При кислотном гидравлическом разрыве пласта размеры трещины определяются взаимодействием кислоты с карбонатной породой на поверхности трещины. Параметры трещины, а следовательно, и эффективность ГРП, определяются количеством кислоты и фильтрацией ее через стенки трещины в пласт. Схема трещины ГРП приведена на рисунке 12.
Рис. 12. Схема вертикальной трещины.
Соотношение утечки кислоты из трещины в пористую среду и объема растворенной породы может быть записано в следующем виде:
где m – пористость, доли единицы;
H – высота трещины, м;
b – половина ширины трещины на расстоянии x от ее начала, м;
x – текущее значение длины трещины, м;
β – коэффициент, характеризующий растворяющую способность кислоты;
Qy – расход кислоты через поверхности трещины, м3/с;
t – время фильтрации кислоты в точке, с.
При плоско-параллельном движении объем утечки кислоты из трещины в пласт на элементе длины трещины dx может быть определен из выражения[22]:
гдеK – проницаемость пласта, м2;
µ – вязкость продуктов реакции кислоты с породой, Па·с;
ΔP – перепад давления в зоне, занятой продуктами реакции, Па;
S – расстояние от стенки трещины до контура раздела продуктов реакции и пластового флюида, м.
Растворяющая способность определяется по формуле[23]:
где µCaCO3 , µHCl – молекулярная масса углекислого кальцияи хлористого водорода, кг/моль;
ρк,ρп – плотность кислоты и растворяемой породы, кг/м3;
C – концентрация кислоты, доли единицы.
Соотношение между объемом растворенной породы и объемом пор, занятых продуктами реакции, определяется следующим выражением[24]:
Откуда может быть получена следующая зависимость размера зоны, занятой фильтратом, от ширины трещины:
Совместное решение уравнений (1), (2) и (4) позволяет получить уравнение изменения ширины трещины во времени при фильтрации кислоты через ее стенки
Обозначив правую часть уравнение (5) через a1,запишем:
и после интегрирования получим
Константа C1 находиться из начальных условий при t=0 и b=0, C1=0.
Окончательно имеем
Для установления связи между шириной трещины, временем закачки и темпом закачки кислоты используется уравнение материального баланса между объемом закачанной кислоты с учетом объема кислоты, наполняющей трещину, и объема растворенной породы, характеризующего формирование трещины.
Темп закачки кислоты принимается постоянным:
Обозначив
получим
где Q0 – расход кислоты или темп закачки, м3/с;
T – текущее время закачки или время продвижения фронта кислоты в трещине, с.
Тогда время фильтрации кислоты из трещины в пласт определится как разница времени закачки и текущим временем закачки
Подставляя b из (10) в (8), получим
или
Приняв Т=Тз, а х равным конечной длине трещины, определим постоянную интегрирования:
Тогда решение уравнения запишется в следующем виде:
При х=0; Т=0 получим зависимость длины трещины от времени закачки:
Подставляя в выражение (13) значение времени фильтрации t из (11) и полуширину трещины b из (8), получим распределение полуширины трещины по ее длине
Полученные зависимости (14), (15) позволяют оценить расход кислоты с учетом пористости и проницаемости пласта и растворяющей способности кислоты для получения трещины заданной длины и ширины.[25]
Заключение
В данном реферате была рассмотрена технология кислотного гидравлического разрыва пласта.
Были рассмотрены разновидности и характеристики применяемых жидкостей разрыва. Гели, применяемые в качестве жидкостей разрыва, уже при небольших концентрациях гелеобразующего компонента способны развивать значительную вязкость. При наличии пород, чувствительных к воде, с высоким содержанием глин, следует применять гели на углеводородной основе. Преимуществом использования нефтекислотных эмульсий в качестве жидкости разрыва является возможность достижения высоких значений вязкости при определенных соотношениях внутренней и внешней фаз эмульсии, однако нефтекислотные эмульсии значительно уступают по стабильности гелям.
При реализации кислотного ГРП необходимо уделять внимание коррозии оборудования и осадкообразованию, а также проверять совместимость используемых реагентов с пластовыми флюидами.
Также были показаны зависимости, позволяющие оценить объем кислоты, необходимый для получения трещины заданной длины и ширины при кислотном разрыве пласта.
Список использованной литературы
1) Байков Н.М.,Новые технологии кислотных обработок продуктивных пластов // Нефтяное хозяйство. – 2003. – №3. – С. 114
2) Бронштейн И.Н., Семендяев К.А.,Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. – М: Наука, 1980. – 706 с.
3) Горниковский И.Т. и др., Краткий справочник по химии. – Киев: Наукова думка, 1974. – 990 с.
4) Дерябин В.В., Титов В.И., Гарейшина А.З. и др.,Биополимеры для нефтяной промышленности // (Обзор. информ.) Сер. «Техника и технология добычи и обустройство нефтяных месторождений». – М.: ВНИИОЭНГ, 1990. – 39 с.
5) Ибатуллин Р.Р., Глумов И.Ф., Хисаметдинов М.Р. и др.,Биополимеры – полисахариды для увеличения нефтеотдачи пластов // Нефтяное хозяйство. – 2006 - №3. – С. 46-47
6) Иванов С.И.,Интенсификация притока нефти и газа к скважинам. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. – С.140-142, 146
7) Козак Н.,Микробный полисахарид – ксантан // Полимеры-деньги. – 2006, февраль. - №1 (№15)
8) Магадова Л.А.,Лекция по кислотным обработкам на ФПК. – М.: РГУНГ им. И.М. Губкина, 2012.
9) Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М.,Исследование ксантановых загустителей, применяемых в технологиях кислотного гидравлического разрыва пласта // Технологии нефти и газа. – 2010. – №2. – С. 25-28
10) Магадова Л.А., Силин М.А., Губанов В.Б., Магадов В.Р., Демяненко Н.А.,Солянокислотный разрыв в сочетании с изоляцией водопритоков // SPE 117366. – 2008. –С: 9
11) Магадова Л.А., Силин М.А., Давлетшина Л.Ф. и др., Применение ксантановых загустителей в процессах кислотных обработок карбонатных коллекторов // Время колтюбинга. – 2008. – №3(025). – С. 23-25
12) Магадова Л.А., Силин М.А., Магадов В.Р., Малкин Д.Н., Дьяченко В.С., Исследование углеводородных гелей на основе железных органических ортофосфорных эфиров, применяемых в технологии направленной кислотной обработки карбонатного пласта // Территория нефтегаз. – 2011. – №6. – С: 37
13) Маскет М.,Физические основы технологии добычи нефти. – М.: Гостоптехиздат, 1953. – 606 с.
14) Мирсаетов О.М., Федоров Ю.В.,Получение и применение наноструктурированных нефтекислотных эмульсий для интенсификации добычи нефти // Международный форум по нанотехнологиям: материалы IIМеждунар. Форума по нанотехнологиям (6-8 октября 2009; Москва). – М.: ГК «Роснанотех», 2009. – С: 393-395
15) Низова С.А., Чепикова М.В.,Водорастворимые полимеры. Структура, получение, свойства, применение // Материалы учебного пособия к лекциям. – М.: РГУНГ им. И.М. Губкина, 2011.
16) Орлов Г.А., Кендис М.Ш., Глущенко В.Н.,Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. – М.: Недра, 1991. – С.210
17) Середа Н.Е., Нифантов В.И., Малышев С.В.,Оценка параметров трещины при проведении кислотного ГРП в скважинах, вскрывающих карбонатные пласты // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2005. – №7. – С. 17-19
18) Силин М.А., Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М., Малкин Д.Н., Мишкин А.Г.,Разработка состава, содержащего многофункциональное ПАВ, для кислотного гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах // Технологии нефти и газа. – 2009. – №4. – С. 47-48
19) Силин М.А., Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М.,Исследование ксантановых загустителей, применяемых в технологиях кислотного гидравлического разрыва пласта // Технологии нефти и газа. – 2010. – №2. – С. 25
20) Федоров Ю.В.,Повышение эффективности технологии кислотного гидравлического разрыва пласта // Нефтепром. дело. – 2010. – №11. – С. 39
[1] С илин М.А., Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М., Малкин Д.Н., Мишкин А.Г. Разработка состава, содержащего многофункциональное ПАВ, для кислотного гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах // Технологии нефти и газа. – 2009. – №4. – С. 47
[2] Магадова Л.А., Силин М.А., Давлетшина Л.Ф. и др. Применение ксантановых загустителей в процессах кислотных обработок карбонатных коллекторов // Время колтюбинга. – 2008. – №3(025). – С. 23-25
[3] С илин М.А., Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М. Исследование ксантановых загустителей, применяемых в технологиях кислотного гидравлического разрыва пласта // Технологии нефти и газа. – 2010. – №2. – С. 25
[4] Федоров Ю.В. Повышение эффективности технологии кислотного гидравлического разрыва пласта // Нефтепромысловое дело. – 2010. – №11. – С. 39
[5] Байков Н.М. Новые технологии кислотных обработок продуктивных пластов // Нефтяное хозяйство. – 2003. – №3. – С. 114
[6] Федоров Ю.В. Повышение эффективности технологии кислотного гидравлического разрыва пласта // Нефтепромысловое дело. – 2010. – №1. – С. 39
[7] Козак Н. Микробный полисахарид – ксантан // Полимеры-деньги. – 2006, февраль. - №1 (№15).
[8] Низова С.А., Чепикова М.В. Водорастворимые полимеры. Структура, получение, свойства, применение // Материалы учебного пособия к лекциям. – М.: РГУНГ им. И.М. Губкина, 2011.
[9] Иванов С.И. Интенсификация притока нефти и газа к скважинам. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. – С.140-142
[10] Дерябин В.В., Титов В.И., Гарейшина А.З. и др. Биополимеры для нефтяной промышленности // (Обзор. информ.) Сер. «Техника и технология добычи и обустройство нефтяных месторождений». – М.: ВНИИОЭНГ, 1990. – 39 с.
[11] Козак Н. Микробный полисахарид – ксантан // Полимеры-деньги. – 2006, февраль. - №1 (№15).
[12] Ибатуллин Р.Р., Глумов И.Ф., Хисаметдинов М.Р. и др. Биополимеры – полисахариды для увеличения нефтеотдачи пластов // Нефтяное хозяйство. – 2006 - №3. – С. 46-47
[13] Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М. Исследование ксантановых загустителей, применяемых в технологиях кислотного гидравлического разрыва пласта // Технологии нефти и газа. – 2010. – №2. – С. 25-28
[14] Иванов С.И. Интенсификация притока нефти и газа к скважинам. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. – С. 146
[15] Магадова Л.А. Лекция по кислотным обработкам на ФПК. – М.: РГУНГ им. И.М. Губкина, 2012.
[16] Магадова Л.А., Силин М.А., Магадов В.Р., Малкин Д.Н., Дьяченко В.С., Пономарева В.В. Исследование углеводородных гелей на основе железных органических ортофосфорных эфиров, применяемых в технологии направленной кислотной обработки карбонатного пласта // Территория нефтегаз. – 2011. – №6. – С: 37
[17] Магадова Л.А., Силин М.А., Губанов В.Б., Магадов В.Р., Демяненко Н.А. Солянокислотный разрыв в сочетании с изоляцией водопритоков // SPE 117366. – 2008. –С: 9
[18] Орлов Г.А., Кендис М.Ш., Глущенко В.Н. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. – М.: Недра, 1991. – С.210
[19] Федоров Ю.В. Повышение эффективности технологии кислотного гидравлического разрыва пласта // Нефтепромысловое дело. – 2010. – №1. – С. 39
[20] Мирсаетов О.М., Федоров Ю.В. Получение и применение наноструктурированных нефтекислотных эмульсий для интенсификации добычи нефти // Международный форум по нанотехнологиям: материалы IIМеждунар. Форума по нанотехнологиям (6-8 октября 2009; Москва). – М.: ГК «Роснанотех», 2009. – С: 393-395
[21] С илин М.А., Магадова Л.А., Пономарева В.В., Давлетшина Л.Ф., Мухин М.М., Малкин Д.Н., Мишкин А.Г. Разработка состава, содержащего многофункциональное ПАВ, для кислотного гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах // Технологии нефти и газа. – 2009. – №4. – С. 48
[22] Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти. – М.: Гостоптехиздат, 1953. – 606 с.
[23] Горниковский И.Т. и др. Краткий справочник по химии. – Киев: Наукова думка, 1974. – 990 с.
[24] Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. – М: Наука, 1980. – 706 с.
[25] Середа Н.Е., Нифантов В.И., Малышев С.В. Оценка параметров трещины при проведении кислотного ГРП в скважинах, вскрывающих карбонатные пласты // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2005. – №7. – С. 17-19