RU2164290C2 - Process of hydraulic seam fracture - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: process includes pumping of fracture fluid with seam pressure exceeding seam fracture pressure. Crack of predetermined size is formed, seam pressure is decreased to level below seam fraction pressure and suspension with fixing material is pumped. Extruding fluid is pumped at rate that ensures rise of seam pressure above seam fracture pressure. Fracture fluid is pumped in the amount providing for formation of crack with length exceeding radius of face zone of seam of reduced penetrability. Suspension with fixing material in the form of gel is used in process. It should be pumped in volume exceeding volume of formed crack. Invention can be recommended for both injection wells and oil wells newly brought into production. EFFECT: enhanced reliability of communication between well face and seam of natural penetrability. 4 cl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано как во вновь вводимых, так и в действующих добывающих и нагнетательных скважинах. The invention relates to the oil and gas industry and can be used both in newly commissioned and in existing production and injection wells.

Наиболее близким к изобретению аналогом является способ гидравлического разрыва пласта, включающий закачку в колонну насосно-компрессорных труб жидкости разрыва при забойном давлении выше давления разрыва пласта и создание трещины заданного размера, снижение забойного давления ниже давления разрыва пласта путем снижения темпа закачки, закачку суспензии жидкости-носителя с закрепляющим материалом и закачку продавочной жидкости с темпом, обеспечивающим подъем забойного давления выше давления разрыва пласта. Трещину гидроразрыва создают длиной, равной предварительно определенному радиусу прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, а суспензию закачивают в объеме, равном объему созданной трещины (RU, патент 2055172, кл. E 21 B 43/26, 1996). The closest analogue to the invention is a method of hydraulic fracturing, which includes injecting fracturing fluid into the column of tubing at bottomhole pressure above the fracture pressure and creating a fracture of a predetermined size, reducing the bottomhole pressure below the fracture pressure by reducing the rate of injection, injecting the liquid suspension carrier with fixing material and injection of squeezing fluid at a rate that ensures a rise in bottomhole pressure above the fracture pressure. A hydraulic fracture is created with a length equal to a predetermined radius of the borehole zone of the formation of reduced permeability, and the suspension is pumped in an amount equal to the volume of the created fracture (RU, patent 2055172, class E 21 B 43/26, 1996).

Этот способ позволяет получить закрепленную трещину гидроразрыва высокой проводимости, локализованной в пределах прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, которая может быть обусловлена ее загрязнением в процессе первичного и вторичного вскрытия пласта, различными отложениями в процессе эксплуатации, а также перераспределением напряжений, вызванных выработкой породы при бурении скважины. При этом созданная трещина соединяет забой скважины с пластом естественной проницаемости, в результате чего производительность скважины обычно кратно возрастает. This method allows you to get a fixed fracture fracture of high conductivity, localized within the borehole zone of the formation of reduced permeability, which may be due to its contamination during primary and secondary opening of the formation, various deposits during operation, as well as the redistribution of stresses caused by rock production during well drilling . At the same time, the created fracture connects the bottom of the well with the reservoir of natural permeability, as a result of which the productivity of the well usually increases several times.

Однако создание закрепленной трещины заданной длины бывает затруднительно из-за погрешности расчетов технологических параметров гидроразрыва, обусловленных неточностью исходной информации и существующих расчетных моделей. Кроме того, вследствие закачки суспензии с нарастающей концентрацией закрепляющего материала, что необходимо по технологии гидроразрыва, конец закрепленной трещины имеет значительно меньшую проводимость по сравнению с ее устьем. В связи с этим закрепленная длина созданной трещины часто оказывается недостаточной для решения поставленной задачи, вследствие чего достигаемый технологический эффект от обработки скважины бывает значительно ниже прогнозируемого. However, the creation of a fixed crack of a given length can be difficult due to an error in the calculation of hydraulic fracturing technological parameters due to inaccuracy of the initial information and existing calculation models. In addition, due to the injection of a suspension with an increasing concentration of the fixing material, which is necessary according to the hydraulic fracturing technology, the end of the fixed crack has a significantly lower conductivity compared to its mouth. In this regard, the fixed length of the created fracture often turns out to be insufficient to solve the task, as a result of which the achieved technological effect from well treatment is significantly lower than predicted.

Кроме того, объем реально созданной трещины гидроразрыва, как правило, превышает расчетный объем, и при ее закреплении часть производительного объема теряется. In addition, the volume of the fracture actually created, as a rule, exceeds the calculated volume, and when it is fixed, part of the production volume is lost.

Предлагаемое техническое решение позволяет гарантированно получать ожидаемый технологический эффект от локального гидроразрыва пласта за счет создания трещины с закрепленной длиной, несколько большей радиуса прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, что обеспечит надежную связь забоя скважины с пластом естественной проницаемости. The proposed technical solution allows guaranteed to obtain the expected technological effect of local hydraulic fracturing due to the creation of a fracture with a fixed length, a slightly larger radius of the borehole zone of the formation of reduced permeability, which will provide a reliable connection between the bottom of the well and the formation of natural permeability.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность скважины и интенсифицировать выработку отдельных пропластков за счет использования дополнительного объема трещины, на величину которого реальный объем созданной трещины превышает расчетный, а также за счет вывода ее из загрязненной зоны. The proposed technical solution allows to increase the productivity of the well and to intensify the production of individual layers due to the use of an additional volume of the crack, by the value of which the real volume of the created crack exceeds the calculated one, as well as due to its removal from the contaminated zone.

Кроме того, предложенный способ позволяет снизить энергетические затраты и стоимость процесса гидроразрыва, а также сделать его более технологичным за счет прекращения закачки после создания трещины. Технологическую паузу, во время которой давление на забое скважины падает ниже давления разрыва, используют для приготовления суспензии и подготовки к последующим операциям. In addition, the proposed method allows to reduce energy costs and the cost of the hydraulic fracturing process, as well as to make it more technologically advanced by stopping the injection after a crack is created. A technological pause, during which the pressure at the bottom of the well falls below the fracture pressure, is used to prepare the suspension and prepare for subsequent operations.

Технический результат достигается тем, что в способе гидравлического разрыва пласта, включающем закачку жидкости разрыва при забойном давлении выше давления разрыва пласта и создание трещины заданного размера, снижение забойного давления ниже давления разрыва пласта, закачку суспензии с закрепляющим материалом и закачку продавочной жидкости с темпом, обеспечивающим подъем забойного давления выше давления разрыва пласта, жидкость разрыва закачивают в объеме, обеспечивающем создание трещины длиной, превышающей радиус прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, используют суспензию с закрепляющим материалом в виде геля и закачивают ее в объеме, большем объема созданной трещины. The technical result is achieved by the fact that in the method of hydraulic fracturing, which includes injecting the fracturing fluid at the bottomhole pressure above the fracture pressure of the reservoir and creating a predetermined size crack, reducing the bottomhole pressure below the fracture pressure, injecting the slurry with fixing material and injecting the displacement fluid at a rate providing the increase in bottomhole pressure above the fracture pressure, the fracture fluid is pumped in a volume that ensures the creation of a fracture with a length exceeding the radius of the borehole The reservoirs of reduced permeability use a suspension with a fixing material in the form of a gel and pump it in a volume larger than the volume of the created crack.

Кроме того, длина созданной трещины может превышать радиус прискважинной зоны на 5-15%. In addition, the length of the created fracture may exceed the radius of the borehole zone by 5-15%.

Кроме того, объем суспензии с закрепляющим материалом может быть больше объема созданной трещины на 10-20%. In addition, the volume of the suspension with the fixing material can be 10-20% more than the volume of the created crack.

Кроме того, снижение давления в скважине ниже давления разрыва пласта после создания трещины обеспечивают прекращением закачки. In addition, a decrease in the pressure in the well below the fracture pressure after the formation of the fracture ensures that injection is stopped.

Кроме того, перед проведением гидроразрыва осуществляют перфорацию заданного интервала пласта. In addition, before hydraulic fracturing, perforation of a given interval of the formation is carried out.

При проектировании локального гидроразрыва пласта расчетным путем определяют темп и объем закачки жидкости разрыва, обеспечивающие развитие трещины по длине, превышающей радиус прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости на 5-15%, чтобы вывести трещину из загрязненной зоны в чистую зону. Осуществляют гидроразрыв пласта с закачкой жидкости разрыва по расчетному регламенту. When designing local hydraulic fracturing, the rate and volume of fracture fluid injection are determined by calculation, which ensure the development of a fracture along the length exceeding the radius of the borehole zone of the formation of reduced permeability by 5-15% in order to bring the fracture from the contaminated zone to a clean zone. Hydraulic fracturing is carried out with the injection of fracturing fluid according to the design regulations.

Гидроразрыв пласта по данному способу проводят следующим образом. Hydraulic fracturing according to this method is carried out as follows.

Перед проведением гидроразрыва в горизонтальной плоскости продуктивного пласта предварительно можно произвести прорезание щелей любым известным методом. Для этого в скважину на заданную глубину спускают, например, гидропескоструйный перфоратор с вращателем либо перфоратор любой известной конструкции. Before carrying out hydraulic fracturing in the horizontal plane of the reservoir, it is previously possible to cut holes through any known method. For this purpose, for example, a sandblasting puncher with a rotator or a punch of any known design is lowered into the well at a predetermined depth.

После проведения перфорации заданного интервала пласта перфоратор поднимают. After perforation of a given interval of the formation, the perforator is raised.

Спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб с пакером и ее устанавливают. A tubing string with a packer is lowered into the well and installed.

После опрессовки пакера приступают к закачке жидкости разрыва в объеме, обеспечивающем создание трещины гидроразрыва длиной, превышающей радиус прискважинной зоны пласта пониженной проницаемости на 5-15%. Закачку в колонну насосно-компрессорных труб жидкости разрыва ведут с темпом закачки, обеспечивающим давление на забое скважины выше давления разрыва пласта. After crimping the packer, they begin to pump the fracturing fluid in a volume that ensures the creation of a hydraulic fracture with a length exceeding the radius of the borehole zone of the formation of low permeability by 5-15%. The fracturing fluid is pumped into the string of tubing at a pumping rate that provides pressure at the bottom of the well above the fracture pressure.

После закачки жидкости разрыва и создания трещины заданного размера закачку прекращают, что обеспечивает снижение давления на забое скважины до давления ниже давления разрыва, трещина при этом смыкается. Время прекращения закачки не регламентируется. Пауза может продолжаться несколько часов и используется для подготовки последующих операций или профилактических работ. After the injection of the fracturing fluid and the creation of a fracture of a given size, the injection is stopped, which ensures that the pressure at the bottom of the well decreases to a pressure below the fracture pressure, and the fracture closes. The termination of the download is not regulated. A pause can last several hours and is used to prepare subsequent operations or preventive maintenance.

Суспензию с закрепляющим материалом в виде геля закачивают при давлении ниже давления разрыва и в объеме, превышающем объем созданной трещины на 10-20%, что позволяет использовать дополнительный объем трещины. Суспензия в виде геля обладает низкой фильтрующей способностью и практически не проникает в пласт. The suspension with the fixing material in the form of a gel is pumped at a pressure below the burst pressure and in a volume exceeding the volume of the created crack by 10-20%, which allows the use of an additional volume of the crack. The gel suspension has a low filtering ability and practically does not penetrate into the reservoir.

Затем переходят к закачке продавочной жидкости. Темп закачки продавочной жидкости увеличивают, что обеспечивает подъем давления на забое скважины выше давления разрыва пласта и повторное раскрытие ранее созданной трещины. Продавочную жидкость закачивают в объеме колонны насосно-компрессорных труб и части обсадной колонны от низа насосно-компрессорных труб до прорезанных щелей, что гарантирует полное вытеснение геля с закрепляющим материалом в трещину гидроразрыва. Таким образом, создается закрепленная трещина, выходящая за пределы загрязненной зоны. Then go to the injection of squeezing fluid. The injection fluid injection rate is increased, which ensures that the pressure at the bottom of the well rises above the fracture pressure and re-opens the previously created fracture. Squeezing fluid is pumped into the volume of the tubing string and parts of the casing from the bottom of the tubing to the cut openings, which ensures complete displacement of the gel with the fixing material into the fracture. Thus, a fixed crack is created that extends beyond the contaminated zone.

После окончания процесса гидроразрыва закрывают устье скважины на 24 часа для деструкции геля, перераспределения давления в пласте и трещине и ее смыкание. After completion of the hydraulic fracturing process, the wellhead is closed for 24 hours for the destruction of the gel, the redistribution of pressure in the reservoir and fracture and its closure.

Проведение гидроразрыва по данному способу позволяет повысить производительность скважины и снизить энергозатраты. Fracturing by this method allows to increase well productivity and reduce energy consumption.

Claims (5)

1. Способ гидравлического разрыва пласта, включающий закачку жидкости разрыва при забойном давлении выше давления разрыва пласта и создание трещины заданного размера, снижение забойного давления ниже давления разрыва пласта, закачку суспензии с закрепляющим материалом и закачку продавочной жидкости с темпом, обеспечивающим подъем забойного давления выше давления разрыва пласта, отличающийся тем, что жидкость разрыва закачивают в объеме, обеспечивающем создание трещины длиной, превышающей радиус прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, используют суспензию с закрепляющим материалом в виде геля и закачивают ее в объеме, большем объема созданной трещины. 1. A method of hydraulic fracturing, including injecting the fracturing fluid at bottomhole pressure above the fracturing pressure and creating a predetermined size crack, lowering the bottomhole pressure below the fracture pressure, injecting the slurry with fixing material, and injecting the displacement fluid at a rate that ensures the bottomhole pressure rises above the pressure fracturing, characterized in that the fracturing fluid is pumped in a volume that ensures the creation of a fracture with a length exceeding the radius of the borehole zone of the reservoir of reduced onitsaemosti, a slurry with the fixing material in the form of a gel and it is injected in a volume greater than the volume of the created fracture. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина созданной трещины превышает радиус прискважинной зоны на 5 - 15%. 2. The method according to claim 1, characterized in that the length of the created fracture exceeds the radius of the borehole zone by 5-15%. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что объем суспензии с закрепляющим материалом больше объема созданной трещины на 10 - 20%. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the volume of the suspension with the fixing material is 10-20% greater than the volume of the created crack. 4. Способ по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что снижение давления в скважине ниже давления разрыва после созданной трещины гидроразрыва обеспечивают прекращением закачки. 4. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the decrease in pressure in the well below the fracture pressure after the created hydraulic fracture ensures that the injection is stopped. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что перед проведением гидроразрыва осуществляют перфорацию заданного интервала пласта. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that prior to hydraulic fracturing, perforation of a given interval of the formation is carried out.