Испытания на приемистость при ступенчатых подачах

Испытания на приемистость при ступенчатых подачах (по-английски, step-rate test, или SRT), как следует из названия, включают нагнетание чистого геля при нескольких установившихся подачах, начиная с подач, при которых жидкость поглощается матрицей (скелетом) породы, и с нарастанием до подач при давлениях выше давления распространения трещины. В высокопроницаемых пластах этот тест может проводиться при ступенчатых подачах 0.5, 1, 2, 4, 8, 10 и 12 баррелей в минуту (0.08, 0.16, 0.32, 0.64, 1.3, 1.6 и 1.9 м³/мин), а затем при максимально достижимой подаче. Нагнетание поддерживается постоянным на каждой ступени подачи в течение одинакового промежутка времени (как правило, 2 или 3 минуты на каждой ступеньке).

В принципе, это испытание предназначено для определения давления и темпа нагнетания, необходимых для удлинения трещины. Стабилизировавшееся давление (в идеале — забойное давление) на каждой ступеньке в зависимости от темпа нагнетания наносится на график в декартовых координатах. Строятся две прямые, одна через точки, лежащие явно ниже давления удлинения трещины (резкий рост забойного давления с ростом подачи), а вторая — через точки, лежащие явно выше давления удлинения трещины (минимальный рост давления с ростом подачи). Точка пересечения этих двух линий интерпретируется как давление (начала) удлинения трещины. Пунктирные линии на рис. 7-11 иллюстрируют этот классический подход.

Хотя традиционный тест на приемистость при ступенчатых подачах (SRT) является простым в выполнении и недорогим, он может быть неточным. На самом деле, график забойное давление — темп нагнетания в декартовых координатах обычно не имеет форму прямой для радиального потока в скважине без трещины. Простой анализ данных теста на приемистость при ступенчатых подачах с использованием методов обратной суперпозиции показывает, что в отсутствии трещины график давление — темп нагнетания должен иметь выпуклость вверх. Таким образом, отклонение реальных данных от идеального поведения может иметь место при давлении и подаче намного ниже тех, на которые указывает классическая интерпретация при помощи прямых (см. рис. 7-11).

Рис. 7-11. Идеальный тест на приемистость при ступенчатых подачах — радиальное течение без гидроразрыва.

Процедура двойного хода при испытании на ступенчатых подачах, предложенная в [Singh and Agarwal, 1988], в принцип более обоснованна. Однако, имея в виду довольно грубые цели теста на ступенчатых подачах в высокопроницаемом ГРП, обычная процедура и анализ такого теста могут быть вполне достаточными.

Классический тест указывает на несколько моментов:

n Верхний предел для давления смыкания трещины (полезен при анализе данных спада давления при минифраке).

n Поверхностное давление обработки, которое должно поддерживаться в процессе ГРП (или будет ли вообще возможно поддерживать развитие трещины с данной жидкостью).

n Уменьшенные подачи, которые будут гарантировать остановку удлинения трещины и набивку трещины и околоскважинного пространства проппантом (чему будет помогать утечка жидкости).

n Трение в перфорациях и/или приствольной зоне, которое редко представляет проблему в рыхлых породах с большими перфорационными отверстиями и высокой плотностью прострела.

n Затрубное давление, которое можно ожидать, если закачка будет производиться с сервисным устройством в положении циркуляции.

Иногда используют вариант теста на ступенчатых подачах не с нарастанием, а с уменьшением подачи, в частности для определения наличия препятствий в околоскважинной зоне (извилистость или трение в перфорациях). Этот тест производится непосредственно после минифрака или другого этапа нагнетания. Из наблюдения за изменением забойного давления при уменьшении подачи сразу можно заметить околоскважинные препятствия (т.е., постепенные изменения забойного давления при резких ступенчатых изменениях темпа закачки указывают на отсутствие препятствий).

Мини-ГРП (минифраки)

Следом за испытанием на приемистость ступенчатых подачах необходимо выполнить минигидроразрыв (минифрак), чтобы адаптировать высокопроницаемый ГРП к данной конкретной скважине. Это — критический диагностический тест. Анализ минифрака и модификации дизайна ГРП обычно могут быть выполнены на скважине менее чем за час.

Одновременно с ростом числа производимых высокопроницаемых ГРП значительно большее распространение получили испытания на мини-ГРП и особенно использование информации о забойных давлениях. Во всём остальном классическая процедура мини-ГРП и основная информация, получаемая из него, как описано в предыдущих разделах (т.е., определение давления закрытия трещины и объемного коэффициента поглощения) широко применяются в высокопроницаемых ГРП, несмотря на некоторые достаточно очевидные недостатки этого метода.

Выбор давления смыкания (задача сама по себе достаточно трудная и при гидроразрыве в крепких породах) зачастую приходится делать почти наугад, а то и почти невозможно выполнить в высокопроницаемых пластах, обладающих высоким поглощением жидкости. В некоторых случаях продолжительность периода закрытия трещины настолько ограничена (одна минута или того меньше), что сигнал давления маскируется переходными процессами. Во время спада давления часто проявляются различные осложняющие факторы, такие как наклонная скважина, тонкослоистый пласт (что часто встречается в США в морских скважинах Мексиканского залива), несколько давлений закрытия и многие другие. Рыхлость этих пород (т.е., низкий модуль упругости) означает весьма слабо различимый отклик от смыкания трещины на кривых спада давления. Отток жидкости из трещины не используется для акцентирования характеристик смыкания — из-за утечек в пласт, а также из опасения вызвать вынос неконсолидированного песка

Различные авторы предлагают многочисленные новые принципы диагностики и диагностические графики для определения давления смыкания в высокопроницаемых пластах, и, в конечном счете, они когда-нибудь дополнят или заменят стандартный анализ и стандартные графики.

Недостатки классического анализа мини-ГРП становятся более очевидными, при использовании его (как правило) для выбора единственного коэффициента эффективной утечки для ГРП. Как описано выше, в низкопроницаемых пластах этот подход обычно приводит к небольшому завышению утечки жидкости и фактически обеспечивает некоторый коэффициент безопасности для предотвращения преждевременного «стопа». В высокопроницаемых пластах этот классический подход может чрезвычайно сильно занижать мгновенную утечку (допущение о нулевой мгновенной утечке) и завышать суммарную утечку рабочей жидкости. Эта неопределенность в поведении утечки очень затрудняет расчет и выполнение концевого экранирования в контролируемое время. В конечном счете, нужны совершенно новые процедуры, основанные на хорошей теории утечки при высокопроницаемом ГРП (как это вкратце изложено в главе 5). Традиционная практика учета утечки при помощи коэффициента объемной утечки просто недостаточна для этого случая.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: