Высокопроницаемый грп в ряду конкурирующих технологий

Гравийный фильтр

Термин «гравийный фильтр» или «гравийная набивка» относится к размещению гравия (фактически, тщательного подобранного и отсортированного по размеру песка) между пластом и скважиной для фильтрации (задержания) частиц коллектора, которые мигрируют через пористую среду. А «фильтр» или «сетчатый фильтр» используется для удержания на месте гравийной набивки. Этот способ воспрепятствовать попаданию тонких фракций в скважину неизбежно вызывает накопление этих тонких фракций в призабойной зоне и последующее уменьшение проницаемости гравийного фильтра (т.е., это вызывает повреждение скважины).

Прогрессирующее ухудшение проницаемости гравийного фильтра (увеличение скин-эффекта) приводит, в свою очередь, к снижению дебита. Увеличение депрессии на пласт для противодействия падению добычи может привести к ускоренному разжижению (деконсолидации) на уровне порового пространства и к дополнительному выносу песка.

Для демонстрации этого положения можно воспользоваться любой зависимостью для индекса продуктивности (напр., выражением для нефти в стационарном режиме):

(5-1)

Приняв k = 50 мД, h = 100 фут (30.48 м), B = 1.1 баррель при пластовых условиях на баррель при ст. усл., m = 0.75 сП и , индексы продуктивности для идеальной (неповрежденной), относительно поврежденной (напр., s = 10), и типичной скважины с гравийным фильтром (напр., s = 30) будут соответственно равны 5, 2.3 и 1.1 ст.барр/сут./psi (11.7, 5.4 и 1.1 ст.м³/сут/атм). Для депрессии в 1000 psi (68 атм) эти индексы продуктивности дали бы дебиты 5000, 2300 и 1100 ст.барр./сут (795, 366 и 175 м³/сут.). Ясно видно, что разница в дебитах между идеальными скважинами и скважинами с гравийными фильтрами может быть существенной и очень нежелательной.

Теперь на минуту рассмотрим использование высокопроницаемого гидроразрыва при том же сценарии. Эта технология сочетает преимущества расклиненной трещины гидроразрыва — она обходит призабойную поврежденную зону пласта, а также гравийного фильтра — обеспечивает эффективную борьбу с выносом песка. На рис. 5 дано классическое представление (ср. рис. 3-6) эквивалентного скин-эффекта [Cinco and Samaniego, 1978], выраженного через безразмерную проводимость трещины, , и полудлину трещины, .

Из рис. 5-1 можно видеть, что даже для гидравлической трещины с проводимостью меньше оптимальной (напр., C_fD = 0.5) и малой длиной (напр., x_f = 50 фут = 15 м) скин-эффект, s_f, (опять использовав r_w = 0.328 фут = 0.1 м) был бы равен –3.

Отрицательный скин-эффект, равный –3, будучи подставлен в уравнение 5-1, дает индекс продуктивности в 7.7 ст.барр/сут./psi (18.0 ст.м³/сут./атм), более чем 50-процентное увеличение против индекса продуктивности идеальной скважины и 7-кратное увеличение против поврежденной скважины с гравийным фильтром. Даже при поврежденной трещине (например, с повреждением за счет фильтрационной утечки, как описано в [Mathur et al., 1995]) и скин-эффекте, равном –1, индекс продуктивности составил бы 5.6 ст.барр/сут./psi (13.1 ст.м³/сут./атм) — пятикратное увеличение против поврежденной скважины с гравийным фильтром.

РИС. 5-1. Псевдоскин-фактор для вертикальной скважины, пересеченной трещиной с конечной проводимостью.

Этот расчет поднимает простой вопрос, о котором, однако, часто забывают. Малые отрицательные значения скина значительно сильнее влияют на работу скважины, чем сравнимые (по абсолютной величине) значения положительного скина. Более того, в приведенном выше примере расчета пятикратное возрастание индекса продуктивности предполагает, что такое же возрастание дебита было бы получено при неизменной депрессии на пласт. При столь же возможном сценарии можно было бы сохранить неизменным дебит, но уменьшить депрессию до одной пятой ее исходной величины. Можно представить себе любые комбинации между этими двумя предельными случаями.

Таким образом, выгода от применения высокопроницаемого гидроразрыва бесспорна — не просто увеличение дебита, но и средство борьбы с нежелательными явлениями, зависящими от депрессии на пласт.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: