Гидравлический разрыв пласта

Одним из способов создания фильтрационных каналов в горном массиве для движения рабочих и продуктивных флюидов является гидравлический разрыв, который широко используется в нефтяной и газовой промышленности для повышения дебита добычных скважин, при ПВС для повышения зоны охвата слабопроницаемых серных руд, при ПРС для начальной площади растворения соли, при ПГУ для создания фильтрационных сбоек, при ПВ металлов как для повышения фильтрационных свойств массива, так и для создания кольматационных экранов для рабочих и продуктивных флюидов.
Гидроразрыв представляет собой хрупкое разрушение пород с расширением природных и образованием новых трещин в результате растягивающих или сдвигающих деформаций массива под влиянием давления рабочей жидкости, приложенного к его обнажению — стенке скважины, а далее к берегу растущей трещины, причем избыточный объем жидкости служит гидравлическим клином. С целью удержания трещин гидроразрыва после прекращения закачки от смыкания вместе с жидкостью закачивается твердый материал. Множество факторов определяют условия появления и развития трещин гидроразрыва. Важнейшими из них являются интенсивность и направление действующих в породном массиве сжимающих напряжений. При гидроразрыве трещиноватых пород со слабым сцеплением между структурными блоками тензор напряжений целиком определяет необходимое давление рабочей жидкости, и трещины гидроразрыва развиваются в плоскости, нормальной к действию минимальных сжимающих напряжений. В общем случае конечно, необходимо учитывать и сопротивляемость пород разрыву. Для высокопрочных пород типа гранитов и базальтов это сопротивление вполне сопоставимо с напряжениями, действующими даже на больших глубинах. Другой важной характеристикой породного массива являются коллекторские свойства горных пород, прежде всего, их проницаемость, которая определяет величину рабочей жидкости, ее необходимый расход и продолжительность работы насосных агрегатов.
Теоретические основы механики гидроразрыва в СССР разработаны акад. С. А. Христиановичем, его сотрудниками и учениками главным образом на основе приложения к этой сложной задаче методов механики сплошной среды.
Наиболее широкое применение гидроразрыв получил при разработке нефтегазоносных пластов как способ повышения проницаемости коллекторов для увеличения дебита добычных скважин и повышения нефтеотдачи при разработке нефтяных месторождений с заводнением. По недавним публикациям только в США за последние 30 лет проведено более 800 тыс. гидроразрывов. Это охватывает до 40% фонда скважин и дало прирост добычи около 1 млрд. т. Таким образом, по добыче нефти и газа накоплен огромный опыт, создано необходимое оборудование, освоено несколько различных технологических схем его осуществления.
Технология разрыва сланцевого массива предложена и испытана американской фирмой «Сандиа». Разрыв пласта осуществляется газом с импульсами высокого давления, которые создают систему трещин, пересекающих породные трещины продуктивного горизонта, а не одну трещину, создаваемую гидроразрывом обычно параллельно естественной трещиноватости пласта. По данным журнала «Ойл уик» (№ 5, 1980 г.), проницаемость пород увеличилась в 1800 раз!

---