Методы интенсификации притока газа. Кислотная обработка скважин, страница 6

для горизонтальной трещины

Q_min.г≥πR_гW_г/10µ                                                                                (7.3.2)

где  Q_min.в, Q_min.г – минимальный расход при закачке соответственно для вертикальной и горизонтальной трещин, л/с; h – толщина пласта, см; W_в ,W_г – ширина вертикальной и горизонтальной трещин, см; µ - динамическая вязкость жидкости, мПа∙с; R_г – радиус горизонтальной трещины, см.

7.3.4. Теоретические основы ГРП.

Механизм образования трещин, их пространственная ориентация определяется напряженным состоянием горных пород в зоне скважины, а также такими физическими свойствами рабочих жидкостей (вязкость, плотность, фильтруемость).

При образовании трещины часть жидкости движется по трещине, увеличивая ее геометрические размеры. Другая часть фильтруется через поверхность трещины и стенки вскрытой части продуктивного пласта, она не участвует в формировании трещины. Количество фильтрующейся жидкости снижается при увеличении вязкости рабочей жидкости.

При создании трещины фильтрующейся жидкостью последняя проникает в зоны с большей проницаемостью, часто между пропластками. В более проницаемых пропластках давление выше, вышележащие породы подвергаются деформации, а на границе пропластков образуются горизонтальные трещины.

При закачке нефильтрующейся жидкости, возникшее напряженное состояние по всей поверхности вскрытой части забоя скважины, приводит к разрыву пласта в вертикальном и близком к вертикальному направлению, а также в зависимости от соотношения с горным давлением возможно образование трещин в горизонтальном направлении.

Теория формирования и распространения трещин разработана С.А.Христиановичем, Т.И.Баренблаттом и Ю.П.Желтовым. Полученные решения пригодны для ориентировочной оценки параметров получаемых трещин в зависимости от технологии проведения ГРП. Основными параметрами трещин являются ширина трещины на забое скважины, радиус или длина трещины.

Для нефильтрующейся жидкости ширина горизонтальной трещины у забоя скважины ω_о равна

                                                                (7.3.3)

где Р_с – давление жидкости на забое скважины; ρ_п – плотность вышележащих пород; H – глубина залегания пласта; Е – модуль упругости пород; n - коэффициент Пуассона.

Следует отметить, что в нетронутом массиве горных пород напряжения по координатным осям σ_z , σ_х , σ_y равны соответственно:

σ_z=ρ_пgH; σ_х=σ_y=λρgH                                                                          (7.3.4)

λ – коэффициент бокового распора, который для упругих пород равен

λ=n/(1-n)                                                                                            (7.3.5)

Для песчаников и известняков n=0,25¸0,4, для глин, каменной соли и др. λ@0,8.

Объем жидкости в трещине V_ж

                                                               (7.3.6)

Изменение забойного давления в процессе проведения ГРП рассчитывается из следующего выражения:

                                     (7.3.7)

где  Q – расход рабочей жидкости; µ - вязкость рабочей жидкости; Р_пл – пластовое давление.

При постоянном расходе Q

V_ж=Q∙t+V₀                                                                                          (7.3.8)

где V₀ – начальный объем жидкости в трещине при t=0, при создании новой трещины V₀=0, тогда можно сказать, что изменение давления Р_с в процессе создания трещины не зависит от расхода Q.

Для нефильтрующейся рабочей жидкости при соблюдении условия ∆Р_с=Р_пл–Р_с<1,35αρ_пgH ширина трещины W_в и ее длина  определяются по следующим зависимостям:

                                                              (7.3.9)

                                                         (7.3.10)

Изменение забойного давления в зависимости от времени процесса закачки находится по формуле:

                           (7.3.11)

V_ж определяется по зависимости (7.3.8).