Гидроразрыв пласта

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Основные сведения о ГРП 4
1.1 История 4
1.2 Проблематика 4
1.3 Виды ГРП 5
1.4 Трещины и их структура 5
2. Технология гидроразрыва пласта 7
2.1 Подготовительные работы при ГРП 7
2.2 Технология проведения ГРП 8
2.3 Оборудование для гидроразрыва пласта 11
2.4 Материалы для гидроразрыва пласта 12
3. Использование ГРП 14
3.1 Использование ГРП в России 14
3.2 Запреты на применение гидроразрыва и их отмена 15
3.3 Экологическая безопасность ГРП 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

1. Основные сведения о ГРП
1.1 История
Проведение первого в мире ГРП приписывается компании Halliburton, выполнившей его в США в 1947 году. В качестве жидкости разрыва в тот момент использовалась техническая вода, в качестве расклинивающего агента — речной песок. Позже проводились ГРП и в СССР, разработчиками теоретической основы явились советские учёные Христианович С. А., Желтов Ю. П. (1953 год), также оказавшими значительное влияние на развитие гидравлического разрыва пласта в мире.
Впервые в мире гидравлический разрыв пласта угольного пласта (для добычи метана из угольных пластов) был произведён в 1954 году в Донбассе.
Гидравлический разрыв пласта используют также при разработке нетрадиционных месторождений: для добычи газа уплотненных песчаников, а также сланцевого газа и легкой нефти из низкопроницаемых пород (многостадийный гидравлический разрыв пласта в протяженных горизонтальных скважинах).
...

1.3 Виды ГРП
Различают проппантный гидравлический разрыв пласта и кислотный гидравлический разрыв пласта.
Проппантный гидравлический разрыв пласта – гидравлический разрыв пласта с использованием проппанта – расклинивающего материала, который закачивают в процессе гидравлического разрыва пласта для предотвращения смыкания созданной трещины. Эта разновидность гидравлического разрыва пласта используется, как правило, в терригенных пластах. Когда говорят о гидравлическом разрыве пласта, чаще всего подразумевают именно проппантный гидравлический разрыв пласта.
Кислотный гидравлический разрыв пласта – гидравлический разрыв пласта, при котором в качестве жидкости разрыва используется кислота. Применяется в случае карбонатных пластов. Созданная с помощью кислоты и высокого давления сеть трещин и каверн не требует закрепления проппантом. От обычной кислотной обработки отличается гораздо большим объемом использованной кислоты и давлением закачки (выше давления разрыва горной породы).
...

2.1 Подготовительные работы при ГРП
Гидравлическому разрыву пласта предшествует большой объем подготовительных работ, связанных с изучением геолого-промысловых материалов, исследованием скважины и обследованием ее технического состояния, а также по технико-технологическому обеспечению процесса. Сбор и анализ первичной информации заключается в обработке следующих данных: геолого-физические свойства пласта (проницаемость, пористость, насыщенность, пластовое давление, положение газонефтяного и водонефтяного контактов, петрография пород); характеристики геометрии и ориентации трещины (минимальное горизонтальное напряжение, модуль Юнга, вязкость и плотность жидкости разрыва, коэффициент Пуассона, сжимаемость породы и т.п.
...

2.2 Технология проведения ГРП
Гидравлический разрыв пласта может производиться с пакером, установленным на 30-50 метров выше интервала перфорации и без пакера. В последнем случае возможно производить закачку жидкости разрыва через НКТ и без использования НКТ, если обсадная колонна обладает достаточным запасом прочности. Преимущество безпакерного гидравлического разрыва пласта в том, что по величине затрубного давления можно контролировать давление создаваемое на забое скважины. При производстве гидравлического разрыва пласта с использованием пакера в затрубном пространстве создается давление около 50 атмосфер для более прочной посадки пакера.

Рисунок 2.1 - Кластерная технология ГРП

Создание трещины гидравлического разрыва пласта начинается с закачки буферной жидкости. Для расчета давления на устье скважины применяется градиент давления равный 13-15 кПа на одном метре ствола скважины.
...

2.3 Оборудование для гидроразрыва пласта
Оборудование для гидроразрыва состоит из четырех главных частей: насосной установки, смесителей, транспортеров песка и жидкостных магистралей. В старину установка могла накачивать только 40 гал./мин при давлении 5000 psi (35 МПа). Современные установки могут непрерывно работать при давлениях до 20 000 psi (140 МПа), причем их можно объединять для осуществления одной обработки.4

Рисунок 2.3 - Установка для гидроразрыва пласта

Давление на поверхности, необходимое для гидроразрыва скважины, определяется сочетанием трех факторов:
• давления, необходимого для закачивания жидкости для гидроразрыва в пласт в нижней части скважины;
• потерь давления из-за трения, возникающих при течении жидкости вниз по насосно-компрессорной колонне или по обсадной трубе;
• давления, создаваемого столбом жидкости в скважине.
...

2.4 Материалы для гидроразрыва пласта
Жидкости для гидроразрыва в зависимости от их главного компонента подразделяются на жидкости на водной, углеводородной и смешанной основе. Жидкости для гидроразрыва на водной основе представляют собой смесь воды и кислоты. Для повышения вязкости, увеличивающей песконесущую способность, в жидкость добавляются загущающие агенты. Жидкости на углеводородной основе представляют собой смесь масла и кислоты.

Рисунок 2.4 - Керамический нефтяной проппант

Жидкости эмульсионного типа (смешанные) изготавливаются из масла и воды либо кислоты. Одна фаза диспергирована в виде крохотных капелек в другой фазе. Эти жидкости обладают хорошей песконесущей способностью и очень низкими потерями жидкости, но они дороже, чем жидкости на водной основе. В США наиболее часто используемый расклинивающий материал — песок из Оттавы. Канадский песок гладкий, круглый и имеет одинаковые размеры зерен. Он хорош еще и тем, что имеет высокую прочность на сжатие.
...

3.1 Использование ГРП в России
Частные нефтяные компании «ЮКОС» и «Сибнефть» использовали на своих месторождениях метод гидравлического разрыва пласта. Ряд журналистов и экспертов тогда утверждали, что этот метод добычи нефти является варварским и приводит к разграблению месторождений. Аналогичные критические утверждения делал президент «Роснефти» Сергей Богданчиков.
В то же время, «Роснефть» широко применяла метод гидравлического разрыва пласта, по состоянию на 2009—2010 год «Роснефть» оставаясь в числе крупнейших клиентов нефтесервисной компании Schlumberger, специализирующейся на проведении гидравлических разрывов пласта. В начале ноября 2006 на Приобском нефтяном месторождении, эксплуатируемом ООО «РН-Юганскнефтегаз» (дочернее предприятие государственной компании «Роснефть», получившей контроль над основным активом «ЮКОСа» — «Юганскнефтегазом»), при участии специалистов компании Newco Well Service был произведён крупнейший в России гидравлический разрыв пласта нефтяного пласта.
...

3.2 Запреты на применение гидроразрыва и их отмена
В июле 2011 года парламент Франции принял закон, запрещающий применение технологии гидравлического разрыва геологических пластов на территории страны. В октябре 2013 года Конституционный совет Франции в решении по иску американской фирмы Schuepbach Energy LLC постановил, что закон о запрете применения технологии гидроразрыва пласта от 13 июля 2011 года не противоречит конституции страны.
Применение гидравлического разрыва пласта при разведке природного газа из сланцевых пород было запрещено парламентом Болгарии в январе 2012 года.
В сентябре 2013 года правительство Нидерландов ввело временный запрет на применение технологии гидроразрыва пласта для добычи газа. В декабре 2014 года правительство Марка Рютте приняло резолюцию о продлении запрета на использование технологии гидроразрыва в Нидерландах до 2016 года.
...

3.3 Экологическая безопасность ГРП
Широкомасштабное применение гидравлического разрыва пласта в течение длительного периода времени (уже более 50 лет) подтверждает экологическую безопасность метода. Работы по проведению гидравлического разрыва пласта проводятся под контролем государственных регулирующих органов и супервайзеров самих нефтяных компаний. Поскольку нефтяные пласты залегают на больших глубинах (1000-3000 метров) влияние процесса на поверхностные и грунтовые воды исключено. Сама конструкция нефтяных скважин с использованием нескольких колонн призвана обеспечить экологическую безопасность процесса нефтедобычи и работ, проводимых в скважинах.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены основные сведения о ГРП: история, проблематика, виды гидравлического разрыва пласта, трещины и их структура; технология гидравлического разрыва пласта: подготовительные работы при ГРП, технология проведения ГРП, оборудование для гидравлического разрыва пласта, материалы для гидравлического разрыва пласта; использование ГРП: использование ГРП в России, запреты на применение гидравлического разрыва и их отмена, экологическая безопасность ГРП.
...