Давление разрыва

(аналогично обосновывается максимальное забойное давление нагнетательных скважин)

1. В невозмущенном горном массиве напряженное состояние горных пород характеризуется следующими напряжениями:

- вертикальным σ_z = Р_г, определяемым весом вышележащих горных пород

σ_z = P_г = ρ_п g H , (1)

- горизонтальным σ_х= σ_у =Р_гг

σ_х= σ_у =Р_гг=λ ρ_п g H , (2)

где ρ_п – плотность вышележащих горных пород,

Н – глубина залегания горизонта, для которого рассчитываются напряжения,

λ – коэффициент бокового распора, определяемый по формуле академика А.Н. Динника:

, (3)

ν – коэффициент Пуассона горной породы, зависящий от продольных и поперечных ее деформаций.

Для песчаников и известняков ν = 0,2 ÷ 0,3; для упругих пород коэффициент Пуассона изменяется в пределах 0,25 ÷ 0,43. Для пластичных горных пород (глина, глинистые сланцы, каменная соль) коэффициент Пуассона стремиться к 0,5, вследствие чего λ --- 1.

Давление разрыва Р_р является трудно рассчитываемой величиной, но принципиально оно может соотноситься с горным давлением Р_г следующим образом:

Р_р < > P_г .

В общем случае давление разрыва зависит от следующих основных факторов:

- горного давления Р_г,

- проницаемости ПЗС и наличия в ней микротрещин,

- прочности и упругих свойств горной породы,

- структуры порового пространства,

- свойств жидкости разрыва,

- геологического строения объекта,

- технологии проведения ГРП и др.

Разрыв осуществляют так называемой жидкостью разрыва, а заполнение образовавшихся или расширившихся трещин закрепляющим материалом с жидкостью-носителем.

4. Эффект от ГРП связан со следующими факторами:

- снижение фильтрационных сопротивлений в ПЗ скважины;

- увеличение области, дренируемой скважиной;

- приобщение к выработке слабодренируемых зон и пропластков.

5. Технологии ГРП различаются объемами закачки технологических жидкостей и проппантов.

5.1 Локальный гидроразрыв как управление продуктивностью.

Длина трещины – 10 -20 м; десятки метров кубических жидкости и единицы тонн проппанта. Дебит скважины увеличивается в 2 -3 раза.

5.2 ГРП с протяженными трещинами (40 -60 м). Объемы закачки увеличиваются на порядок. Возможно вовлечение в разработку дополнительных запасов нефти – увеличение коэффициента охвата, снижение обводненности.

5.3 Селективный гидроразрыв - для вовлечения в разработку и повышения продуктивности низкопроницаемых слоев.

5.4 Массированный ГРП – трещины протяженностью до 1000 м (тысячи кубометров жидкостей, тысячи тонн пропанта).