Гидравлический разрыв пласта (original) (raw)

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТА (а. hydraulic seam fracturing, hydraulic slam rupture; н. Hydrafrac; ф. fracture hydraulique de la соuche; и. fracturacion hidraulica de las capas) — формирование трещин в массивах газо-, нефте-, водонасыщенных и других горных пород, а также полезных ископаемых под действием подаваемой в них под давлением жидкости.

Производят гидравлический разрыв пласта для повышения продуктивности скважин (увеличения дебита или снижения депрессии), их приёмистости при заводнении нефтяных пластов или закачке промышленных стоков, подземной газификации, скважинной добыче серы, соли, подземном выщелачивании полезных ископаемых, для дегазации угольных пластов и др. В однородных (изотропных) по толщине пластах, как правило, создаётся одна трещина значительной длины. На многопластовых или большой толщины залежах, представленных гидродинамически слабосвязанными геологическими формациями, осуществляется поинтервальный гидравлический разрыв пласта. Рабочая жидкость, применяемая для гидравлического разрыва пласта, нагнетается в пласт через лифтовую колонну труб. Если давление разрыва превышает допустимое рабочее давление для эксплуатационной колонны и устьевой запорной арматуры, то последняя меняется на специальную головку для гидравлического разрыва пласта (рис.), на нижнем конце лифтовой колонны труб устанавливается пакер, межтрубное пространство выше него заполняется жидкостью с большой плотностью. Монтируется также циркуляционный клапан, служащий для заполнения жидкостью межтрубного пространства или для её удаления после окончания гидравлического разрыва пласта. Процесс производится при открытой задвижке на затрубном манифольде. В качестве рабочей жидкости гидравлического разрыва пласта применяют техническую пластовую воду, солянокислотные растворы (для карбонатных пород), сырую нефть и др. Наиболее распространены жидкости на водной основе. Для снижения потерь давления (до 75%) в них добавляют высокомолекулярные полимеры. В раскрывшиеся трещины с целью увеличения их проводимости вместе с рабочей жидкостью вводится расклинивающий материал — главным образом кварцевый песок, реже стеклянные и металлические шарики, окатанная скорлупа ореха и другие механические материалы фракции 0,5-1,5 мм.

Для снижения давления разрыва и инициирования трещин на участке пласта, подвергаемом гидравлическому разрыву, производится гидропескоструйная перфорация скважины или дополнительная прострелочная. При поинтервальном гидравлическом разрыве пласта эти операции осуществляют, изолируя обработанный участок пласта с помощью пакера, песчано-глинистой пробки, специальных жидкостей и др.