Альянс Сервис, ООО (Альянс Сервис)

Баженовская свита имеет сложное строение и высокую литологическую изменчивость как по вертикали, так и по латерали. Низкие фильтрационно-емкостные свойства (проницаемость, как правило, составляет от 10-12 до 10-15 мкм2) и расчлененность пород-коллекторов значительно ограничивают перечень возможных технологий для освоения скважин на данном объекте. Одной из широко применяемых технологий является гидроразрыв пласта (ГРП). С учетом постепенного истощения запасов традиционных резервуаров Западной Сибири и большого объема потенциально извлекаемых геологических запасов баженовской свиты интерес к поиску методов эффективной разработки данного объекта не ослабевает.

Многие российские нефтяные компании достигли успехов в данном направлении.

Развитию интереса к применению ГРП при разработке баженовской свиты способствовал успех зарубежных специалистов при добыче нефти из «сланцевых» залежей с помощью гибридных технологий ГРП. Согласно данным работ добыча нефти в США августе 2022 г. составила около 11,9 млн баррелей/сут. Для сравнения – за весь период разработки баженовской свиты, по разным оценкам, добыто от 11,0 до 13,3 млн т нефти.

При этом необходимо иметь в виду, что прямой перенос зарубежного опыта – высокоскоростных ГРП (более 16 м3/мин) для раскрытия естественной пластовой трещиноватости на низковязких жидкостях – на баженовскую свиту недопустим. Отложения бажена имеют ряд отличительных геологических особенностей, в том числе отсутствие экранирующих пород выше и ниже объекта, распределение пород-коллекторов по нескольким пачкам и меньшая суммарная толщина пород-коллекторов (в то время как для зарубежных «сланцев» характерна, как правило, массивная структура коллектора).

Кроме того, при проведении операций ГРП на баженовской свите не зафиксировано развития множественной сети трещин. Аналогичные результаты получены в серии исследований в скважинах месторождения Eagle Ford, параметры которого наиболее близки к особенностям баженовской свиты. По результатам закачки наблюдается низкая скорость фильтрации жидкости ГРП в пласт. Ввиду этих особенностей перенос зарубежных технологий проведения ГРП возможен исключительно путем их адаптации к условиям баженовской свиты, без использования подхода «как есть».

Подбор технологии проведения ГРП.

В рамках опытно-промышленных работ по применению технологии многостадийного ГРП для баженовской свиты изначально планировались к проведению операции с большим объемом линейного геля по четырем концептуальным дизайнам. Моделирование плановых дизайнов выполнялось в ПК «РН-ГРИД». Результаты моделирования показали значительный рост полудлины трещины по сравнению со стандартными дизайнами ГРП на высоковязких жидкостях, связанный с увеличением объема закачки и доли низковязкой жидкости, а также уменьшение раскрытия трещины.

 

К апробации предлагались следующие дизайны.

• Дизайн 1. Замена сшитого геля на буферной стадии линейным гелем, что позволит ограничить рост трещины в высоту.

• Дизайн 2. Увеличение объема низковязкой жидкости за счет прокачки слаговых пачек перед закачкой проппанта на сшитом геле для снижения рисков образования несвязанных участков трещины.

• Дизайн 3 отличается от дизайна 2 постепенным увеличением массы и концентрации проппанта в слаговых пачках, закачиваемых на линейном геле, а также последующей закачкой проппанта на сшитом геле.

• Дизайн 4 основан на технологии гибридного ГРП с использованием низковязкой жидкости для создания длинной трещины и предполагает закачку только слаговых

пачек на линейном геле для заполнения трещины за счет образования дюн.

Апробация технологий ГРП проводилась в горизонтальных скв. Х Мало-Балыкского месторождения и скв. Y Приобского месторождения. На скв. Y опробованы дизайны 1 и 2, на скв. X – дизайны 3 и 4. После проведения многостадийных гидроразрывов пласта (МГРП) выполнены калибровка геомеханических моделей и адаптация дизайнов ГРП к фактическим данным обработки. Калибровка показала, что в полученных трещинах присутствуют несвязанные участки, в скв. Х проппант оседает ниже интервала перфорации, в скв. Y полудлина трещины в продуктивном интервале – менее 70 м. Начальный дебит нефти скв. Х после ГРП составил 1 у.ед. (плановый – 2 у.ед.), скв. Y – 2,3 у.ед. (плановый – 3 у.ед.).

В процессе анализа причин недостижения плановых дебитов скв. X и Y выделены следующие факторы, обусловившие низкую эффективность проведенных многостадийных ГРП:

– закачка большого количества жидкости при малой концентрации проппанта, что потенциально приводит к таким осложнениям, как смыкание трещин ГРП из-за низкой концентрации проппанта на единицу площади;

– формирование слабо связанных участков трещин (в том числе вдоль ее длины);

– возможная потеря вертикальной связности (разрушение и вдавливание проппанта в стенки трещины) из-за наличия плотных перемычек карбонатных слоев;

– низкая остаточная проводимость трещины.

 

В результате анализа сделан вывод о необходимости подбора и разработки новой технологии ГРП с учетом полученного опыта.

Модифицированная технология проведения ГРП.

По результатам проведенных работ на двух скважинах внесены корректировки в дизайны последующих ГРП.

Новая технология получила рабочее название Rosneft Hybrid Heavy Slug Frac (RHHSF). Она позволяет создать связные, плотно упакованные трещины увеличенной полудлины, а также сократить время и снизить стоимость операций ГРП за счет уменьшения объема закачиваемой жидкости.

Технология апробирована на горизонтальной скв. Z Приобского месторождения. Начальный дебит нефти скважины после ГРП составил 4,3 у.ед. (плановый – 2 у.ед.), что свидетельствует о перспективности данного дизайна и целесообразности его широкого внедрения.

Все три горизонтальные скважины пробурены в схожих геологических условиях, сравнение параметров трещин ГРП в рассмотренных скважинах позволяет сделать вывод, что в скв. Z сформирована связная трещина (вдоль всей длины и высоты), достигнута высокая концентрация проппанта на различных участках трещины.

 

Выводы

1. Опыт применения изначально запланированных дизайнов ГРП, сформированных на основе модификации зарубежных подходов, показал необходимость разработки собственных технологий ГРП, учитывающих особенности баженовской свиты.

2. ПАО «НК «Роснефть» разработана и успешно испытана новая технология МГРП, позволившая получить прирост дебита нефти относительно планового.

3. Предложенный подход позволяет обеспечить создание достаточно длинной трещины ГРП с увеличением ее проводимости, сохранением охвата продуктивного пласта по вертикали и устойчивой связью трещины со стволом скважины. Одновременно обеспечиваются оптимизация объема закачиваемой жидкости и сокращение времени проведения ГРП почти в 2 раза.