n}

      5 Время проведения гидроразрыва

Т = (V_р+V_жп+Vпр )\ Q  (сут)

^{Где Q-суточный расход рабочей  жидкости (м³)}

      6 Радиус горизонтальной трещины

rt=c(Q√(10^-9*μ*tр)/κ)^0.5  (м)

где с-эмпирический коэффициент, зависящий от горного давления (с=0,02);

Q-расход  жидкости разрыва; 

μ-вязкость жидкости разрыва;

tр-время  закачки;

^{К-проницаемость  породы.}

      7  Проницаемость горизонтальной трещины

Кт=ω^2/10^4*12  (м²)

^{где ω-ширина трещины (см).}

      8 Проницаемость призабойной зоны

Кп.з=(кп*h+кт*ω)/(h+ω) (м²)

где кп-проницаемость  пласта,

h-эффективная  мощность пласта 

^{ω- 0,001 м}

      9 Проницаемость всей дренажной  системы

Кд.с=[кп*кп.з*lg(Rk/rc)]/(кп.з*lg(Rk/rT)+кп*lg(rT/rc))

где Rk-радиус контура питания скважины (м),

rc-радиус  забоя скважины(м),

^{rт-радиус  трещины (м)}

      10 Дебит скважины после гидроразрыва

Q=(2π*кд.c*h* p)/(μ*lg(Rк/rт)  (м³/с)

где Q-максимальный дебит(м³/с)

 кд.с-проницаемость пласта после гидроразрыва,

 h-эффективная мощность пласта,

Δр-депрессия  на забое, Δр= рпл — рз,

^{μ-динамическая вязкость нефти,(μ=1сПс*с).}

      11 Число насосных агрегатов

N=(q/qаг)+1

^{где qаг- производительность одного агрегата (л/с)} 

      ^{12 Эффективность проведения  ГРП}

n=Q2/Q1=lg(Rк/rс)/lg(Rк/rт)

 rс после ГРП принимается равным радиусу трещины rт.

где Q1 и Q2 –дебит скважин соответственно до и после гидроразрыва,

Rк-   радиус контура питания скважины (м),

rс- радиус  скважины (м),

rт- радиус  трещины (м)

   13Направление трещины разрыва.

Трещина    разрыва    может    быть   сориентированна    в    горизонтальном     или вертикальном направлении. Тип   разрыва,   который  может произойти в конкретных условиях   зависит   от  напряжения  в  пласте.  Разрыв  происходит  в  направлении, перпендикулярном наименьшему напряжению.

      Вертикальный  разрыв. В   большинстве     скважин     происходят     вертикальные     разрывы.     Трещина разрыва образует   два   крыла,   ориентированные  под  углом   180°    друг  к  другу. 
 


      Рисунок 2- Схема вертикального разрыва. 


      Горизонтальный разрыв. Горизонтальный    разрыв    происходит     в     скважине,     если    горизонтальное напряжение больше, чем вертикальные напряжения.(3)  
 


 Рисунок 3- Схема горизонтального разрыва. 


      V Критерии выбора скважин для проведения ГРП 


 В зависимости от начальной проницаемости пласта и состояния призабойной зоны скважины критерии следующие:

2.1. Коллекторы низкопроницаемые 

2.1.1 Эффективная  толщина пласта не менее 5 м;

2.1.2 Отсутствие  в продукции скважин газа из  газовой шапки, а также закачиваемой  или законтурной воды;

2.1.3 Продуктивный  пласт, подвергаемый ГРП, отделен  от других проницаемых пластов  непроницаемыми разделами, толщиной  более 8-10м;

2.1.4 Удаленность  скважины от ГНК и ВНК должна  превышать расстояние между добывающими  скважинами;

2.1.5 Накопленный отбор нефти из скважины не должен превышать 20% от удельных извлекаемых запасов;

2.1.6 Скважина  должна быть технически исправна, как состояние эксплуатационной  колонны так и сцепление цементного  камня с колонной и породой  должно быть удовлетворительным в интервале выше и ниже фильтра на 50м

2.1.7 Проницаемость  пласта не более 0,03 (мкм2) при вязкости нефти в пластовых условиях не более 5 (Мпа.с.)                                                   2.2. Гидравлический разрыв пласта в коллекторах средней и низкой проницаемости для интенсификации добычи нефти за счет ликвидации повышенных фильтрационных сопротивлений в призабойной зоне.

2.2.1Начальная  продуктивность скважины значительно  ниже продуктивности окружающих  скважин;

2.2.2 Наличие  скин-эффекта на КВД;

2.2.3 Обводненность  продукции скважин не должна  превышать 20%;

3.2.4 Продуктивность  скважины должна быть ниже  или незначительно отличаться  от проектно-базовой.(4, 5)

      

     VI Подбор жидкости при ГРП 


      Факторы  подбора жидкости:

Совместимость с пластом и пластовыми жидкостями.

      1 Нарушение проницаемости пласта

При    проведении    гидроразрыва    происходит   поглощение   жидкости   в   зоне, прилегающей к поверхности трещины.  Из - за  повышенного  насыщения  жидкостью зоны вторжения, относительная проницаемость по пластовой  жидкости  понижается. Если проницаемость по пластовой жидкости низка, а по жидкости разрыва еще ниже, это может привести к полному  блокированию  притока.  Кроме  того,  в  пласте  могут быть пучинистые  глины,  которые  набухают  при  контакте  с  жидкостью  разрыва  и понижают проницаемость.

      2 Нарушение проницаемости песчаной  пробки

Проницаемость  песчаной  пробки,  так  же,  как  и зоны вторжения жидкости, может быть нарушена в результате насыщения жидкостью.  Приток  по трещине может быть также ограничен   наличием   в   песчаной   пробке   остаточных   после   воздействия мехпримесей или полимеров.

      3 Пластовые жидкости

Многие   жидкости  склонны  к образованию эмульсий или к осадкообразованию. Во избежание   риска   при   выборе  надлежащих    химических    компонентов   следует провести лабораторные испытания.

       4 Стоимость.

Разброс   по   стоимости   для   различных   жидкостей   разрыва   весьма   различен. Наиболее дешева  вода,  тогда  как  метанол  и  кислоты  довольно дороги.   Следует  также  учитывать   стоимость  гелеобразующего  компонента.  В любом   случае  надо сопоставлять     выгоды     обработки     пласта    соответствующими    жидкостями   и химикатами с их стоимостью 

      К жидкости разрыва предъявляются  следующие требования.

Во-первых, она должна быть высоковязкой, чтобы  не произошло ее быстрое проникновение  в глубь пласта, иначе повышение  давления вблизи скважины будет недостаточным.

Во-вторых, при наличии в разрезе скважины нескольких продуктивных пропластков необходимо обеспечить по возможности равномерный профиль приемистости. Для этого ньютоновские жидкости не подходят, так как количество поступающей жидкости в каждый пропласток будет пропорционально его проницаемости. Поэтому лучше будут обрабатываться высокопроницаемые пропластки и, следовательно, эффект от проведения гидроразрыва будет снижен. Для гидроразрыва необходимо использовать жидкость, вязкость которой зависит от скорости фильтрации. Если с увеличением скорости фильтрации вязкость возрастает, то при движении в высокопроницаемом пропластке вязкость жидкости будет выше, чем в низкопроницаемом. В результате профиль приемистости становится более равномерным.

      К песку предъявляются следующие  требования:

1) песок  должен иметь достаточную механическую  прочность, чтобы не разрушаться в трещинах под действием веса породы;

2) сохранять  высокую проницаемость.

Этим  требованиям удовлетворяет хорошо скатанный однородный кварцевый  песок. Наиболее приемлемой фракцией для  гидроразрыва пласта являются пески  с размером зерен от 0,5 до 1,0 мм. (5)

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


  


ЗАКЛЮЧЕНИЕ 


      На  основании данной работы  можно  прийити к следующим выводам, что подготовка к ГРП является важным этапом в ГРП. Ознакомились с  техникой безопасности, с требованиями предъявляемыми жидкости разрыва, к песку, оборудованием, критериями выбора скважины для проведения ГРП, научились делать расчеты при ГРП.

      В данной работе можно сказать, что  при правильном выборе составляющих: состава жидкости разрыва (концентрация жидкости песконосителя, пластовой жидкости, их вязкости гранулометрический состав песка), доброкачественного оборудования: пескосмесительные агрегаты, обвязка и оборудования устья, выбор пакеров их правильного применения можно отметить, что при гидродинамическом разрыве пласта увеличивается продуктивность скважины, проницаемость пласта, расширяется зона дренирования, что позволяет увеличить дебиты скважин, после ГРП, почти в два раза при тех же прочих условиях. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


      СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Инструкция   по технике безопасности  НГДУ «Кайнармунайгаз»

Служба  охраны труда и окружающей среды.

2 П.М. Усачев, «Гидравлический разрыв пласта»  Москва, ”Недра”, 1986г,165с.

3  А.М. Юрчук,  А.З. Истомин, «Расчеты в добыче  нефти», Москва, ”Недра”

1979г, 148 с.                                                                                                                                   3 И.М. Муравьев, Р.С. Андриасов, Ш.К. Гиматудинов, В.Т. Полозков «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений», Москва, ”Недра” 1970г 180 -245с                                                                                                                               4 Вяхирев Р.И.. Коротаев Ю.П.. Кабанов Н.И. 
«Теория и опыт добычи газа.» 411- 423 с.                                                                                          5  Ю.П. Коротаев, Г.Р. Гуревич, А.И. Брусиловский и др.  «Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата: Спра-вочник» - М.: Недра, 1984. - Т. 1. - С. 360. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Содержание

Введение................................................................................................................

• I Техника безопасности перед ГРП....................................................................

II Подготовка к ГРП...........................................................................................

III Оборудование, используемое при ГРП.......................................................

IV  Расчет гидравлического разрыва пласта....................................................

V Критерии выбора скважин для проведения ГРП...........................................

VI Подбор жидкости при ГРП.........................................................................

Заключение.........................................................................................................

Список  использованной литературы................................................................