Прогнозирование разработки Анастасиевско-Троицкого месторождения с использованием ГРП
Содержание
Введение…………………………………………………………
1. Геологическая часть…………………………………………………………….7 стр.
1.1. Характеристика земельного участка…………………………………...7 стр.
1.2. Климатические условия участка………………………………………..8 стр.
1.3. Физико-географические и техногенные условия……………………...9 стр.
1.4. Геологическое строение……………………………………………….10 стр.
1.5. Гидрогелогические условия участка………………………………….11 стр.
1.6. Геологические и инженерно-
2. Технологическая часть………………………
2.1. Гидроразрыв пласта, как
средство поддержания
2.2. Сущность метода ГРП……………………………
2.2.1. Проведение гидроразрыва…………………
2.2.2. Средства проведения ГРП…………………………………….17 стр.
2.2.3. Необходимые параметры для проведения ГРП……………..18 стр.
2.3. Технология и техника проведения ГРП………………………………21 стр.
2.4. Обвязка и оборудование при ГРП…………………………………….24 стр.
2.5. Оборудование, используемое при ГРП……………………………….27 стр.
2.6. Расчет гидроразрыва пласта…………………………………………...32 стр.
Заключение……………………………………………………
Список литературы…………………………………
Введение
Разработка газовых
Под системой разработки газовых месторождений понимают размещение на площади газоносности и структуре необходимого числа эксплуатационных наблюдательных и пьезометрических скважин и соблюдением порядка ввода их в эксплуатацию и поддержанием допустимых технологических режимов эксплуатации скважин. Добываемый природный газ на поверхности подвергается промысловой обработке. Для этого применяется соответствующая система обустройства промысла. Система разработки газовых месторождений и обустройство промысла должны обеспечить заданный уровень добычи газа и целевых компонентов с оптимальными технико-экономическими показателями и коэффициентом газоотдачи при соблюдении условий охраны недр и окружающей среды (если месторождение содержит несколько залежей, то задаваемый уровень добычи газа из каждой находится в результате решения задачи оптимального распределения отбора газа по отдельным залежам данного месторождения, отбор газа из которого определяется на основании оптимизации уровней добычи по месторождениям рассматриваемой газоносной провинции).
Разработки газовых
Главной целью данной работы является рассмотрение прогнозирование применения гидравлического разрыва пласта на Анастасиевско-Троицком месторождении.
Геологическая часть
1.1 Характеристика земельного участка
. В административном отношении участок проектируемого строительства расположен на территории Краснодарского края, Крымского района, на территории Анастасиевско-Троицкого нефтегазового месторождения, на землях запаса Управления имущественных отношений Крымского района, входит в Северо-Кавказско-Мангышлакскую нефтегазоносную провинцию. Это месторождение открыто в 1953 году, а разрабатывается с 1954 года.
Ближайшие населённые пункты: ст. Анастасиевская в 8 км к северу от объекта и ст. Троицкая в 12 км к востоку. Районные центры – города Крымск и Славянск-на-Кубани – расположены в 21 км к югу и 17 км к северо-востоку от проектируемого объекта.
В районе строительства проложена густая сеть автодорог с твёрдым покрытием, которые примыкают к автодороге Крымск – Славянск-на-Кубани и автодороге Славянск-на-Кубани – Темрюк.
Ближайшие железнодорожные
станции, имеющие погрузочно-
1.2 Климатические условия участка
Проектируемый объект расположен в западной части Краснодарского края. По климатическому районированию для строительства относится к району III Б. Материалы наблюдений приведены по метеостанциям (МС) Славянск-на-Кубани, расчётные значения приведены по данным МС Краснодар.
Климат района умеренно-континентальный с мягкой зимой, сухим жарким летом, тёплой осенью.
Зима начинается во второй половине декабря и продолжается в течение двух месяцев. Зима неустойчивая. Наиболее холодный месяц – январь, наименьшие срочные значения температуры по МС Славянск-на-Кубани характерны для февраля (минус 33 °С). Длительность безморозного периода – 194 дня. Снежный покров бывает ежегодно, но отличается неустойчивостью. Первое появление снега отмечается в первой декаде декабря, сход – в первой декаде марта. Высота снежного покрова достигает в среднем 18 см на защищённой местности. Число дней со снежным покровом достигает 39.
Лето жаркое, сухое, иногда с сильными ливнями. Максимальная температура самого жаркого месяца (июля) – плюс 41 °С.
Наиболее часто повторяются
ветры северо-восточного и восточного
направлений. В летний период восточные
ветры стихают, и одинаково часто
повторяются ветры западных румбов.
Среднегодовая скорость ветра –
3,4 м/сек. Среднее число дней за год
с сильным ветром (более 15 м/сек) по
МС Славянск-на-Кубани – 19. Наибольшее
число дней за год с сильным
ветром по МС Славянск-на-Кубани – 41. Распределение
осадков в течение года довольно
равномерное с некоторым
1.3 Физико-географические и техногенные условия
В геоморфологическом отношении участок месторождения приурочен к левобережной пойме р. Кубань. Поверхность поймы представляет собой аккумулятивную, плоскую низменную равнину. Уклоны поверхности незначительны.
В тектоническом отношении район строительства относится к Западно-Кубанскому прогибу и расположен в пределах Славянско-Рязанской мегантиклинали.
Участок под строительство
расположен на территории Анастасиевско-Троицкого
месторождения нефти и газа. Абсолютные
отметки поверхности земли
Район строительства несёт высокую техногенную нагрузку. Основными техногенными формами рельефа здесь являются сети подземных и наземных коммуникаций, нефтяные и газовые скважины, промысловые дороги, каналы.
Гидрографическая сеть района представлена реками Кубань, Протока, Адагум, Афипским коллектором и внутренними водоёмами. Имеется развитая сеть оросительных и сбросных каналов.
Естественный рельеф района
представляет собой плоскую, почти
идеальную равнину, сложенную речными
наносами. Абсолютные отметки поверхности
едва заметно уменьшаются в
Естественная растительность района представлена вербой, тополями вдоль реки Кубани, камышом, кугой и рогозом вдоль каналов и ериков, имеется терновник, акация и ежевика.
1.4 Геологическое строение
Месторождение приурочено к брахиантиклинали в пределах Анастасиевско-Краснодарской антиклинальной зоны. Складка осложнена двумя сводовыми поднятиями. Установлены 10 залежей в плиоцене и миоцене на глубине 750-1770 м. Горизонты I, Ia, II, III содержат газ, IV - нефть с газовой шапкой, V, VI, VIa, VII - нефть. Основной продуктивный горизонт IV с эффективной толщей до 50 м. Газонефтяной контакт 1502 м., а водонефтяной 1521-1532 м. Высота газовой шапки 100 м. Коллекторы поровые ( пески и песчаники); пористость 20-30 %, проницаемость 900 мД. Начальное пластовое давление соответствует гидростатическому, температура 38-66°С. Cостав газа (%): CH4 - 91- 98; C2H6 + высшие - 3,5-0,80; CO2 - 5,0-0,2; N2 - до 1,3. Hефть содержит S до 0,3%, парафина до 3%. Плотность нефти 830-908 кг/м3. Эксплуатируются 900 скважин. Центр добычи - пос. гор. т. Ахтырский. Начальный дебит нефти в скважинах 14-45 т/сут.
Геологическое строение рассматриваемого участка, до изученной глубины 15,0 м, представлено следующими геолого-генетическими комплексами:
- комплексом нерасчленённых голоценовых и верхнеплейстоценовых аллювиальных отложений;
- комплексом голоценовых делювиально-аллювиальных отложений;
- комплексом современных почв;
- комплексом современных техногенных грунтов.
Разрез отличается разнообразием
литологического состава
1.5 Гидрогеологические условия участка
На рассматриваемой территории, на глубине 2 – 4 м вскрыты подземные воды первого водоносного горизонта, и на глубине 8 – 10 м вскрыты подземные воды второго от поверхности водоносного горизонта. На момент изысканий (март 2009 г.) уровень подземных вод зафиксирован на глубине 1 – 4 метра. Водовмещающими являются практически все выделенные разности грунтов (глины, суглинки и пески). Питание подземных вод осуществляется за счёт поверхностных вод и атмосферных осадков. Разгрузка происходит в нижележащие горизонты. Естественный режим подземных вод нарушенный. Установившийся уровень их характеризуется непостоянством и зависит от климатического и техногенного факторов. В зимне-осенний период из-за высокого природного уровня подземных вод в условиях равнинного рельефа даже незначительные осадки приводят к водонасыщению кровли грунтовой толщи. А в весенне-летний период, при естественном понижении уровня подземных вод, создаётся искусственный его подъём (заполняются водой оросительные и дренажные системы полей). Воды первого и второго водоносных комплексов обладают тесной гидравлической связью.
1.6 Геологические и инженерно-геологические процессы
Эндогенные процессы. Район работ относится к сейсмически опасным. Проектируемые сооружения, по предполагаемому воздействию на окружающую среду при аварии, можно отнести к объектам нормального уровня ответственности. Район строительства относится к зоне 8 баллов.
Экзогенные процессы. В
процессе хозяйственной деятельности
нарушен естественный сток атмосферных
осадков и режим подземных
вод. Система каналов относится
к подтопляемой и затопляемой
территории. При организации строительства
следует учитывать высокий
Технологическая часть
2.1. Гидравлический разрыв пласта, как средство поддержания продуктивности скважин
Рассмотрим возможность
Промысловая практика показывает, что
производительность скважин после
гидравлического разрыва
Гидравлический разрыв пласта осуществляется
для поддержания продуктивности
скважин так, как показала практика
проведение ГРП выгоднее, чем строительство
новой скважины как с экономической
стороны так и с точки зрения
разработки. Но проведение гидравлического
разрыва требует очень
1. Давших при опробовании слабый приток
2. С высоким пластовым давлением, но с низкой проницаемостью коллектора
3. С загрязненной призабойной зоной
4. С заниженной продуктивностью
5. С высоким газовым фактором(по сравнению с окружающими)
6. Нагнетательных с низкой приёмистостью
7. Нагнетательных для расширения интервала поглощения
Целью проведения гидравлического разрыва является увеличение продуктивности скважин, с воздействием на призабойную зону скважины – изменение свойств пористой среды и жидкости (свойства пористой среды изменяются при гидроразрыве за счет образования системы трещин ).
Допустим, что успех или неуспех гидроразрыва мы связываем с двумя факторами : предшествующим дебитом скважины и толщиной пласта. В действительности эффективность гидроразрыва зависит, конечно, не от двух, а от многих факторов : давления нагнетаемой жидкости, темпа закачки, процента песка в этой жидкости и т.д.
2.2. Сущность метода
ГРП
Гидравлический разрыв пласта на Анастасиевско-Троицком месторождении должен проводится следующим образом: в проницаемый пласт закачивается жидкость при давлении до 100 МПа, под действием которого пласт расщепляется, либо по плоскостям напластования, либо вдоль естественных трещин. Для предупреждения смыкания трещин при снятии давления в них вместе с жидкостью закачивается крупный песок, сохраняющий проницаемость этих трещин, в тысячу раз превышающую проницаемость ненарушенного пласта.
Для предупреждения смыкания образовавшихся
в пласте трещин и сохранения их
в раскрытом состоянии после
снижения давления ниже давления разрыва
в образовавшиеся трещины нагнетают
вместе с жидкостью отсортированный
крупнозернистый кварцевый
Гидравлический разрыв пласта (ГРП)
проводят для образования новых
или раскрытия уже существующих
трещин с целью повышения
Гидравлический разрыв пласта получают в результате закачки жидкости в пласт под высоким давлением. Для предотвращения смыкания после окончания операции и снижения давления до первоначального в них вместе с жидкостью закачивают пористый материал - кварцевый песок, корунд.
Одним из важнейших параметров проведения ГРП является давление гидроразрыва, при котором образуются трещины в породы. В идеальных условиях давление раскрытия рр должно быть меньше горного давления рг, создаваемого толщей вышележащих пород. Однако в реальных условиях может выполняться неравенство рг * рп < рр, что объясняется наличием в пласте глинистых пропластков, обладающих пластичными свойствами. В процессе бурения, когда цикл скважины не обсажен, под действием веса вышележащих пород может произойти выдавливание глины из пласта в скважины и частичное разгружение пласта, расположенного под глинистыми пропластками, что и приводит к снижению давления гидроразрыва.
Таким образом, давление разрыва зависит от предшествующего эксплуатации скважин процесса бурения. Поэтому рассчитать давление разрыва на Анастасиевско-Троицком месторождении нельзя. Однако при сходных технологиях проводки скважин на данной площади можно говорить о среднем давлении разрыва, определяя его по данным гидроразрыва на соседних скважинах.
2.2.1 Проведение гидроразрыва
Гидроразрыв проводят по следующей
технологии. Вначале под большим
давлением закачивают жидкость разрыва.
После разрыва пласта для закрепления
трещин закачивают жидкость с песком.
Обычно и жидкость разрыва, и жидкость-песконоситель
при обработке добывающих скважин
приготавливают на углеводородной основе,
при обработке нагревательных скважин
- на водной. Как правило, для этих
целей используют различные эмульсии,
а также углеводородные жидкости
и водные растворы. Концентрация песка
в жидкости-песконосителе
Механизм гидравлического
Давление разрыва даже в пределах одного пласта непостоянно и может изменяться в широких пределах. Практикой подтверждено, что в большинстве случаев давление разрыва Ppна забое скважины ниже горного давления и составляет (15...25) * Н, кПа (1,5…2,5 кгс/см2).
Здесь Н — глубина скважины в м.
Для малопроницаемых пород это давление может быть достигнуто при закачке маловязких жидкостей разрыва с ограниченными скоростями закачки. Если породы высокопроницаемые, требуется большая скорость нагнетания, а при ограниченной скорости нагнетания необходимо использовать жидкости повышенной вязкости. Наконец, для достижения давления разрыва в случае особо высокой проницаемости пород пласта следует применять еще большие скорости закачки высоковязких жидкостей. Процесс гидравлического разрыва пласта состоит из следующих последовательно проводимых операций:
1) закачка в пласт жидкости
разрыва для образования
2) закачка жидкости-
3) закачка продавочной жидкости для продавливания песка в трещины.
2.2.2 Средства проведения ГРП
Обычно в качестве жидкости разрыва
и жидкости-песконосителя
В качестве углеводородных жидкостей применяют нефть повышенной вязкости, мазут, дизельное топливо или керосин, загущенные нафтеновыми мылами.
К растворам, применяемым в нагнетательных скважинах, относятся: водный раствор сульфит спиртовой барды, растворы соляной кислоты, вода, загущенная различными реагентами, а также загущенные растворы соляной кислоты.
Процесс разрыва в большой степени зависит от физических свойств жидкости разрыва и, в частности, от вязкости, фильтруемости и способности удерживать зерна песка во взвешенном состоянии.
К жидкости разрыва предъявляются
следующие требования. Во-первых, она
должна быть высоковязкой, чтобы не
произошло ее быстрое проникновение
в глубь пласта, иначе повышение
давления вблизи скважины будет недостаточным.
Во-вторых, при наличии в разрезе
скважины нескольких продуктивных пропластков
необходимо обеспечить по возможности
равномерный профиль
2.2.3 Необходимые параметры
для проведения ГРП
Для гидроразрыва на Анастасиевско-Троицком месторождении в скважину должны быть спущены трубы, по которым жидкость будет поступать в пласт. Для предохранения обсадной колонны от больших давлений над разрываемым пластом устанавливают пакер, а для повышения герметичности над ним — гидравлический якорь. Под действием давления поршни якоря раздвигаются и прижимаются к обсадной колонне, предотвращая сдвиг пакера.
При очень низкой вязкости жидкости разрыва для достижения давления разрыва требуется закачка в пласт большого объема жидкости, что связано с необходимостью использовать несколько одновременно работающих насосных агрегатов.
При высокой вязкости жидкости разрыва
для образования трещин необходимы
высокие давления. В зависимости
от проницаемости пород
Жидкость разрыва должна быть слабофильтрующейся и обладать высокой удерживающей способностью в отношении взвешенного в ней песка, что предупреждает возможность оседания его в цилиндрах насоса, элементах обвязки, трубах и на забое скважины.
При этом достигаются сохранение постоянной концентрации песка в жидкости разрыва и хорошие условия для переноса его в глубь трещины. Фильтруемость проверяют на приборе по определению водоотдачи глинистого раствора. Низкой считается фильтруемость менее 10 см3жидкости за 30 мин.
Способность жидкости разрыва удерживать песок во взвешенном состоянии находится в прямой зависимости от вязкости.
Более вязкие жидкости, как, например, мазуты, имеют удовлетворительную вязкость при температуре ниже 20°С; сырые нефти и вода, имеют низкую вязкость, в большинстве случаев хорошо фильтруются, и их не рекомендуется в чистом виде использовать при гидроразрыве пласта.
Повышение вязкости, как и уменьшение
фильтруемости жидкостей, применяемых
при гидроразрыве пластов, достигается
введением в них
Значительной вязкостью и