ОБРАЗОВАНИЕ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

FORMATION OF HYDRAULIC FRACTURING CRACKS

Kirill Chernikov

student, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье описано влияние различных факторов на образование трещин гидроразрыва пласта.

ABSTRACT

This article describes the influence of various factors on the formation of hydraulic fracturing cracks.

Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта, ГРП, тектонические напряжения.

Keywords: hydraulic fracturing, hydraulic fracturing, tectonic stresses.

ГРП (гидравлический разрыв пласта) представляет собой механический метод воздействия на продуктивный пласт. Данный метод применяют как на нагнетательных скважинах, с целью увеличения приемистости скважин, так и на добывающих, с целью увеличения нефтеотдачи.

Для эффективного проведения операции ГРП стоит учитывать такой фактор, как направление трещины в пласте. Это нужно для того, чтобы избежать прорыва трещины в водонесущие горизонты, прогнозирования охвата трещинами пласта следовательно прогнозирования дополнительной добычи от операции, и недопущения, если от самой операции этого не требуется, прорыва трещины в выше и нижележащие продуктивные пласты.

Одним из факторов направления трещины ГРП является направления тектонических напряжений в пласте [2]. Трещина ГРП обычно в нормальных условиях распространяется в направлении максимального тектонического напряжения пород. Так на глубинах до 200-300 м происходит образование горизонтальных трещин ГРП, а на глубинах свыше 400 м вертикальные [3]. На переходных глубинах, где напряжения пород равны, направление трещин складываются другими факторами, такими как микротрещины, наличие псевдопластических характеристик пород, разгрузка пластов в интервале скважины, анизотропией и т.д.

Сдерживание трещины по высоте и объему непосредственно зависят от физико-химических свойств породы пласта, тектонических напряжений, прочностных свойств породы и плотностных свойств пропанта [1].

Если трещина ГРП приближается к флюидоупорам продуктивного пласта, а породы, слагающие его, обладают более высокими прочностными свойствами, то в теории рост трещины по вертикали прекращается. Отсюда следует, что рост трещины по высоте, это сложная функция реологии жидкости, объёмной скорости закачки, давления в трещине и оказание сдерживающих свойств флюидоупоров в пласте. Первые три параметра поддаются регулированию в процессе проведения операции ГРП, а последний зависит от механики горной породы.

Прочность обрабатываемого и смежных с ним пластов измеряется коэффициентом интенсивности напряжения, который зависит от геометрии трещины, свойств жидкости разрыва, объемной скорости закачки и давления обработки при гидроразрыве пласта. Этот показатель определяет распространение трещины в вертикальном и горизонтальном направлениях. Коэффициент интенсивности напряжения снижается, когда трещина достигает высокопластичного или малопроницаемого пласта. Если отсутствуют барьеры (плотные глины), ограничивающие распространение трещины по вертикали, то возможно образование неограниченной трещины, имеющей радиальную форму.

Одним из наиболее важных факторов ограничения трещины по вертикали является сопротивление течению в узких зонах у верхнего и нижнего краев трещины. Расклинивающий агент с высокой концентрацией отлагается в узких зонах в верхней и нижней частях трещины и снижает проводимость и проницаемость этих участков. Жидкость, которая течет в широком центральном канале, может не проникать ни в верхний, ни в нижний забитые расклинивающим материалом узкие края трещины. Это способствует формированию верхнего и нижнего барьеров, которые исключат дальнейшее развитие трещины в вертикальном направлении.

Таким образом, вышеуказанные факторы ограничивают вертикальное развитие трещины. Для получения высокопроводимых трещин желаемой длины в пласте гидроразрыва необходимо поддерживать правильный и дозированный расход жидкости. Объем последней, продолжительность операции ГРП также поддаются математическому контролю.

Список литературы:

1. Бобрицкий Н.В., Юфин В.А. Основы нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1988.
2. Сбор и подготовка нефти и газа: Учебник. / Земенков Ю.Д., Маркова Л.М., Прохоров А.Д., Дудин С.М. – Москва: Издательство «Академия», 2009 – 177 с.