Представьте, что нефть кроется в недрах не в виде подземного озера, а заперта в микроскопических порах плотной горной породы, пропитывая ее. Такие запасы считают трудноизвлекаемыми (ТРИЗ), и чтобы добыть их, необходимо создать каналы для движения нефти к стволу.
Сегодня бо́льшая часть новых нефтяных месторождений России относится к категории трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ). И один из главных инструментов для разработки таких месторождений — технология многостадийного гидравлического разрыва пластов (МГРП).
В этой статье мы расскажем о многостадийном гидроразрыве и поделимся опытом флотов ГРП ФракДжет-Волга.
Просто о сложной технологии
Гидроразрыв пластов (ГРП) — это метод, который создает высокопроницаемые трещины в целевом пласте. Многостадийный ГРП означает, что в одной скважине этот процесс применяют многократно. как правило, технологию применяют в горизонтальных скважинах, чтобы увеличить охват продуктивного пласта.
О ГРП как методе интенсификации притока рассказывали в этом материале.
Вдоль горизонтального участка скважины длиной около 1000 м устанавливают специальные муфты ГРП. Их располагают на определенном расстоянии друг от друга, разделяя ствол на отдельные интервалы. Между этими интервалами с наружной стороны эксплуатационной колонны труб ставят герметичные изолирующие элементы — пакеры. Затем по очереди открывают эти муфты с помощью сброса в скважину шаров разного диаметра или другими способами. Когда муфта открыта, в этот конкретный интервал под высоким давлением закачивают смесь с расклинивающим наполнителем, создавая трещину именно здесь. Потом переходят к следующей муфте — и так по всей длине. В итоге формируется разветвленная сеть каналов, которая связывает скважину с максимальным объемом продуктивного пласта, позволяя нефти и газу двигаться к устью.
Технология многостадийного ГРП позволяет не только увеличить приток на действующих скважинах, но и вовлекать в разработку новые залежи с низкопроницаемыми коллекторами — те самые запасы, которые еще недавно считались недоступными.
Почему МГРП стал важен для России?
Ответ кроется в геологии. Запасы легкой нефти истощаются, а основные перспективы сегодня связаны с трудноизвлекаемыми запасами. Большая часть перспективных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами находится в Западной Сибири — в Тюменской области, Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах.
Один из ключевых объектов для МГРП в России — Баженовская свита. Продуктивный пласт здесь в среднем 20–30 метров и залегает на глубине 2–3 км. Нефть заперта в низкопроницаемых глинистых сланцах, и значительная ее часть представляет твердое вещество — кероген. Эти запасы — настоящий технологический вызов для отрасли, которые заставляют искать новые технологии для эффективной добычи.
Опыт ФракДжет-Волга: инженерные решения в МГРП
Многостадийный гидроразрыв — это нешаблонная операция. Современные подходы требуют адаптации технологии под условия конкретной скважины.
ФракДжет-Волга модифицирует технологии ГРП под сложные геологические условия, сокращение затрат и увеличение темпов производства. Вот несколько инженерных решений прошлого года:
Наш флот ГРП №1 выполнил МГРП на скважине с двумя стволами: основная колонна на определенной глубине раздваивается на два независимых горизонтальных ответвления длиной 1034 м и 1406 м. На глубине 2300 м установлен специальный узел, который позволяет поочередно заходить в каждый ствол.
Помимо сложной конструкции скважины, присутствовали и геологические вызовы: низкая проницаемость коллектора и высокий риск обводнения из нижележащего водоносного горизонта. Целевая залежь отделена от обводненного горизонта тонкой перемычкой непроницаемого пласта всего в несколько метров. Чтобы избежать обводнения, необходимо создать ограниченные по высоте трещины. Дополнительно применили технологию акустического мониторинга, чтобы в реальном времени отслеживать целостность эксплуатационных колонн и определять, в каком интервале происходит закачка. Акустический мониторинг помог оперативно, без спуска оборудования, выявить зоны дополнительной приемистости и подтвердить целостность колонн на протяжении всей операции. Это обеспечило точную локализацию интервалов закачки без остановки работ. Результат — 20 стадий МГРП: по 10 стадий на каждый ствол.
Также выполнены многостадийные операции ГРП с применением кислотных составов и проппанта по технологии Plug&Perf. Суть технологии в разобщении интервалов в горизонтальной скважине путем спуска компоновки оборудования (пакер-пробки, посадочного инструмента и кумулятивных перфораторов) на геофизическом кабеле и его дальнейшей прокачке в горизонтальный участок скважины с равнопроходным диаметром от устья до места установки пакер-пробки.
На одной скважине провели до 10 стадий. Выбор технологии обусловлен сложной структурой карбонатного коллектора — массив плотной, твердой как бетон породы, пронизанный хаотичными трещинами и кавернами. Кислота протравливает породу, расширяя естественные микротрещины и создавая шероховатые, незакрывающиеся каналы для дальнейшей закачки смеси с проппантом.
Флот №2 ФракДжет-Волга реализовал МГРП по методу «Холодная вода». Обычно для ГРП воду подогревают до 25–30 °C (иногда выше), чтобы гелеобразователи лучше растворялись и набирали нужную вязкость. Вязкая жидкость удерживает проппант во взвешенном состоянии и доставляет его вглубь трещины, пока та не сомкнулась. Учитывая, что на одну стадию МГРП может уходить до 1000 куб м жидкости и более, необходимы значительные ресурсы, чтобы нагреть такие объёмы воды.
Технология «Холодная вода» заключается в закачке жидкости в пласт без нагрева, чтобы исключить энергоемкий этап подготовки. Для МГРП использовали воду с температурой около +15 °C — температура источника.
Сложность такой операции связана с повышенным риском преждевременной остановки закачки, необходимостью точного подбора концентрации реагентов для работы на холодной воде и усиленным контролем параметров жидкости. Внедрение технологии снизило финансовые затраты и увеличило производительность флота ГРП. В результате 20 стадий МГРП на скважине завершили за 6 дней.
Также флот ГРП №2 ФракДжет-Волга опробовал технологию гибридного ГРП с закачкой смеси проппанта короткими импульсами (слагами). Метод основан на комбинированном расписании закачки, где чередуются жидкости разной вязкости, а концентрация проппанта в определенные моменты резко увеличивается. Такие импульсы создают внутри трещины временные перемычки, которые блокируют второстепенные ответвления, благодаря чему следующие порции жидкости продавливают основную массу проппанта дальше к концу трещины. Основная цель такого ГРП — создание большей длинны трещины. В одной скважине выполнялось до 10 стадий МГРП с применением комбинированной закачки жидкости.
Сегодня многостадийный гидроразрыв пластов — базовый инструмент разработки низкопроницаемых коллекторов. Технология развивается: сложные геологические условия требуют новых решений. В 2025 году ФракДжет-Волга успешно использовала перспективные технологии для освоения ТРИЗ: кислотно-проппантные операции в карбонатах, ГРП по методу «Холодная вода» и гибридные ГРП с закачкой смеси проппанта короткими импульсами. Эти проекты — часть системной работы по совершенствованию технологий МГРП для разработки труднодоступных запасов нашей страны.