Влияние размерности проппанта на эффективность гидравлического разрыва пласта в условиях разработки высоковязких нефтей карбонатных коллекторов
Юго-Востока Республики Татарстан

Исламов А.И., Юнусов И.М., Новиков М.Г., Тахаутдинов Р.Ш., Исаев А.А.


ООО УК «Шешмаойл»

В данной работе рассматривается анализ влияния размерности проппанта на эффективность проппантного гидравлического разрыва пласта (ПГРП) при разработке месторождений высоковязкой нефти карбонатных коллекторов башкирского яруса каменноугольной системы юго-востока Республики Татарстан. В статье представлены геолого-физические характеристики продуктивных пластов и свойства нефти Аделяковского месторождения. Проанализированы параметры проведения ПГРП по скважинам с успешными процессами разрыва, а также представлены дизайны для сравнительного анализа эффективности работ. Результаты исследований свидетельствуют о прямой зависимости эффективности ПГРП с увеличением размерности проппанта в условиях выработки карбонатных коллекторов с высоковязкой нефтью, и возможностью проведения работ по схожим по геологическому строению месторождениям восточного борта Мелекесской впадины и западного склона Южно-Татарского свода.

Введение

В настоящее время ухудшение структуры трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) приводит к тому что, термины разработка карбонатных коллекторов нефти и гидроразрыв пласта приобретают все большую соотносимость и сродство между собой. Перевод месторождений из зоны/условий «легкой нефти» из-за высокой выработки объектов, где эффективно работают стандартные технологии повышения нефтеотдачи пластов, в зону/условия «тяжелой нефти» где классические геолого-технологические мероприятия (ГТМ) имеют низкую эффективность, вынуждает операторов месторождений нефти идти на проведение более смелых, но и вместе с тем же более рискованных мероприятий. В данном случае применение ПГРП проводится не только для интенсификации притока путём увеличения площади фильтрации зоны притока, но и для изменения структуры коллектора с дальнейшим учётом естественной, техногенной трещиноватостей, в перспективе —
в целом геомеханической модели. Здесь, при проведении процесса разрыва, т.е. при создании техногенной магистральной трещины и активации естественных трещин, определяющими факторами будут дизайн ПГРП, в том числе, размерность и соотношение расклинивающего материала — проппанта. Если на начальных этапах, в том числе опытно-промысловых работах
по проведению ПГРП в карбонатных отложениях, специальных требований к жидкости разрыва
и проппантам не устанавливалось и рецептуры жидкостей разрыва были аналогичны применяемым для терригенных коллекторов девона Республики Татарстан [1], то на сегодняшний день ситуация поменялась в сторону целевого проведения процесса, в зависимости от задачи
и ожидаемых результатов мероприятий [2].
В данной работе будет проанализировано Аделяковское нефтяное месторождение юго-востока Республики Татарстан (рис. 1).
Рис. 1. Обзорная схема Аделяковского месторождения
Аделяковское месторождение по геологическому строению относится к сложным, запасы нефти месторождения являются трудноизвлекаемыми, характеризуются высоко- и сверхвязкими высокосернистыми нефтями. Проблемами при добыче таких нефтей являются: преждевременный прорыв законтурной воды, низкая эффективность гидродинамических методов и классических методов повышения нефтеотдачи пластов (ПНП) [3, 4].
Кроме того, характерной особенностью разработки месторождений является быстрое образование воронки депрессии, что неминуемо ведет к падению дебитов скважин, аномально низким забойным давлениям. Поэтому больше внимания уделяется сочетанию применения известных эффективных, рентабельных технологий для воздействия на пласт и призабойную зону пласта (ПЗП), и поиску новых перспективных технологий [5].
Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов и свойства нефти башкирского яруса Аделяковского месторождения представлены в таблице 1.
Табл. 1. Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов башкирского яруса Аделяковского месторождения
Принимая во внимание карбонатную составляющую коллекторов, которая по физическим характеристикам является более мягкой чем кварцевая и полевошпатовая [6],
необходимо учитывать более распространенные в данных условиях процессы вдавливания зерен проппанта с последующим уменьшением ширины и проводимости закрепленной трещины, дополнительным осложняющим фактором здесь будет и повышенная вязкость пластовой нефти. Вопросы по выбору параметров технологических жидкостей и определению параметров горных пород имеют высокую актуальность при производстве ПГРП в карбонатных коллекторах, повышенная вязкость нефти усложняет данную задачу, с передачей нерешенных вопросов также
на стадию освоения скважины после проведения геолого-технических мероприятий (ГТМ)
и в дальнейшем при эксплуатации объекта.
Изучая предыдущий опыт производства ПГРП в карбонатных коллекторах, в качестве первоначального опыта, по башкирскому ярусу среднего карбона Аделяковского месторождения были проведены процессы на 9 скважинах, на четырех скважинах после разрыва получена вода (в т. ч. на 1 скважине получен «Стоп»), остальные 5 скважин были технологически успешными и экономически эффективными:
• 2 скв: № 8656, 8660 проппантные ГРП. Средний расход проппанта 12 тонн.
• 3 скв: № 8611, 8646, 8649 ГРП с кварцевым песком. Средний расход 14 тонн.
Основные параметры процессов представлены в таблице 2.
Табл. 2. Параметры по успешным скважинам с ГРП
Анализируя таблицу 2 по пяти успешным ПГРП по Аделяковскому месторождению, можно судить, что разрывы производились в мощных карбонатных пачках залежей массивного строения, минимальная мощность пласта составляла не менее 25 м нефтенасыщенной толщины. Объёмы закачанной жидкости, масса проппанта свидетельствуют об экстремально высоких концентрациях и крупном фракционном составе расклинивающего агента [3]. Необходимо отметить, что в мировой практике процессы разрыва производятся на месторождениях с низкой вязкостью и на газовых месторождениях. В нашем случае соотношение проппанта с уходом от минимальной размерности проппанта (30/60 меш) по сложным карбонатным коллекторам свидетельствует о принятии
во внимание вязкости пластового флюида при производстве разрыва, которая ранее
не учитывалась в основных методах проектирования и анализа разработки нефтяных залежей
с применением ПГРП и данный параметр использовался по минимуму или не использовался
вовсе [7].
Более подробно особенности проектирования процессов рассмотрим на профилях трещин после сведения эффективного давления (рис. 2).
Рис. 2. Профиль трещины по скважинам:
а — № 8611; б — № 8649; в — № 8656

Проведенное сравнение дизайнов трещин показывает, что основные параметры в первом приближении совпадают, но в данном случае не стоит ожидать абсолютного совпадения по причине различных показателей проведения самих процессов, а также применяемых расклинивающих материалов при этом. Средняя масса расклинивающих материалов на один процесс разрыва по карбонатным коллекторам месторождений добывающих активов управляющей компании «Шешмаойл» представлена на рисунке 3 и составляет 9,8 т, при этом доля крупной фракции (12/18 и 10 меш) составляет 51 % от общей массы.
Рис. 3. Распределение расклинивающих материалов на один процесс разрыва
Данные факторы в совокупности вносят свои коррективы на ожидаемые результаты, но при этом позволяют определять их с долей приемлемой погрешности [8]. Опираясь на опыт и результаты интерпретации гидродинамических исследований скважин (ГДИС) карбонатных коллекторов, необходимо отметить, что не во всех скважинах с карбонатными коллекторами как в пластово-сводовых, так и в массивных залежах, по которым заведомо принят режим двойной пористости,
не диагностирован режим ни двойной пористости, ни двойной проницаемости. Однако, анализ ГДИС с ранее проведенными ПГРП по карбонатным коллекторам массивных залежей башкирского яруса демонстрирует высокую сходимость по результатам определения скин-фактора диагностирования режима притока. На всех скважинах с ПГРП диагностирована модель трещины ограниченной проводимости с билинейным режимом притока в скважину [9, 10]. В дальнейшем следует опираться на данные по фактической эксплуатации скважин после проведения ПГРП
и вывода их на стабильный режим работы [11]. Динамика работы групп скважин башкирского объекта Аделяковского месторождения после ГРП I квартала 2015 г. представлена на рисунке 4.
Рис. 4. Динамика работы групп скважин башкирского объекта Аделяковского месторождения
Исламов А.И., Юнусов И.М., Новиков М.Г., Тахаутдинов Р.Ш., Исаев А.А.

ООО УК «Шешмаойл», Альметьвск, Россия

alexei.islamov@yandex.ru
Выполнена аналитическая работа по определению эффективности от проведения опытных ГРП
на 5 скважинах. Обобщен опыт по технологии проппантного гидравлического пласта на месторождениях высоковязких нефтей с карбонатными коллекторами.
гидравлический разрыв пласта, проппант, карбонатные коллектора, гидродинамические исследования скважин, трудноизвлекаемые запасы
Исламов А.И., Юнусов И.М., Новиков М.Г., Тахаутдинов Р.Ш., Исаев А.А. Влияние размерности проппанта на эффективность гидравлического разрыва пласта в условиях разработки высоковязких нефтей карбонатных коллекторов Юго-Востока Республики Татарстан // Экспозиция Нефть Газ. 2025. № 3. C. 52–56. DOI: 10.24412/2076-6785-2025-3-52-56
15.05.2025
УДК 622.276.65
DOI: 10.24412/2076-6785-2025-3-52-56

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88