Гидроразрыв как предпочтительный вид освоения

Данная книга имеет в своей основе честолюбивый замысел сделать кое-что, не сделанное до сих пор должным образом: устранить разрыв между теорией и практикой в том, что является, пожалуй, самым распространенным методом стимуляции / освоения скважин в нефтяной промышленности. И что еще более важно, эта книга занимает новое и доминирующее положение в самом критичном звене в последовательности событий при этом типе стимуляции — определение размера и дизайна ГРП.

Гидроразрыв пласта был впервые применен в конце 1940-х годов для увеличения добычи из малодебитных скважин в Канзасе (рис. 1-1). Вслед за взрывным ростом практического применения этого метода в середине 1950-х и значительным всплеском активности в середине 1980-х годов, массовый гидроразрыв перерос в доминирующий метод освоения, в первую очередь для низкопроницаемых коллекторов в Северной Америке. К 1993 году 40 процентов новых нефтяных скважин и 70 процентов газовых скважин в США обрабатывались гидроразрывом.

С нынешними возросшими возможностями технологии гидроразрыва, а также с появлением технологии гидроразрыва высокопроницаемых пластов, который на профессиональном жаргоне стал называться «фрак-пак» (с некоторыми вариациями), гидроразрыв получил дальнейшее распространение и стал предпочтительным типом освоения для всех типов скважин в Соединенных Штатах, но особенно в газовых скважинах (см. рис. 1-2).

В настоящее время достаточно общепринятым фактом стала громадная польза гидроразрыва в большинстве скважин. Даже вблизи контактов с водой или газом, которые считались «смертью» для ГРП, высокопроницаемый ГРП теперь находит применение, так как он предлагает контролируемое распространение трещины и ограничивает депрессию на пласт [Mullen et al., 1996; Martins et al., 1992]. Быстрый рост числа операций ГРП в высокопроницаемых породах — от нескольких не связанных между собой операций до 1993 г. [Martins et al., 1992; Grubert, 1991; Ayoub et al., 1992] до порядка 300 ГРП в год только в США в 1996 г. [Tiner et al., 1996] был лишь началом того периода, когда высокопроницаемый ГРП становится преобладающим инструментом оптимизации освоения скважин и добычи. В настоящее время он считается одним из самых крупных последних достижений в области нефтедобычи.

Философия этой книги зиждется на первостепенной общности дизайна гидравлической трещины, проницаемость которой превышает проницаемость пласта. Этот подход имеет прочное теоретическое обоснование, которое и будет изложено в этой книге. Отсюда и название этой книги, «Унифицированный дизайн гидроразрыва пласта», который (дизайн) предполагает связь теории и практики, но не только это — процесс унифицированного дизайна относится ко всем нефтегазовым коллекторам, низкопроницаемым и высокопроницаемым, сложенным как твердыми, так и рыхлыми породами. И действительно, он является общим для всех для них.

РИС.1.1. Одна из первых операций ГРП, примерно 1949 г. (Источник: Halliburton.)

Имеется значительный простор для дополнительного роста ГРП в мировой нефтегазовой промышленности, а также в других отраслях. По имеющимся оценкам, в ряде стран гидроразрыв может обеспечить дополнительную добычу из существующих скважин в несколько сотен тысяч баррелей в сутки.

РИС. 1-2. Гидроразрыв пласта как «предпочтительный вид освоения» в нефтяных и газовых скважинах США. (Источник: Schlumberger.)

Этого можно достигнуть, если этот процесс будет восприниматься со всей серьезностью и осуществляться согласованно, поскольку экономический эффект масштаба работ определяет стоимость обработки и, следовательно, экономику в целом.

Имеются два часто встречающихся препятствия на пути значительного применения гидроразрыва пласта:

1. Широко распространенное заблуждение, что этот процесс предназначен только для коллекторов с низкой проницаемостью (напр., менее 1 мД), или же что это последнее средство для интенсификации добычи или нагнетания, к которому следует прибегать только тогда, когда всё другое не дает результатов. Последнее связано с часто неоправданными страхами, что гидроразрыв опасен, что он ускоряет окончательное обводнение скважины, что он увеличивает обводненность продукта или же приводит к появлению перетоков, и так далее. Более серьезная проблема связана с тем, что использование гидроразрыва в качестве последнего, иногда безрассудного, средства несет в себе плохо спланированную стимуляцию, которая может страдать от ряда проблем (таких как неучет наклона скважины или неподходящая перфорация), что, в свою очередь, может почти гарантировать неутешительные результаты. И последняя из проблем в этой связи — это представление о том, что гидроразрыв высокопроницаемых пластов применяется только для таких коллекторов, в которых необходимо бороться с выносом песка. Это явно не так, и в настоящее время гидроразрыв в коллекторах с проницаемостью в несколько сотен миллидарси является повседневной практикой.

2. Иногда инженеры в различных компаниях за пределами Северной Америки могут действительно пробовать проводить ГРП, но эти работы производятся настолько редко, настолько от случая к случаю, что они поневоле становятся дорогими, так что затраты не могут оправдать себя даже при значительном приросте добычи. Гидроразрыв — это крупная операция с очень большим комплектом оборудования, сложная и требующая больших объемов флюидов и проппантов, а также значительных затрат квалифицированного инженерного труда и вспомогательных трудозатрат, с высокими требованиями к организации работ. Затраты на отдельные, не связанные друг с другом работы, скажем, от одной до трех операций в каждые три-шесть месяцев, чрезмерно высоки. А в сочетании с имеющими место время от времени неудачными обработками, такое применением гидроразрыва от случаю к случаю практически обречено на экономический провал и охлаждение всякого желания применять ГРП в дальнейшем.

Практически ни один другой вид работ в нефтегазовой промышленности не различается по стоимости столь разительно между регионами, где он широко распространен и применяется массово — такими как Северная Америка и морские промыслах в Северном море, и в других местах. В Северной Америке гидроразрыв проводится более чем в 60 процентах нефтяных скважин и 85 процентах газовых скважин, и этот процент продолжает расти. Вот, для примера: во время написания данной книги стоимость ГРП с закачкой 100 тонн проппанта в США составляет меньше 100 тыс. долларов. Точно такой же ГРП, с тем же самым оборудованием и проводимый той же самой сервисной компанией, скажем, в Венесуэле или Омане, будет скорее всего стоить не менее 1 миллиона долларов, а может стоить и два миллиона.

В то же время, практически ни одна технология в нефтегазовой промышленности не дает столь же высокой экономической отдачи. Исчисляемый нами мировой прирост добычи объемом от сотен тысяч до миллионов баррелей в сутки исходит из допущения, что процент существующих скважин с проведенным гидроразрывом достигнет такого же процента в США (60%), а прирост добычи из одной скважины составит всего 25% от добычи до ГРП. А последнее положение исходит из весьма скромного допущения, что все существующие скважины будут продолжать давать нефть, а гидроразрыв даст легко достижимое снижение «скина» до величины, равной –2. На деле же возможности получения дополнительной добычи от массовой кампании по гидроразрыву, с адекватным оборудованием и хорошо обученным персоналом, похоже, намного выше.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: