Розділ 4

Механічні методи

Ефективні в твердих породах, коли створення додаткових тріщин в ПЗС дозволяє прилучити до процесу фільтрації нові віддалені частини пласта. До цього виду впливу відноситься ГРП.

Гідравлічний розрив пласта

Суть методу полягає в нагнітанні в проникний пласт рідини при високому тиску (до 100 Мпа), під дією якого пласт розщеплюється, або по площинах нашарування, або уздовж природних тріщин. Для попередження змикання тріщин при знятті тиску в них разом з рідиною закачується крупний пісок (проппант), що зберігає проникність тріщин, в тисячі разів перевищує проникність непорушеного пласта. На пласт у вертикальному напрямку діє сила, рівна вазі вищерозміщених порід. Щільність гірських осадових порід зазвичай приймається рівною 2300 кг/м3.

Тиск гірських порід буде дорівнювати: , де ρ _п - густина гірських порід, g – прискорення вільного падіння, Н – висота вищезалягаючих порід

За мільйони років існування осадових порід внутрішнє напруження породи за всіма напрямками стало однаковим і рівним гірському. Для розшарування пласта, тобто для утворення в пласті горизонтальної тріщини, необхідно всередині пористого простору створити тиск Рр, що перевищує гірський на величину опору гірських порід на розрив(σ _z), так як треба подолати сили зчеплення частинок породи:

При ГРП виникають тиски, що перевищують допустимі для обсадних колон, тому попередньо в свердловину спускають НКТ, здатні витримати цей тиск.

Вище покрівлі пласта або пропластків, в якому намічається провести розрив, встановлюють пакер. За спущеним НКТ нагнітається спочатку рідина розриву в обсягах, щоб отримати на вибої тиск, достатній для розриву пласта. У момент розриву на поверхні відзначається різке збільшення витрати рідини (поглинаючої спроможності свердловини) при тому ж тиску на гирлі свердловини або різке зменшення тиску на гирлі при тій же витраті. Більш об'єктивним показником, що характеризує момент ГРП, є коефіцієнт поглинаючої спроможності(k_п), який різко зростає при ГРП: , де Q – витрата нагнітаємої рідини, P_c - тиск на вибої свердловини(1).

Схема 4.1 Схема дії ГРП (6)

Основним недоліком даного методу є: по-перше його висока ціна, яка робить нерентабельним використання цього методу у більшості родовищ, по-друге потребується велика кількість рідини, яка потім стає непридатної для споживання и має суттєвий вплив на екологію.