1 июня 2017 в 17:27

Многостадийный гидравлический разрыв пласта (МГРП)

Многостадийный ГРП - одна из самых передовых технологий в нефтегазе, наиболее эффективная для горизонтальных скважин

ИА Neftegaz.RU. Многостадийный гидравлический разрыв пласта (МГРП, Multi-stage hydraulic fracturing ) - одна из самых передовых технологий в нефтяной отрасли промышленности, наиболее эффективная для боковых горизонтальных стволов скважин.

Отличие МГРП от 1- стадийного ГРП в том, что МГРП проводится поочередно, цикл за циклом, несколько гидроразрывов пласта с изучением механики горных пород.

МГРП в горизонтальных стволах скважин является хорошо известной технологией и является ключевый для добычи нефти и газа из низкопроницаемых пластов.

Технология ГРП, широко используемая во всем мире в течение нескольких 10-летий, включает в себя нагнетание жидкой смеси под высоким давлением, в результате чего образуются трещины в пластах, через которые нефть или газ может проходить к нижней части скважины.
Проппантный агент затем используется, чтобы держать эти трещины открытыми.

Увеличение боковой длины скважины в теории дает лучшую экономичность, так как более горизонтальный контакт с пластом приводит к увеличению EUR (предполагаемого предельного извлечения) и более высокий начальный дебит для каждой вертикальной скважины, которая уже капитализирована.
Но при увеличенной боковой длине возникают технические проблемы, поскольку радиус действия гибкой трубы ограничен трением об стенку корпуса или гильзы, а градуированные диаметры шарикового седла в конечном итоге становятся ограничением для работы.
С развитием горизонтального бурения стала широко применяться технология МГРП, предусматривающая непосредственное образование трещин на нескольких участках скважины.

Последние тенденции указывают на будущее более крупных трещин и более длинных горизонтальных боковых длин.
Низкопроницаемые коллекторы требуют многоступенчатых заканчиваний, ГРП и горизонтальных скважин для экономически эффективной добычи углеводородов.
В горизонтальных скважинах, пробуренных в нескольких пластах, есть возможность проведения непрерывного ГРП отдельно в каждом стимулируемом интервале с помощью системы затрубного пакера для необсаженных стволов.
Монтаж этой системы предполагает применение специального хвостовика.
Этот хвостовик снабжен отверстиями, которые после спуска хвостовика располагаются напротив каждого из интервалов, изолированных затрубными пакерами.
Гидроразрыв этих интервалах производится поочередно, начиная от забоя скважины.
По завершении каждой стадии ГРП, в скважину сбрасывается шар, который изолирует предыдущий интервал и открывает отверстие хвостовика напротив следующего интервала обработки.

Сегодня МГРП, как правило, используется в сочетании с другими технологиями для повышения нефтеотдачи, хотя постоянно совершенствуется.
Поскольку в технологии бурения МГРП разрабатываются более сложные и нетрадиционные пласты, используется технология заканчивания, чтобы эффективно разрушать и стимулировать несколько этапов вдоль горизонтального ствола скважины.
Рост операций МГРП увеличился благодаря технологии заканчивания, которая может эффективно размещать трещины в определенных местах в стволе скважины.
Размещая трещину в определенных местах в горизонтальном стволе скважины, можно повысить накопленную добычу за более короткий промежуток времени.
Ограничивающие технологии при заканчивании горизонтальных скважин замедлили этот рост в некоторых применениях на коллекторах (например, на коллекторах, которые требуют определенной обработки ГРП через определенные промежутки времени, чтобы сделать их экономически выгодными для добычи).
При разработке сложных низкопроницаемых коллекторов с низкой проницаемостью неадекватность стандартного МГРП стала очевидной, поскольку каждая новая трещиноватая зона должна быть отделена от предыдущей металлическим или составным шаром.
Диаметр этих шариков уменьшается от зоны к зоне, в результате чего способ, которым эти скважины построены, делает невозможным более 10 операций по разведке.

Метод многостадийного ГРП с открытым отверстием

Новая технология разнесенной перфорации не имеет таких ограничений.
МГРП через разнесенную перфорацию включает многоцелевые уплотненные «подушки» -пакеры, которые расширяются под давлением, чтобы изолировать те области, в которых фракционирование завершено.
После завершения валик сдувается до нормального размера, и оборудование транспортируется в следующий порт.
Это МГРП - в открытом стволе, обеспечения механического отклонения и возможности осуществления множественных трещин по всему горизонтальному стволу скважины с выгодой экономии затрат и времени.
Механическая пакерная система с открытым отверстием способна выдерживать высокие перепады давления, при этом отверстия для ГРП расположены между пакерами.
Используют гидравлически устанавливаемые механические пакеры вместо цемента для изоляции секций ствола скважины.
Эти пакеры имеют эластомерные элементы, которые выдавливаются для уплотнения ствола скважины, и их не нужно снимать или фрезеровать для добычи скважины, и они обеспечивают изоляцию в течение всего срока службы скважины.
Серии пакеров могут одновременно проходить в скважине на обсадной колонне, а трещины могут быть закачаны непрерывно.
Когда система достигает общей глубины, пакеры могут быть установлены, вместо того чтобы использовать проволоку и перфорирование обсадной колонны, чтобы обеспечить возможность гидроразрыва, эти системы имеют порты гидроразрыва для создания отверстий между пакерами.
Основным преимуществом этого метода является выполнение МГРП в одной непрерывной операции, что экономит время, затраты и снижает риск для здоровья, безопасности и окружающей среды.
После того, как стимулирующая обработка завершена, скважина может быть немедленно возвращена в режим добычи нефти или газа.

Метод МГРП с цементированием
Этот тип заканчивания включает цементирование эксплуатационной колонны в горизонтальном стволе скважины, и пробку и перфорацию / стимуляцию.
Механическая изоляция в обсадной колонне достигается установкой мостовых заглушек с использованием откачки по проводной или гибкой трубе (CT) с последующим перфорированием и последующим разрывом скважины для обеспечения доступа к резервуару.
Цемент способен обеспечить механическое отклонение в затрубном пространстве, а мостовая пробка обеспечивает механическое отклонение внутри вкладыша.
Затем этот процесс повторяется для числа стимуляций, требуемых для горизонтального ствола скважины.
После того, как все этапы пройдены, продолжается бурение составных пробок, таким образом восстанавливая доступ к носку горизонтального ствола скважины.
Добыча с использованием этого метода также может быть ограничена, поскольку цементирование ствола скважины закрывает многие из естественных трещин и трещин, которые в противном случае могли бы внести вклад в общую добычу.

Микросейсмический мониторинг
Микросейсмический мониторинг операций ГРП оказался особенно ценным для определения местоположения и анализа последствий ГРП в нетрадиционных месторождениях, где эффективное стимулирование имеет решающее значение для производительности скважины.
Микросейсмические характеристики включают: глубину цели, тип породы и физический размер поверхности скольжения.
Используя микросейсмический мониторинг, геологи пытаются определить:

высоту трещины, ширину, азимут и объем стимулированной породы;
локальную геологию ГРП, включая такие свойства, как типы источников, имплозивные (закрывающие) и взрывные (открывающие) события, диполь с компенсированным линейным вектором, двойная связь, а также характеристики падения, удара и разгона.

Добывающие компании используют эти атрибуты, чтобы определить:

расстояние между скважинами и их ориентацию,
количество и расположение стадий,
прогнозировать с помощью дискретного моделирования сети трещин.

Горизонтальное бурение оказало серьезное влияние на геометрию микросейсмических данных.
Комбинация горизонтального бурения и ГРП обеспечивает дополнительный «контакт» с пластом, без которого многие из этих зазоров были бы неэкономичными.
3 доминирующих геометрии обнаружения микросейсмического поля: