Пенно-кислотный ГРП с проппантом – оптимальный выбор для ТРИЗ в карбонатных отложениях

Выбор жидкости является ключевым с точки зрения решаемой с помощью ГРП задачи воздействия на пласт с учетом его характеристик. На карбонатных залежах «Башнефти» при химических методах воздействия на пласт производственные подразделения используют в основном соляную кислоту (солянокислотная обработка). Она же входит и в состав жидкостей кислотного гидроразрыва (КГРП), активно применяемого сегодня «Башнефтью».

ГРП, в том числе кислотный ГРП, с 2010 года постепенно смещает прочие методы стимуляции притока в структуре проводимых геолого-технических мероприятий (ГТМ) на промыслах компании.

Более того, специалисты «Башнефти» упорно ведут поиски наиболее эффективной технологии кислотного ГРП с целью получения наибольших притоков в карбонатных пластах (известняках и доломитах) месторождений компании, особенно учитывая, что более половины ее остаточных запасов приходится на трудноизвлекаемые. Последние эксперименты с пенно-проппантными кислотными ГРП показывают их высокую эффективность.

Кислотный гидроразрыв

При проведении КГРП, где в качестве жидкости разрыва используется соляная кислота, с помощью кислоты и высокого давления создается сеть трещин и каверн.

Проппант, как правило, не закачивается вследствие высоких утечек и рисков получения преждевременного окончания работ, т.е. получения «Стоп». Кислота используется для протравки каналов в горной породе. Из-за большого объема утечки и быстрой реакции кислоты с породой получить длинные протравленные каналы достаточно сложно.

За последние пять лет проведено более 450 КГРП (рис. 1). При этом были испытаны различные технологии проведения КГРП (рис. 2) [1].

ris-1Однако кислотные ГРП оказались недостаточно эффективны для залежей смешанного типа. И опробование различных технологий для увеличения стимулированного объема пласта (использование «сшитого» боратного геля, обратной эмульсии повышенной вязкости в качестве отклонителя потока) не давало необходимого результата.

В связи с этим была сформирована задача обоснования и выбора оптимальных технологий ГРП для конкретных геолого-физических условий.

ris-2Физические основы

В настоящее время имеется несколько разновидностей ГРП в карбонатных объектах. Анализ мирового опыта показал, что при определенных условиях существует возможность успешного закрепления созданных трещин карбонатного коллектора проппантом. В работе [3] был выведен метод расчета механических параметров горных пород по минералогии. Понимание минералогии важно для оптимизации работы по стимуляции коллектора с уникальными свойствами.

Метод основан на оценке коэффициента хрупкости пород с учетом соотношения коэффициента Пуассона и модуля Юнга. Эти два параметра объединяются для того, чтобы отразить способность горных пород разрушаться при нагрузке (коэффициент Пуассона) и поддерживать разрыв (модуль Юнга). Данный метод отличается от других основанных на минералогии методов определения хрупкости, которые базируются главным образом на исследовании керна.

Преимущества использования петрофизической интерпретации по сравнению с исследованием керна заключаются в том, что обычно в границах слоев горных пород проводят акустический каротаж, а не отбор керна из интервалов, подвергаемых ГРП.

Из данной концепции следует, что применение проппанта при ГРП предпочтительно в менее хрупких породах. Анализ данных акустического каротажа с использованием данного метода показал практическую возможность применения КГРП с проппантом в карбонатных объектах месторождений, расположенных в северной части региона деятельности компании [1].

КГРП с закрепленным проппантом

Проведение кислотных ГРП с закреплением проппантом представляет собой чередующуюся закачку кислотных пакетов на основе 15% или 18% соляной кислоты с закачкой сшитых гелей в качестве буфера и проппантных пачек при давлениях выше давления разрыва пласта. Испытанная в Башкирии данная технология позволяет получать начальные дебиты, выше чем на кислотных ГРП, а также при этом размещение проппанта в горной породе позволяет создать искусственный канал притока, что существенно увеличивает продолжительность эффекта от ГРП. (рис.3)

ris-3В результате, если в начале прошлого года более 80% проведенных ГРП были проппантными с использованием геля на водной основе, и еще 20% – кислотные, то в начале этого уже 70% операций гидроразрыва приходится на кислотные ГРП с закреплением проппантом, и только 30% на другие варианты. Причем технология кислотно-проппантного ГРП успешно применяется как на наклонно-направленных скважинах, так и на горизонтальных скважинах с системой заканчивания, позволяющей проводить многостадийный ГРП.

Пенно-проппантный кислотный ГРП

Опыт показал, что эффективность применения технологии кислотного ГРП с закреплением проппантом снижается на пластах, чувствительных к воздействию воды, в том числе с пониженным пластовым давлением.

Для оптимизации технологии было предложено в качестве опытно-промышленной работы проведение пенно-проппантный кислотных ГРП. Пена использовалась в качестве основной жидкости-песконосителя, что позволило эффективно сократить общий объем закачиваемой жидкости, обеспечить лучший контроль фильтрации и ускорить запуск скважины. Пенный ГРП наносит меньшие повреждения пласту и проппантовой пачке, таким образом, улучшая производительность скважины.

В марте были проведены первые работы по пенно-кислотному ГРП с закреплением проппантом на скважинах месторождений ООО «Башнефть-Добыча». Эффективность от проведенных пенно-кислотных ГРП составила 22 т/сут. при плане 17,1 т/сут.

Положительные результаты пилотных проектов дают компании возможность использовать полученный опыт на других активах. Технология пенно-азотного ГРП с закачкой проппанта и кислоты дала позитивный результат, но у нее есть свои преимущества и недостатки, поэтому мы продолжим испытания на скважинах, чтобы сделать вывод об ее эффективности.

Плюсы и минусы

Среди преимуществ применения пенно-проппантных КГРП можно выделить следующие:

  • Пониженное содержание остатков полимера в трещине;
  • Большая эффективная протяженность трещины;
  • Более эффективная очистка скважины после ГРП;
  • Более быстрое освоение и вывод скважин на режим;
  • Повышенная проводимость трещины;
  • Совместимость азота с другими флюидами;
  • Снижение доли воды в рабочей жидкости уменьшает негативные эффекты, связанные с миграцией мелкозернистых частиц или с разбуханием глинистых минералов в пласте;
  • Хорошие фильтрационные свойства жидкости;
  • Пена выступает как потокоотклонитель (отклонение достигается за счет образования и поддержания стабильной пены в более высокопроницаемых интервалах в течение всей обработки).

Но, как и любой метод, пено-проппантный КГРП обладает и недостатками:

  • Необходимость в дополнительном оборудовании (азотная установка);
  • Повышенное давление обработки из-за меньшего гидростатического давления;
  • Более высокие потери на трении из-за двухфазного потока;
  • Ограничение в использовании высоких концентраций проппанта;
  • Использование сжатого газа сопряжено с повышенным риском при закачке и отработке скважины — бригады требуют дополнительного обучения;
  • Обеспечение/контроль качества пены на месте производства работ невозможны (только загеленная жидкость);
  • Более высокая стоимость.

Литература:

  1. Внедрение новых технологий гидроразрыва пласта на карбонатных объектах месторождений ПАО АНК «Башнефть», С.Е. Здольник, Ю.В. Некипелов, М.А. Гапонов (ПАО АНК «Башнефть») // 07’2016 Нефтяное хозяйство, стр. 92-95.
  2. Economides M.J., Nolte K.G. Reservoir Stimulation. – USA, NewYork: J. Wiley and Sons, 2000. – 862 p.
  3. Rickman R., Mullen M., A practical use of shale petrophysics for stimulation design optimization: All shale plays are not clones of the Barnett Shale, SPE 115258-MS, 2008.

Поделиться:

Обсудим? Оставить комментарий:

Email не будет опубликован. Обязательные для заполнения поля помечены *