Выбор концентрации проппанта

Кроме того, пропускная способность трещины зависит не только от типа и размера используемого проппанта, но и от его концентрации. Концентрация проппанта (фунт/фут²) зависит от его распределения в трещине жидкостью разрыва. Другими словами проппант распределяется в трещине определенным образом. Это распределение проппанта определяет его концентрацию в закрытой трещине. Чем больше концентрация проппанта, тем шире будет закрепленная трещина.

 

Концентрация проппанта в трещине рассчитывается с помощью различных моделей трещин. Лабораторные исследования показали, что для обеспечения достаточной пропускной способности в условиях закрытия трещины необходима эффективная концентрация проппанта в 1,0 фунт/фут² (или выше). Оптимальная концентрация проппанта в трещине значительно зависит от типа горных пород и цели ГРП. Например, 1,0 фунт/фут² может быть достаточным для твердых низкопроницаемых пород, а концентрации проппанта в 5,0 – 6,0 фунтов/фут² или выше необходимы для применения технологии Frac & Pack в высокодебитных скважинах. (Концентрация использованного для исследований проппанта составляет 2,0 фунта/фут² - рис.30).

 

Проводимость

трещины (w*k_f)                 

10000

 

8000                                                                                

                                                                                                               

6000                                                                                            20/40 HSP

                                                                               20/40 ISP    

4000

                                           20/40 песок

2000

 

                   2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 10000

                                                           Давление закрытия, psi

 

Рис.30. Сравненительная характеристика типов проппанта

 

Для реальной операции ГРП разрабатывается план работ, в котором указывается объем «подушки», график добавления проппанта (фунт/галлон), объем продавочной жидкости. Добавление проппанта обычно начинается с концентрации 1,0 – 2,0 фунта на галлон и увеличивается с шагом 1,0 фунт/галлон до максимальной концентрации (в соответствии с планом работ). На сегодняшний день, благодаря новым достижениям в технологиях производства оборудования, возможно производить увеличение концентрации проппанта как с определенным шагом, так и мгновенно. Скачкообразный график добавления проппанта может быть применим в областях, где часто происходит преждевременное экранирование трещины. Очень важно производить наблюдения за изменением давления при достижении перфорационных отверстий каждой порции проппанта. Скачкообразный график добавления проппанта часто используется в областях, где имеется достаточный опыт проведения обычных ГРП и применения технологии Frac & Pack, при которых концентрация проппанта может быть значительно увеличена для инициирования концевого экранирования трещины (TSO).

 

Как было сказано, количество добавляемого проппанта влияет на его распределение в трещине. Поэтому для успешного проведения операции важно равномерное добавление проппанта в жидкость разрыва для обеспечения однородного раствора для каждой проппантной стадии закачки. Максимальная концентрация проппанта варьируется в интервале от 8,0 до 10,0 фунтов/галлон для обыкновенных ГРП и от 14,0 до 16,0 фунтов/галлон для ГРП в высокопроницаемых пластах.