Гидравлический разрыв пласта - технология проведения, определение эффективности

Содержание

Введение

Глава 1. Геомеханическое обоснование и инженерное обеспечение ГРП в структуре нефтегазового комплекса

1.1. Характеристика напряженного состояния недр и его влияние на геометрию техногенных трещин по данным геофизических исследований

1.2. Роль отечественных научных школ СПГУ и МГУ в изучении свойств коллекторов для проектирования дизайна МГРП

1.3. Требования к качеству рабочих агентов и расклинивающих материалов в соответствии с государственными стандартами РФ

Глава 2. Аналитическое исследование производственного цикла гидравлического разрыва на месторождении

2.1. Современное состояние фондов скважин и анализ причин снижения производительности пластовых систем

2.2. Диагностика технического состояния оборудования для ГРП и оценка рисков нарушения герметичности крепи скважин

2.3. Взаимосвязь между объемом закачки проппанта и кратностью увеличения коэффициента продуктивности

Глава 3. Практическая реализация и верификация результативности технологических решений

3.1. Разработка оптимизированного дизайна ГРП с применением цифровых двойников пласта

3.2. Математическое моделирование притока и расчет экономической эффективности капитальных вложений в ГТМ

3.3. Рекомендации по эксплуатации скважин после ГРП для предотвращения деградации трещины и сохранения приемистости пласта

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Гидравлический разрыв пласта - технология проведения, определение эффективности

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена стратегическим значением технологии гидравлического разрыва пласта (ГРП) для поддержания стабильных объемов добычи углеводородного сырья в условиях истощения традиционных высокопродуктивных месторождений Российской Федерации. По данным Министерства энергетики РФ, более 65% эксплуатационного фонда скважин на территории страны характеризуется низкими фильтрационно-емкостными свойствами коллекторов, что требует применения методов интенсификации притока. Технология ГРП позволяет увеличить дренируемые запасы трудноизвлекаемой нефти, обеспечивая экономическую рентабельность разработки низкопроницаемых пластов и повышая коэффициент извлечения нефти на 8-15%. В современных условиях санкционного давления и необходимости импортозамещения критически важным становится развитие отечественных научно-технических подходов к проектированию операций ГРП с использованием российских материалов и оборудования.

Степень разработанности проблемы в отечественной литературе достаточно высока: фундаментальные исследования геомеханики разрыва горных пород представлены в трудах научных школ Санкт-Петербургского горного университета, МГУ имени М.В. Ломоносова, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Вместе с тем, вопросы оптимизации дизайна многостадийного ГРП в условиях сложнопостроенных карбонатных коллекторов и оценки долгосрочной эффективности операций требуют дальнейшего изучения. Особое внимание необходимо уделить совершенствованию методик прогнозирования геометрии трещин и предотвращения преждевременного выноса проппанта, что определяет продуктивность скважин на протяжении всего жизненного цикла эксплуатации.

Цель курсовой работы – комплексное исследование технологии гидравлического разрыва пласта и разработка методических подходов к определению эффективности её применения на нефтяных месторождениях.

Задачи исследования:

• изучить геомеханические основы формирования трещин ГРП и нормативные требования к материалам;
• проанализировать современное состояние скважинного фонда и технологическое оборудование для проведения операций;
• исследовать взаимосвязь параметров закачки и изменения продуктивности скважин;
• разработать оптимизированный дизайн ГРП с применением математического моделирования;
• сформулировать рекомендации по эксплуатации скважин после проведения гидроразрыва.

Объект исследования – нефтяные скважины Самотлорского месторождения Западной Сибири с низкопроницаемыми коллекторами.

Предмет исследования – технологические процессы проведения гидравлического разрыва пласта и показатели его эффективности.

Методологическая база включает теоретические основы механики горных пород, методы математического моделирования фильтрационных процессов, промысловые исследования скважин, нормативно-техническую документацию Ростехнадзора (ФНП «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности») и отраслевые стандарты.

Научная новизна заключается в систематизации критериев оценки эффективности ГРП применительно к геологическим условиям западносибирских месторождений.

Теоретическая значимость состоит в обобщении современных научных представлений о механизмах разрушения пород при гидроразрыве.

Практическая значимость определяется возможностью использования разработанных рекомендаций при планировании геолого-технических мероприятий на промыслах.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы, отражая последовательное решение поставленных задач.

ГЛАВА 1. ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГРП В СТРУКТУРЕ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

1.1. Характеристика напряженного состояния недр и его влияние на геометрию техногенных трещин по данным геофизических исследований

Напряженное состояние горных пород в нефтегазоносных пластах является определяющим фактором, контролирующим направление распространения трещины гидравлического разрыва и её морфологические характеристики. Согласно фундаментальным исследованиям отечественных геомехаников, в недрах земной коры действует трехосное поле напряжений, включающее вертикальную составляющую, обусловленную весом вышележащих толщ, и две горизонтальные компоненты – максимальную и минимальную, формирующиеся под влиянием тектонических процессов. В условиях западносибирских месторождений, расположенных в пределах платформенных структур с относительно спокойным тектоническим режимом, вертикальное напряжение обычно является промежуточным по величине, что обусловливает формирование вертикальных трещин разрыва, ориентированных перпендикулярно направлению минимального горизонтального напряжения. Данная закономерность подтверждается результатами геофизических исследований скважин, включающих кавернометрию и телевизионное сканирование стенок ствола, которые фиксируют преимущественное развитие естественных трещин и зон обрушения в плоскости, совпадающей с азимутом максимального сжатия [1, c. 34].

Величина минимального горизонтального напряжения, являющаяся давлением раскрытия трещины, определяется по данным минифрак-тестов – предварительных низкообъемных закачек жидкости с регистрацией кривой изменения устьевого давления. Согласно стандартной интерпретации, момент резкого снижения давления после остановки насосов соответствует смыканию берегов трещины и позволяет рассчитать градиент напряжений, который для терригенных коллекторов Западной Сибири обычно составляет 0,016-0,018 МПа/м глубины. Эти значения используются для расчета необходимого давления закачки и подбора характеристик рабочей жидкости, обеспечивающей устойчивое развитие трещины без непредвиденного прорыва в смежные пласты. Особую сложность представляют слоистые коллекторы с чередованием песчаных и глинистых прослоев, где контрастность механических свойств пород создает барьеры для вертикального роста трещины, приводя к её непредсказуемому распространению

…