Многостадийный гидроразрыв пласта (краткий обзор технологий)

Технология многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП) является способом разработки месторождений углеводородов в плотных породах, именно таким методом возможна добыча нефти и газа из слабопроницаемых заглинизированных коллекторов. Его особенность заключается в том, что он проводится цикл за циклом, в отличие от обычного ГРП.

Существует ряд проблем, которые возникают при проведении МГРП:

– возможно поступление в скважину не только нефти, но и пластовых вод (например, при нарушении герметичности прилегающего коллектора с водой), что приводит к скачку уровня обводнённости скважины;

• –    утечка жидкости для ГРП из скважины в почву могут привести к загрязнению грунтовых вод химическими веществами;

• –    большие сроки проведения МГРП.

Для того чтобы найти решения данных проблем, рассмотрим технологии применяемые нефтесервисными компаниями.

На сегодняшний день компания Trican Well Service предлагает широкий спектр технологий многостадийного закачивания горизонтальных скважин с применением ГРП. Так оборудование BPS (Burst Port System) предназначено для установки в составе систем МГРП как в открытых, так и в цементированных стволах. Оно способно спускаться в скважину в качестве гидромуфты для инициации ГРП, а также для проведения обработки по технологии «plug and perf». Помимо своих, уже ставших традиционными технологиями, компания Trican Well Service предлагает системы, способные активировать муфты с функцией многократного открытия/закрытия, сконструированных специально для операций МГРП в горизонтальных скважинах. Одной из такой систем является «i-Can». Данная технология позволит проводить повторные операции ГРП или перекрывать отдельный интервал в случае обводнения. «i-Can» также обеспечивает дополнительную гибкость посредством колтюбинга с использованием пакера или без него.

В феврале 2014 года компания Trican Well Service провела операцию 27-стадийного ГРП на скважине с установленной системой закачивания типоразмером 114 мм со сдвижными многоразовы- ми муфтами i-Can, активируемыми при помощи колтюбинга. Все стадии были завершены в течение 24 часов.

Далеко не все технологии закачивания учитывают долгосрочные результаты добычи, а также последствия незапланированных событий, примером может быть выпадение пропланта в ПЗП или застрявшая пробка. Для этого компания Halliburton тщательно изучает коллекторы и механику горных пород.

В конце 2005 года компанией Halliburton была успешно применена технология CobraMax H, для ГРП на месторождении Доусон Крик (DawsonCreek). Всего было проведено 5 ГРП на горизонтальной скважине, с интервалом в 200 м между соседними трещинами, с суммарной закачкой 600 тонн проппанта. На выполнение работ ушло 5 дней, а уровень добычи газа составил 160000 м3/сут. При дальнейшем анализе выполненных работ выяснилось, что на обработку одной скважины требуется три забойных инструмента HydraJet™, а на каждую замену – 8 часов. Чтобы сократить время Halliburton разработала новую технологию CobraMax H, которая обладает высокой устойчивостью к эрозии и может выдержать все работы на скважине без замены забойных инструментов.

В 2007 году компания внедрила модернизированный забойный инструмент усовершенствованной конструкции – HydraJet™ TS, новый состав для ГРП и более эффективные методы работы. В ходе реализации проекта в горизонтальном стволе было создано шесть трещин, в которые было размещено 690 тонн проппанта. Потребовался всего один забойный инструмент Hydra-Jet™ TS, а обработка была завершена всего за 50 часов. Сочетание оптимизации схемы обработки и ее осуществления, повышение эффективности работы и замена жидкости для гидроразрыва на новую, разработанную компанией Halliburton, позволило заказчику сократить затраты на строительство скважины на 43%.

Известная компания «Schlumberger» создала систему StageFRAC, позволяющую охватывать процесс ГРП лишь одной операцией.

StageFRAC – технология ступенчатого гидроразрыва пластов. Она позволяет эффективно и рационально оказывать воздействие на каждую скважину. Также она проводит многостадийные ГРП в необсаженном стволе скважины за одну операцию. Пакеры спускают в необсаженный ствол в эксплуатационной колонне и разделяют продуктивный пласт на интервалы гидравлическими муфтами, которые располагаются между каждым комплектом пакеров. Когда происходит закачка, муфты последовательно открываются сбрасыванием шаров и отсекают нижерасположенные интервалы после проведения в них ГРП. Технология StageFRAC обеспечивает в ходе операции многостадийного ГРП точное размещение пачек проппанта, охватывая всю зону интенсификации. Кроме того, система обеспечивает упрощенное заканчивание скважины: для изоляции продуктивного интервала не требуется цементировать и перфорировать хвостовик, а также устанавливать цементные мосты, не требуется чрезмерная промывка обработки пласта для вызова притока, а также не требуется проводить внутрискважинные работы после окончания работ по интенсификации. В итоге, весь участок ствола скважины охватывается ГРП в процессе одной закачки, что существенно уменьшает сроки проведения работ от нескольких суток иногда до нескольких часов. Первая скважина была закончена с применением технологии StageFRAC в июне 2002 г. С тех пор технология была применена для заканчивания более чем 2750 ступеней общей протяженностью более чем 381 км необсаженного ствола и более 90,7 кг проппанта было закачено через системы StageFRAC.

Таким образом, все выше рассмотренные методы и системы позволяют сократить затраты на строительство скважины, уменьшить сроки проведения работ, значительно увеличивают дебит каждой скважины и предотвращают загрязнение грунтовых вод. Технологии были применены в различных пластах по всему миру и доказали свою эффективность.