Обзор существующих технологий проведения гидравлического разрыва пласта

Проведение первого в мире ГРП приписывается компании Halliburton, выполнившей его в США в 1949 году. В качестве жидкости разрыва в тот момент использовалась техническая вода, в качестве расклинивающего агента — речной песок. Позже проводились ГРП и в СССР, разработчиками теоретической основы явились советские учёные С.А. Христианович, Ю.П. Желтов (1953 год), также оказавшими значительное влияние на развитие ГРП в мире [1]. Они описали математическую модель вертикальной трещины, дали теоретическое обоснование данному методу. Их формулы до сих пор используются в расчетах проектирования трещины гидроразрыва. Первые ГРП были проведены на нагнетательных скважинах без закрепления трещин с целью увеличения их приемистости. В последствии ГРП стали применять на добывающих скважинах, в качестве расклинивающего материала применять речной песок. Результаты проведенных гидроразрывов оказались ниже расчетных параметров и это негативно сказалось на развитии данного метода в России.

Современные достижения в области проведения ГРП обусловлены многообразием геологических условий залежей углеводородов, что приводит к необходимости адаптации технологий ГРП к конкретным задачам. Надо отметить, что к решению тех или иных задач каждая сервисная компания подходит по-своему, придерживаясь основных концепций.

Для интенсификации объекта разработки могут использоваться различные по объему закачки ГРП.

• 1.    Локальные ГРП с объемом закачки до 3-5 тонн проппанта. Данный вид ГРП направлен в основном на устранение скин-эффекта. Применяется в высокопроницаемых коллекторах или в залежах, где есть ограничения по геометрическим размерам трещины.

• 2.    Глубокопроникающий разрыв с объемом закачки до 100 тонн проппанта. Используется в коллекторах со средней и высокой проницаемостью.

• 3.    Массированный ГРП с объемом закачки более 100 тонн проппанта. Используется в коллекторах с проницаемостью менее 1 мД.

Гидроразрыв пласта оказывает сильное стимулирующее действие на режим работы окружающих скважин, доля окружающих скважин в величине получаемой дополнительной добычи нефти превышает 30% [2]. Стимулирующее действие возрастает с ростом расчлененности пласта, в застойных или ослабленных дренированием зонах. В сильно неоднородных по связности и низкопроницаемых коллекторах приближение ГРП к нагнетанию дает положительный результат.

Прогнозированию дебитов нефти и газа, которые могут быть получены при создании трещин различной длины и проводимости [3], посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей. Большой вклад в решение этой проблемы внесли Г.И. Баренблатт, Ю.Е. Батурин, Ю.П. Желтов, A.Г. Загуренко, Р.Р. Ибатуллнн, Р.Д. Каневская, Р.Я. Кучумов, А.Г. Копытов, B.Д. Лысенко, И.Т. Мищенко, А.А. Поздняков, А.В. Стрекалов, И.Н. Стрижов, A.П. Телков, Р.Е. Теслюк, С.А. Христианович, Р.Т. Фазлыев, К.М. Федоров, Cinco-Ley Н, Gringarten А.С., Rarney H.J., и др. Разработаны программы, учитывающие гидроразрыв пласта при проектировании разработки, например, «ТехСхема» в ОАО «СургутНИПИнефть», «Delphor» в ПАО «ЛУКОЙЛ», «Hydra'Sym» в ТюмГНГУ.

В работах Кучумова Р.Я. представлены результаты множества исследований по прогнозированию показателей эффективности ГРП на месторождениях ОАО «Славнефть – Мегионнефтегаз». Выявлены факторы, которые определяют эффективность технологии ГРП и могут быть использованы при подборе скважин для проведения ГРП и диагностировании эффективности этого метода. Им предложен метод потенциальных функций для подбора скважин и диагностирования эффективности проведения ГРП применение, которого обеспечило точность 75%.

В работах Некрасова В.И., Глебова А.В., Шир-газина Р.Г., Вахрушева B.В., Апасова Р.Т. исследовались методы многомерного статистического анализа данных, применяемых при прогнозировании показателей эффективности ГРП: метод-средних и канонических корреляций.

В ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» разработан метод «data mining», основанный на определении набора исходных параметров, которые условно разбиты на следующие группы: геологическое строение и фильтрационно-емкостные свойства; продуктивность скважин; текущее энергетическое состояние пласта; состояние запасов; состояние системы разработки; технология ГРП.

В ПАО «ЛУКОЙЛ» разработана методика прогноза эффективности ГРП в виде информационноаналитической системы Delphor, состоящей в выявлении и интегрировании всех возможных зависимостей между параметрами, описывающими состояние скважины и ее окрестности до ГРП и его эффективностью, определяемой дебитом нефти и обводненностью. Зависимости устанавливаются и интегрируются с помощью искусственных нейронных сетей. При этом скважины, по которым они определяются, должны быть сравнимыми, то есть характеризоваться векторами параметров одной длины. Применение системы Delphor позволило повысить прогнозные показатели на 15-20%.