Оборудование для грп

Хотя этот фактор часто недооценивают, оборудование для ГРП является исходной точкой для успешного контроля качества и выполнения работ.

Оборудование для стимуляции скважин претерпело огромные изменения со времен первых коммерческих гидроразрывов, выполненных в 1949 г. Тогда эта операция включала ручное замешивание пяти мешков песка 20 меш в 20 баррелях (3.2 м³) жидкости (концентрация проппанта 0.6 фунт/галлон = 72 кг/м³). Эту смесь закачивали в скважину при помощи триплексного насоса мощностью 300 лошадиных сил, используемого для цементажных работ и солянокислотной обработки.

Хотя работы по ГРП выросли по своей величине и сложности — в современном массовом ГРП может быть задействовано 10 000 мешков песка, а концентрации проппанта могут достигать 10 фунт/галлон (1200 кг/м³) и выше (рис. 9-1) — со времен того первого ГРП основная конфигурация не изменилась. Проппант и жидкость разрыва подаются в блендер, где они смешиваются и перекачиваются на насосы высокого давления. Затем жидкость разрыва, нагруженная проппантом, закачивается в скважину через манифольд высокого давления.

Оборудование, требуемое для выполнения стимулирующей обработки, включает смесительное оборудование, оборудование для подачи проппанта, а также насосное и контрольно-измерительное оборудование.

Смесительное оборудование используется для подготовки жидкости разрыва, комбинирования в заданной пропорции жидких и сухих химических добавок к жидкости разрыва. Жидкости разрыва либо смешиваются порционно до проведения обработки (и хранятся в емкостях ГРП, пока они не потребуются), либо смешиваются непрерывно в процессе обработки. Для непрерывного смешивания базовая жидкость подготавливается в предварительном смесителе, который соединяет жидкий концентрат геля с водой затворения и обеспечивает достаточное время гидратации, чтобы базовый гель мог набрать требуемую вязкость. Гидратированный гель затем перекачивается из гидратационной емкости в блендер, где в рабочую жидкость вводятся необходимые добавки и проппант.

РИС. 9-1. Современная операция по массовому гидроразрыву пласта.

Качество процесса смешивания теперь почти всегда контролируется компьютером. В компьютер вводятся заданные контрольные точки для концентрации смеси, и концентрация поддерживается автоматически, независимо от расхода жидкости. Технологические параметры блендера, такие как уровень жидкости в баке, скорость перемешивания и давления, также находятся под автоматическим управлением, что сводит к минимуму возможные ошибки оператора.

Проппанты хранятся на месте работ, перемещаются и подаются в смеситель с использованием нескольких методов. Проппант, расфасованный в мешки, можно перегружать вручную или подавать при помощи самосвалов / бортовых автомобилей и пневматических систем. Всевозрастающие количества проппанта привели к необходимости использовать полевые бункеры-хранилища. В конце концов, когда объем проппанта становится больше емкости полевого бункера-хранилища, то вокруг скважины размещают несколько бункеров, связанных собирающим транспортером, который подает проппант в блендер. Учитывая расстояния, на которые приходится подавать проппант от самого дальнего бункера до смесителя, пришлось к бункерам-хранилищам и доставляющим транспортерам добавлять автоматическую систему управления, чтобы обеспечить бесперебойную подачу проппанта.

На смену насосу номинальной мощностью 300 лошадиных сил, который использовался в 1949 г., сегодня пришли насосы мощностью 2000 лошадиных сил и более, отбираемой с одного вала. Требования по давлениям также выросли с 2000 psi (140.6 атм) до давлений более 20 000 psi (1406 атм) (в некоторых экстраординарных случаях). Передачи теперь можно переключать на полном ходу. Компьютер синхронизирует обороты двигателя с переключением передач, так что подача насоса до и после переключения передач остается постоянной. Насосное оборудование с компьютерным управлением также позволяет автоматически контролировать давление и/или темп закачки.

Мониторинг стимулирующих обработок также претерпел значительный прогресс — от манометров, секундомеров и бумажных самописцев десятилетия назад к полному компьютерному контролю и управлению. Сегодня во время проведения ГРП можно контролировать и регистрировать более тысячи отдельных параметров. Контроль параметров жидкостей обработки является наиболее существенным элементом контроля качества. Параметры, контролируемые и регистрируемые во время проведения ГРП, включают, но не ограничиваются давлениями, температурами, расходами жидкости и концентрациями добавок, pH и вязкостью. Любые или все эти параметры могут быть визуализированы во время проведения работ, причем во многих случаях их значения могут в реальном времени пересчитываться на скважинные условия. Во время проведения обработки также контролируются и регистрируются многие параметры оборудования — время работы, давления, вибрация и так далее. Эта информация используется для диагностики и профилактики проблем с оборудованием, она помогает проводить техническое обслуживание и ремонт оборудования, а также совершенствовать расстановку оборудования и дизайн ГРП при проведении последующих работ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: