А. Образование горизонтальной трещины.

Если в призабойную зону скважины нагнетать слабо фильтрующуюся (средне фильтрующуюся) жидкость, то фильтрация начинается в наиболее проницаемые области ПЗС, определяемые, как правило, наличием трещин. Фильтрация возможна только при определенном перепаде давлений ΔР_ф, зависящем от ряда факторов:

ΔР_ф = Р_заб – Р_пл .                                                              (4)

В этом случае слабо фильтрующаяся жидкость действует как клин, увеличивая длину и раскрытость горизонтальной трещины. При этом, положительный результат может быть получен только при определенном темпе закачки жидкости разрыва. Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяют по эмпирической зависимости:

,                                                               (5)

где Q_{min г} – минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования горизонтальной трещи

R_т – радиус горизонтальной трещины, м,

  ω₀ – ширина трещины на стенке скважины, м ,

   μ – вязкость жидкости разрыва, мПа с.

Рис. 5.4. Схема горизонтальной и вертикальной трещин

Б. Образование вертикальной (наклонной) трещины

Если используется нефильтрующаяся жидкость разрыва, то по мере повышения давления закачки напряжение в горной породе возрастает. При определенном напряжении, превышающем предел прочности породы на сжатие, порода разрывается. 

По мере роста давления закачки напряжение в горной породе возрастает и происходит ее сжатие. Сжатие происходит до определенного предела, определяемого прочностью на сжатие. После превышения этого предела порода не может сопротивляться увеличивающемуся сжатию и растрескивается. После снятия давления закачки возникают остаточные трещины (трещины разуплотнения), как правило, вертикальной или наклонной ориентации.

Минимальный темп закачки жидкости разрыва рассчитывают по следующей эмпирической зависимости:

,                                                            (6)

где Q_{min в} – минимальная подача насосным агрегатом жидкости разрыва для образования вертикальной трещины, м³/с,

h – толщина пласта, м.

Расчет размеров трещин производится по методикам, предложенным в учебном пособии И.Т. Мищенко «Скважинная добыча нефти» / /

Технология проведения ГРП

              Технология проведения ГРП заключается в совокупности следующих операций:

· Подготовка скважины – исследование на приток или приемистость.

· Промывка скважины – скважина промывается промывочной жидкостью с добавкой в нее определенных химических реагентов.

· Закачка жидкости разрыва.

В качестве жидкостей разрыва можно использовать:

в добывающих скважинах

- дегазированную нефть,

- загущенную нефть, нефтемазутную смесь,

- гидрофобную нефтекислотную эмульсию,

- гидрофобную водонефтяную эмульсию,

- кислотно-керосиновую эмульсию и др.,

в нагнетательных скважинах

- чистую воду,

- водные растворы соляной кислоты,

- загущенную воду (крахмалом, полиакриламидом – ПАА, сульфит-спиртовой бардой – ССБ, карбоксиметилцеллюлозой - КМЦ),

- загущенную соляную кислоту (смесь концентрированной соляной кислоты с ССБ), и др.

·  Закачка жидкости-песконосителя.

Песок или любой другой материал, закачиваемой в трещину, служит наполнителем трещины, являясь по существу каркасом внутри нее и предотвращает смыкание трещины после снятия (снижения) давления. Жидкость-песконоситель выполняет транспортную по отношению к наполнителю функцию.

В качестве жидкостей-песконосителей в добывающих скважинах используются вязкие жидкости или нефти, желательно со структурными свойствами; нефтемазутные смеси; гидрофобные водонефтяные эмульсии; загущенная соляная кислота и др. В нагнетательных скважинах в качестве жидкостей-песконосителей используются растворы ССБ (сульфит-спиртовая барда); загущенная соляная кислота; гидрофильные нефтеводяные эмульсии и др.

- Закачка продавочной жидкости.

Основной целью этой жидкости является продавка жидкости-песконосителя до забоя и задавка ее в трещины. С целью предотвращения образования пробок из наполнителя, как показывает практика, должно соблюдаться следующее условие:

,                                                                                 

где  - скорость движения жидкости-песконосителя в колонне НКТ, м/с,

  μ – вязкость жидкости-песконосителя, мПа с.

    Как правило, в качестве продавочных используются жидкости с минимальной вязкостью. В добывающих скважинах часто используют собственную дегазированную нефть (при необходимости ее разбавляют керосином или соляркой); в нагнетательных скважинах используется вода, как правило, подтоварная.

    В качестве наполнителя трещин могут использоваться:

- кварцевый отсортированный песок с диаметром песчинок 0,5 ÷ 1,2 мм, который имеет плотность около 2600 кг/м³. Так как плотность песка существенно больше плотности жидкости-песконосителя, то песок может оседать, что предопределяет высокие скорости закачки,

- стеклянные шарики,

- зерна агломерированного боксита,

- полимерные шарики,

- специальный наполнитель – проппант.

Основные требования к наполнителю:

- высокая прочность на сдавливание (смятие),

- геометрически правильная шарообразная форма.

Более подробные сведения о рабочих агентах и их свойствах приведены в специальной литературе.