RU2634134C1 - Method of interval multistage hydraulic fracturing of formation in oil and gas wells - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to methods of developing oil and gas fields by horizontal wells and can be applied to implement the interval multistage hydraulic fracturing of the formation. The method includes interval descent of cumulative perforator with the use of coiled tubing, performing perforation in horizontal sections of production string, cement annulus, rock (production formation), pumping fracturing fluid and proppant into production formation for forming and fixing fractures after hydraulic fracturing, interval installation in horizontal sections of production string of packers. The cumulative perforator with packer is lowered at the first stage of the hydraulic fracturing, and the cumulative perforator with packer is used for preparation of further stages of hydraulic fracturing. In this case, a composite explosive packer-plug is installed in front of the perforator with a seat chamber used as a packer withstanding pressure drop of not less than 700 atm. At that the packer-plug is connected to the perforator by means of a connecting device, and for initiation of the composite explosion packer-plug and the cumulative perforator, a cable-channel (geophysical cable) passed through coiled tubing is used to transmit various encoded electric pulses. At that one pulse initiates powder charge for installation and disconnection of the composite explosion packer-plug from the cumulative perforator, and the other pulse initiates the cumulative perforator. At that the installation of the packer-plug and perforation is performed in one descending-ascending operation.

EFFECT: increased processability of the method.

5 cl, 21 dwg

Description

Изобретение относится к способам разработки нефтяных и газовых месторождений горизонтальными скважинами для реализации интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) с помощью кумулятивной перфорации и композитных пакер-пробок.The invention relates to methods for the development of oil and gas fields by horizontal wells for the implementation of multi-stage hydraulic fracturing using cumulative perforation and composite packer plugs.

Известна технология многостадийного ГРП, предполагающая цементирование обсадной колонны, кумулятивную перфорацию и систему шаров с седлами для пакеровки зон ГРП (см. Traditional plug-and-perf completions are the method of choice for most unconventional operators, http://assets.cmp.bh.mxmcloud.com/system/60/dfc2202d2e11e4866c51cc8dea4697/41667_cmntd_multistage_cmpltn_broc2.pdf, оп. в 2014 г.). Эта технология представляет собой традиционную систему заканчивания скважин типа "plug-and-perf" и обеспечивает доступ к стволу скважины после разбуривания пробки. Однако она позволяет проводить ГРП стадий на такие расстояния, насколько это может позволить каротажный кабель, недостаток которого заключается в сложности его продвижения на большие расстояния по горизонтальному стволу скважины.Multi-stage hydraulic fracturing technology is known, which involves casing cementing, cumulative perforation and a ball system with seats for packing hydraulic fracturing zones (see Traditional plug-and-perf completions are the method of choice for most unconventional operators, http://assets.cmp.bh .mxmcloud.com / system / 60 / dfc2202d2e11e4866c51cc8dea4697 / 41667_cmntd_multistage_cmpltn_broc2.pdf, op. 2014). This technology is a traditional plug-and-perf completion system and provides access to the wellbore after drilling a plug. However, it allows hydraulic fracturing stages to be carried out at such distances as well as well logging can allow, the disadvantage of which is the difficulty of moving it over long distances along the horizontal wellbore.

Известен способ перфорирования ствола скважины в нескольких перспективных зонах, включающий цементирование обсадной колонны, использование стреляющих саморазрушающихся перфораторов, а также пробки для гидроразрыва и мостовые пробки, при этом спуск рабочих инструментов производится с помощью либо проволочной линии, троса или линии электрокабеля (см. патент RU на изобретение №2571460, Е21В 23/04, оп. в 2015 г.). Это техническое решение направлено на создание автономного скважинного инструмента, выполненного с возможностью саморазрушения. Оно приводит к значительному усложнению и увеличению расходов инструментов в процессе ГРП. Проволочные линии, тросы или электрокабели ограничивают глубину спуска пробок и перфоратора в скважину, а в случае запесочивания ствола скважины при ГРП - усложняют процесс очистки ствола скважины от проппанта.A known method of perforating a wellbore in several promising areas, including cementing the casing, the use of self-destroying perforating guns, as well as hydraulic fracture plugs and bridge plugs, while working tools are lowered using either a wire line, cable or an electric cable line (see RU patent for invention No. 2571460, ЕВВ 23/04, op. in 2015). This technical solution is aimed at creating an autonomous downhole tool made with the possibility of self-destruction. It leads to a significant complication and increase in tool costs during hydraulic fracturing. Wire lines, cables or electric cables limit the depth of the plugs and perforator run into the well, and in the case of sanding of the wellbore during hydraulic fracturing, they complicate the process of cleaning the wellbore from proppant.

Известен способ гидравлического разрыва пласта в двух параллельных горизонтальных стволах скважин, включающий определение направления главного напряжения пласта, бурение двух параллельных горизонтальных стволов, их обсаживание, цементирование и перфорирование, и гидравлический разрыв пласта, при этом два горизонтальных параллельных ствола бурят в одной горизонтальной плоскости по направлению минимального напряжения, рассчитывают с учетом главного напряжения пласта оптимальное расположение трещин и определяют расположение точек инициации трещин гидравлического разрыва пласта - ГРП, проводят в обоих горизонтальных стволах перфорирование и ГРП первой стадии, изолируют интервалы, на которых была проведена первая стадия ГРП установкой фрак-перемычек, затем проводят перфорирование, ГРП и изоляцию установкой фрак-перемычек следующей стадии со смещением точек инициации трещин ГРП, причем расположение точек инициации ГРП определяют таким образом, чтобы трещины на одном стволе скважины были ориентированы в промежуточную зону другого ствола скважины (см. патент на изобретение RU №2561420, Е21В 43/26, оп. в 2015 г.). Известный способ направлен на интенсификацию нефтедобычи в определенных условиях расположения пластов. Имеет узкую специализацию и значительно увеличивает время, затраченное на подготовительные работы при ГРП, при этом возможны риски ориентирования трещин, направленных не по программе работ.A known method of hydraulic fracturing in two parallel horizontal wellbores, including determining the direction of the main stress of the formation, drilling two parallel horizontal wells, casing, cementing and perforating, and hydraulic fracturing, while two horizontal parallel wells are drilled in the same horizontal plane in the direction minimum stress, calculate, taking into account the main stress of the reservoir, the optimal location of the cracks and determine the location of the points initiation of hydraulic fracturing fractures — hydraulic fracturing, perforating and hydraulic fracturing of the first stage are carried out in both horizontal shafts, isolate the intervals at which the first hydraulic fracturing stage was carried out by installing frac-bridges, then perforating, hydraulic fracturing and isolating by installing the next-stage frac-fracturing with offset points fracturing initiation, and the location of the fracturing initiation points is determined so that the cracks on one wellbore are oriented in the intermediate zone of another wellbore (see patent for invention RU No. 2561420, ЕВВ 43/26, op. in 2015). The known method is aimed at intensifying oil production in certain conditions of the location of the layers. He has a narrow specialization and significantly increases the time spent on preparatory work during hydraulic fracturing, and there may be risks of orienting fractures not directed according to the work program.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ поинтервального гидравлического разрыва карбонатного пласта в горизонтальном стволе скважины с подошвенной водой, включающий бурение горизонтального ствола скважины в продуктивном пласте с цементированием кольцевого пространства между обсадной колонной и горной породой, спуск в горизонтальный ствол скважины на колонне труб перфоратора и выполнение перфорационных отверстий в горизонтальном стволе скважины, спуск колонны труб с пакером в скважину, посадку пакера, закачку по колонне труб жидкости разрыва и формирование трещин гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины (см. патент RU на изобретение №2558058, Е21В 43/27, оп. в 2015 г.). В этом способе предусмотрено использование надувных пакеров и закачивание в скважину вязкого геля с плотностью, большей плотности воды, кислотного вязкоупругого состава, освоение скважины свабированием, при этом вязкоупругий гель разжижается при контакте с пластовыми флюидами и деблокирует дренируемые участки горизонтального ствола скважины, а затем извлекается из скважины. Этот достаточно сложный способ ГРП включает несколько затяжных по времени этапов работы со скважиной, которые влияют на скорость освоения скважины и цену конечного продукта.The closest technical solution to the claimed invention is a method of interval hydraulic fracturing of a carbonate formation in a horizontal wellbore with bottom water, comprising drilling a horizontal wellbore in a producing formation with cementing the annular space between the casing and rock, lowering it into a horizontal wellbore on a perforator pipe string and making perforations in the horizontal wellbore, lowering the pipe string with the packer into the well, DKU packer download through the pipe string and rupture cracks formation fracturing fluid reservoir in the horizontal borehole (see. for invention RU patent №2558058, E 21 B 43/27, op. in 2015 YG). This method provides for the use of inflatable packers and pumping into the well of a viscous gel with a density greater than the density of water, an acid viscoelastic composition, development of the well by swabbing, while the viscoelastic gel is liquefied in contact with reservoir fluids and releases drained sections of the horizontal wellbore, and then removed from wells. This rather complicated hydraulic fracturing method involves several time-consuming stages of working with a well, which affect the speed of well development and the price of the final product.

Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы:The present invention is directed to solving a technical problem:

- невозможности проведения высокоскоростного ГРП из-за технических ограничений существующих технологий;- the impossibility of high-speed hydraulic fracturing due to technical limitations of existing technologies;

- использования дорогостоящего оборудования;- the use of expensive equipment;

- значительной сложности подготовки к стадиям ГРП;- significant difficulty in preparing for the stages of hydraulic fracturing;

- неоправданного количества спуско-подъемных операций ГНКТ.- unjustified number of hoisting operations CT.

Решение поставленной технической проблемы достигается тем, что в способе интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах, включающем интервальный спуск кумулятивного перфоратора с использованием ГНКТ (гибкой насосно-компрессорной трубы), выполнение перфорации в горизонтальных участках эксплуатационной колонны, цементного кольцевого пространства, горной породы (продуктивного пласта), закачивание жидкости разрыва и проппанта в продуктивный пласт для формирования и закрепления трещин после гидравлического разрыва, интервальную установку в горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакеров, на первой стадии ГРП производят спуск кумулятивного перфоратора без пакера, а для подготовки последующих стадий ГРП используют кумулятивный перфоратор с пакером, причем в качестве пакера используют установленную впереди перфоратора с посадочной камерой композитную взрывную пакер-пробку, выдерживающую перепад давления не менее 700 атм, при этом пакер-пробку связывают с перфоратором соединительным устройством, а для инициирования композитной взрывной пакер-пробки и кумулятивного перфоратора используют пропущенный через ГНКТ кабель-канал (геофизический кабель), который передает различные кодированные электрические импульсы, причем один импульс инициирует пороховой заряд для установки и отсоединения композитной взрывной пакер-пробки от кумулятивного перфоратора, а другой импульс инициирует сам кумулятивный перфоратор, при этом установку пакер-пробки и перфорацию производят за одну спуско-подъемную операцию. Проппант на всех стадиях ГРП продавливают с помощью, например полиуретанового продавочного шара. Выполняют продвижение по стволу скважины кумулятивного перфоратора с композитной взрывной пакер-пробкой, а их центрирование осуществляют за счет использования двух центраторов на роликах (катках), расположенных на подвеске ГНКТ с обеих сторон перфоратора. Отсоединение пакер-пробки от перфоратора осуществляют усилием на разрыв и сломом соединительных шпилек соединительного штока за счет избыточного давления образованного в посадочной камере в результате горения порохового заряда. Обеспечивают использование равнопроходных диаметров компоновок под ГРП и хвостовика.The solution of the technical problem posed is achieved by the fact that in the method of interval multi-stage hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) in oil and gas wells, including interval drainage of a cumulative perforator using a coiled tubing (flexible tubing), perforation in horizontal sections of the production string, cement annular space, rock (reservoir), pumping fracturing fluid and proppant into the reservoir to form and fix cracks after hydraulic fracturing, the interval installation in horizontal sections of the packer production string, in the first hydraulic fracturing stage, the cumulative puncher without a packer is lowered, and for the subsequent hydraulic fracturing stages, a cumulative puncher with a packer is used, and a composite explosive packer installed in front of the punch with a landing chamber a plug withstanding a pressure drop of at least 700 atm, while the packer plug is connected to the perforator by a connecting device, and for To compose a composite explosive packer plug and a cumulative perforator, a cable channel (geophysical cable) passed through a coiled tubing is used, which transmits various coded electrical pulses, one pulse initiating a powder charge to install and disconnect the composite explosive packer plug from the cumulative perforator, and another pulse The cumulative puncher initiates itself, while the installation of the packer plug and perforation are performed in one round trip. At all stages of hydraulic fracturing, proppant is forced through, for example, a polyurethane displacement ball. A cumulative puncher with a composite blast packer plug is advanced along the wellbore, and their centering is carried out through the use of two centralizers on rollers (rollers) located on the coiled tubing suspension on both sides of the punch. The packer plug is disconnected from the perforator by a tensile force and by breaking the connecting rods of the connecting rod due to the excess pressure generated in the landing chamber as a result of the burning of the powder charge. They provide the use of equal bore diameters of hydraulic fracturing and liner configurations.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображен горизонтальный участок скважины, подготовленный к проведению многостадийного ГРП. На фиг. 2 и 3 – схемы проведения перфорации удаленной зоны скважины. На фиг. 4 - подъем ГНКТ. На фиг. 5 - гидравлический разрыв пласта и продавливание проппанта в удаленный участок скважины. На фиг. 6 и 7 - установка и отсоединение взрывной пакер-пробки. На фиг. 8 и 9 - перфорация следующего интервала скважины. На фиг. 10 - подъем ГНКТ. На фиг. 11 и 12 - гидравлический разрыв пласта и продавливание проппанта. На фиг. 13-18 - проведение последней стадии гидравлического разрыва пласта на ближнем горизонтальном участке скважины. На фиг. 19 и 20 - разбуривание пакер-пробок, продавочных шаров и вымывание разбуренных обломков из скважины, подъем бурильного инструмента. На фиг. 21 показана готовая к эксплуатации скважина.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 schematically depicts a horizontal section of a well prepared for multistage hydraulic fracturing. In FIG. 2 and 3 are diagrams of perforation of a remote zone of a well. In FIG. 4 - rise CT. In FIG. 5 - hydraulic fracturing and forcing proppant into a remote section of the well. In FIG. 6 and 7 - installation and disconnection of the explosive packer plug. In FIG. 8 and 9 - perforation of the next interval of the well. In FIG. 10 - CT scan. In FIG. 11 and 12 — hydraulic fracturing and proppant bursting. In FIG. 13-18 - conducting the last stage of hydraulic fracturing in the near horizontal section of the well. In FIG. 19 and 20 - drilling packer plugs, squeezing balls and washing out drilled fragments from the well, raising the drilling tool. In FIG. 21 shows a production well.

Данный способ интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) предназначен для реализации с помощью кумулятивных перфораторов и композитных взрывных пакер-пробок в нефтяных и газовых скважинах с различными диаметрами от 89 мм до 178 мм. В варианте, когда проводят ГРП скважины с горизонтальным окончанием, то используют инструменты (компоновки) диаметром, соответствующим внутреннему диаметру вертикального и горизонтального участков скважины. При этом стадии ГРП производят по эксплуатационным колоннам. В том варианте, когда скважина заканчивается хвостовиком с горизонтальным окончанием, то используют компоновки с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру хвостовика. В этом случае спускают подвеску колонн труб под ГРП встык хвостовика для образования равного проходного диаметра от устья до текущего забоя скважины. При высокоскоростных ГРП закачка проппанта происходит на высоких скоростях (от 6 м³/мин до 15 м³/мин). При таких расходах жидкость разрыва и проппант подаются непосредственно по стволу скважины в продуктивный пласт, что является важной характеристикой заявленного способа. Высокоскоростные закачки способствуют развитию больших по протяженности трещин разрыва в продуктивном пласте с закачиванием большого количества проппанта (100 т и более) для увеличения площади дренирования продуктивного пласта и, как следствие, увеличения дебита скважины. На высоких скоростях закачки несущей жидкостью ГРП является вода (экологически чистое вещество), а также присадки в виде понизителей трения. Проппант при этом удерживается во взвешенном состоянии по всему стволу скважины. ГРП на воде позволяет исключить кольматацию пласта и удешевить работу за счет исключения геля и других химический реагентов.This method of multistage hydraulic fracturing (Fracturing) is designed to be implemented using cumulative perforators and composite explosive packer plugs in oil and gas wells with various diameters from 89 mm to 178 mm. In the embodiment, when hydraulic fracturing is carried out with a horizontal end, then tools (layouts) with a diameter corresponding to the inner diameter of the vertical and horizontal sections of the well are used. At this stage, hydraulic fracturing is carried out on production casing. In that embodiment, when the well ends with a shank with a horizontal end, then use arrangements with a diameter corresponding to the inner diameter of the shank. In this case, the suspension of the pipe columns under the hydraulic fracturing end-to-end liner is lowered to form an equal bore diameter from the wellhead to the current bottom of the well. At high-speed hydraulic fracturing, proppant injection occurs at high speeds (from 6 m ³ / min to 15 m ³ / min). At such costs, the fracturing fluid and proppant are fed directly along the wellbore into the reservoir, which is an important characteristic of the claimed method. High-speed injections contribute to the development of long fracture fractures in the reservoir with the injection of a large amount of proppant (100 tons or more) to increase the drainage area of the reservoir and, as a result, increase the flow rate of the well. At high injection speeds, the carrier fluid for hydraulic fracturing is water (environmentally friendly substance), as well as additives in the form of friction reducers. The proppant is held in suspension throughout the wellbore. Hydraulic fracturing in water eliminates reservoir clogging and reduces the cost of work by eliminating gel and other chemicals.

На фиг. 1 схематично изображен горизонтальный участок скважины с эксплуатационной колонной 1 и зацементированного кольцевого пространства 2 между колонной 1 и продуктивным пластом 3 (горной породой). Для спуска кумулятивного перфоратора 4 используют гибкую насосно-компрессорную трубу 5 (ГНКТ), соединенную с коннектором 6 (соединительным устройством с циркуляционными окнами и аварийным разъединителем). Через трубу 5 пропущен кабель-канал 7 (геофизический кабель) и соединен с кумулятивным перфоратором 4. При спуске перфоратора 4 через окна в коннекторе 6 циркулирует промывочная жидкость, а кумулятивный перфоратор 4 снабжен двумя центраторами 8 на роликах (катках). В результате центрирования и уменьшения силы трения перфоратора 4 относительно ствола скважины облегчено продвижение всей компоновки на максимальную глубину по горизонтальному участку скважины. Поскольку пропущенный через трубу 5 (ГНКТ) кабель-канал 7 (геофизический кабель) соединен с кумулятивным перфоратором 4, то по кабель-каналу 7 подается кодированный электрический импульс на инициирование кумулятивного перфоратора 4 (см. фиг. 2 и 3). Кумулятивный перфоратор 4 при срабатывании в пределах своей длины (интервала перфорации) создает перфорационные каналы в эксплуатационной колонне 1, цементном камне 2 и продуктивном пласте 3, тем самым обеспечивая гидродинамическую связь скважины с продуктивным пластом 3. После подъема кумулятивного перфоратора 4 производят закачку жидкости разрыва в скважину, а при увеличении давления закачки через перфорационные каналы производят гидравлический разрыв продуктивного пласта 3. Затем в образовавшиеся после разрыва трещины 11 в продуктивном пласте 3 по стволу скважины с помощью технологической жидкости и полиуретанового продавочного шара 10 продавливают проппант 9, тем самым заполняя и закрепляя трещины 11 (см. фиг. 5).In FIG. 1 schematically depicts a horizontal section of a well with production casing 1 and cemented annular space 2 between the casing 1 and reservoir 3 (rock). For the descent of the cumulative perforator 4 using a flexible tubing 5 (CT) connected to the connector 6 (connecting device with circulation windows and emergency disconnector). A cable channel 7 (geophysical cable) is passed through pipe 5 and connected to a cumulative perforator 4. When the perforator 4 is lowered, flushing fluid circulates through the windows in connector 6, and the cumulative perforator 4 is equipped with two centralizers 8 on rollers (rollers). As a result of centering and reducing the friction force of the perforator 4 relative to the wellbore, the entire arrangement is facilitated to advance to the maximum depth along the horizontal section of the well. Since the cable channel 7 (geophysical cable) passed through the pipe 5 (CT) is connected to a cumulative perforator 4, a coded electrical pulse is supplied via cable channel 7 to initiate a cumulative perforator 4 (see Figs. 2 and 3). Cumulative perforator 4 when triggered within its length (perforation interval) creates perforation channels in the production casing 1, cement stone 2 and productive formation 3, thereby providing a hydrodynamic connection between the well and the productive formation 3. After lifting the cumulative perforator 4, the fracturing fluid is injected into well, and with an increase in injection pressure through the perforation channels, hydraulic fracturing of the producing formation 3 is carried out. Then, in the cracks 11 formed after the fracture, in the ohm formation 3 along the wellbore using propping fluid and polyurethane displacement ball 10 push proppant 9, thereby filling and fixing cracks 11 (see Fig. 5).

Под следующую стадию ГРП спускают кумулятивный перфоратор 4 с пакер-пробкой 12 и посадочной камерой 13, при этом пакер-пробка 12 связана с ними соединительным штоком 14. Композитная пакер-пробка 12 выполнена с обратным шаровым клапаном, который служит для выравнивания пластового давления с давлением столба жидкости в скважине. На фиг. 6 изображена установка пакер-пробки 12 для изоляции предыдущей стадии ГРП. Ее отсоединение от посадочной камеры 13 (см. фиг. 7) происходит за счет избыточного давления в посадочной камере 13, которое приводит к слому соединительных шпилек соединительного штока 14. Для этого по кабель-каналу 7, который через перфоратор 4 соединен с пороховым зарядом в посадочной камере 13, подают кодированный электрический импульс, предназначенный только для инициирования порохового заряда. В результате горения порохового заряда пороховые газы приводят в действие посадочную камеру 13, которая путем расклинивания плашек устанавливает в нужном интервале пакер-пробку 12 и отсоединяет ее от посадочной камеры 13 с перфоратором 4. Установленная пакер-пробка 12 надежно перекрывает предыдущий обработанный интервал от последующей стадии ГРП. Затем перфоратор 4 подъемом трубы 5 перемещают в следующий интервал перфорирования эксплуатационной колонны 1 и с помощью другого кодированного электрического импульса по кабель-каналу 7 производят его инициирование (см. фиг. 9). Далее повторяют операцию по гидравлическому разрыву пласта 3, продавливанию проппанта 9 с помощью технологической жидкости и полиуретанового продавочного шара 10 в трещины 11 продуктивного пласта 3 (см. фиг. 11). На фиг. 6 и 12 показано, что заход за зону интервала перфорации продавочного шара 10 свидетельствует о том, что проппант 9 и технологическая жидкость полностью продавились в трещины 11 продуктивного пласта 3.Under the next stage of hydraulic fracturing, a cumulative perforator 4 with a packer plug 12 and a landing chamber 13 is lowered, while the packer plug 12 is connected to them by a connecting rod 14. The composite packer plug 12 is made with a check ball valve, which serves to equalize reservoir pressure with pressure fluid column in the well. In FIG. 6 shows the installation of the packer plug 12 to isolate the previous stage of hydraulic fracturing. It is disconnected from the landing chamber 13 (see Fig. 7) due to overpressure in the landing chamber 13, which leads to a breakage of the connecting rods of the connecting rod 14. For this, through the cable channel 7, which is connected through the perforator 4 to the powder charge in the landing chamber 13, serves encoded electrical pulse, intended only to initiate a powder charge. As a result of the burning of the powder charge, the powder gases drive the landing chamber 13, which, by wedging the dies, installs the packer plug 12 in the desired interval and disconnects it from the landing chamber 13 with a perforator 4. The installed packer plug 12 reliably covers the previous processed interval from the next stage Hydraulic fracturing. Then, the perforator 4 by lifting the pipe 5 is moved to the next interval of perforation of the production casing 1 and using another encoded electrical pulse through the cable channel 7 to initiate it (see Fig. 9). Next, the hydraulic fracturing operation 3 is repeated, the proppant 9 is pressed through the process fluid and the polyurethane delivery ball 10 into the cracks 11 of the productive formation 3 (see Fig. 11). In FIG. Figures 6 and 12 show that the approach beyond the perforation interval of the squeezing ball 10 indicates that proppant 9 and the process fluid were completely pushed into the cracks 11 of the productive formation 3.

На фиг. 13-20 изображено проведение конечной стадии ГРП, включающее спуск в скважину такой компоновки: бурильного инструмента с забойным двигателем 15 на трубе 5 (ГНКТ). Производят циркуляцию промывочной жидкости, разбуривание пакер-пробок 12 и продавочных шаров 10 с помощью бурильного инструмента с забойным двигателем 15. При этом производят одновременное вымывание разбуренных обломков из скважины, а затем подъем всей компоновки. На фиг. 21 показана готовая к эксплуатации скважина.In FIG. 13-20 shows the conduct of the final stage of hydraulic fracturing, including the descent into the well of such an arrangement: a drilling tool with a downhole motor 15 on pipe 5 (CT). Flushing fluid is circulated, packer plugs 12 and squeeze balls 10 are drilled using a drilling tool with a downhole motor 15. At the same time, the drilled fragments are washed out of the well at the same time, and then the whole assembly is lifted. In FIG. 21 shows a production well.

Количество стадий ГРП, протяженность интервалов перфорации для каждой стадии и количество закачиваемого проппанта и технологической жидкости зависят от геолого-технических характеристик скважины и пласта. Возможен вариант использования композитный пакер-пробки 12 без шарового обратного клапана в зависимости от геолого-технических характеристик скважины и пласта. Данный способ интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) позволяет использовать селективную перфорацию, когда за одну спуско-подъемную операцию применяют от двух и более перфосистем.The number of hydraulic fracturing stages, the length of the perforation intervals for each stage, and the amount of proppant and process fluid injected depend on the geological and technical characteristics of the well and the formation. It is possible to use composite packer plugs 12 without a ball check valve, depending on the geological and technical characteristics of the well and reservoir. This method of interval multi-stage hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) allows the use of selective perforation when two or more perforations are used in one round trip operation.

Таким образом, в зависимости от геолого-технических характеристик скважины и продуктивного пласта заявленный способ позволяет:Thus, depending on the geological and technical characteristics of the well and the reservoir, the claimed method allows you to:

- под каждую стадию ГРП заранее выбирать наиболее перспективные участки пласта по данным геофизических исследований скважины (ГИС) под перфорацию и располагать перфоратор в выбранном интервале;- for each stage of hydraulic fracturing, pre-select the most promising sections of the reservoir according to the data of geophysical surveys of the well (GIS) for perforation and place the perforator in the selected interval;

- производить оптимальное количество стадий ГРП горизонтального ствола скважины в перспективных интервалах продуктивного пласта;- to produce the optimal number of hydraulic fracturing stages of the horizontal wellbore in the prospective intervals of the reservoir;

- выполнять высокоскоростные ГРП с расходом закачки технологической жидкости и проппанта от 6 до 15 кубических метров в минуту;- perform high-speed hydraulic fracturing with a flow rate of pumping process fluid and proppant from 6 to 15 cubic meters per minute;

- закачивать большое количество проппанта и технологической жидкости (многотонные ГРП).- pump a large amount of proppant and process fluid (multi-ton fracturing).

Экспериментальные исследования с использованием данного способа показали простоту и надежность способа интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах.Experimental studies using this method have shown the simplicity and reliability of the method of interval multistage hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) in oil and gas wells.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, обеспечивает:Thus, the technical result achieved using the claimed invention provides:

- исключение использования дорогостоящего оборудования;- the exclusion of the use of expensive equipment;

- сокращение количества спуско-подъемных операций ГНКТ;- reduction in the number of hoisting operations CT;

- выполнение высокоскоростного ГРП;- performance of high-speed hydraulic fracturing;

- минимальное количество времени на разбуривание композитных пакер-пробок и продавочных шаров;- minimum amount of time for drilling composite packer plugs and selling balls;

- обеспечение беспрепятственного доступа используемому оборудованию, проппанту и технологической жидкости по всему стволу горизонтального участка скважины.- providing unhindered access to the equipment used, proppant and process fluid throughout the entire bore of the horizontal section of the well.

Claims (5)

1. Способ интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах, включающий интервальный спуск кумулятивного перфоратора с использованием ГНКТ (гибкой насосно-компрессорной трубы), выполнение перфорации в горизонтальных участках эксплуатационной колонны, цементного кольцевого пространства, горной породы (продуктивного пласта), закачивание жидкости разрыва и проппанта в продуктивный пласт для формирования и закрепления трещин после гидравлического разрыва, интервальную установку в горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакеров, отличающийся тем, что на первой стадии ГРП производят спуск кумулятивного перфоратора без пакера, а для подготовки последующих стадий ГРП используют кумулятивный перфоратор с пакером, причем в качестве пакера используют установленную впереди перфоратора с посадочной камерой композитную взрывную пакер-пробку, выдерживающую перепад давления не менее 700 атмосфер, при этом пакер-пробку связывают с перфоратором соединительным устройством, а для инициирования композитной взрывной пакер-пробки и кумулятивного перфоратора используют пропущенный через ГНКТ кабель-канал (геофизический кабель), который передает различные кодированные электрические импульсы, причем один импульс инициирует пороховой заряд для установки и отсоединения композитной взрывной пакер-пробки от кумулятивного перфоратора, а другой импульс инициирует сам кумулятивный перфоратор, при этом установку пакер-пробки и перфорацию производят за одну спуско-подъемную операцию.1. The method of interval multistage hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) in oil and gas wells, including interval descent of a cumulative perforator using coiled tubing (flexible tubing), perforation in horizontal sections of the production string, cement annular space, rock (reservoir) ), pumping fracturing fluid and proppant into the reservoir to form and consolidate cracks after hydraulic fracturing, interval installation in the horizon at the first stages of hydraulic fracturing, the cumulative perforator without a packer is lowered, and for preparing the subsequent stages of hydraulic fracturing, a cumulative perforator with a packer is used, and a composite explosive packer placed in front of the perforator with a landing chamber is used, withstanding a pressure drop of at least 700 atmospheres, while the packer plug is connected to the perforator with a connecting device, and to initiate a composite explosive packer robots and a cumulative perforator use a cable channel (geophysical cable) passed through the CT, which transmits various coded electrical pulses, one pulse initiating a powder charge for installing and disconnecting the composite explosive packer plug from the cumulative perforator, and the other pulse initiates the cumulative perforator at the same time, the installation of the packer plug and perforation is carried out in one round trip operation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проппант на всех стадиях ГРП продавливают с помощью, например полиуретанового продавочного шара.2. The method according to claim 1, characterized in that the proppant at all stages of the hydraulic fracturing is pressed using, for example, a polyurethane vending ball. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют продвижение по стволу скважины кумулятивного перфоратора с композитной взрывной пакер-пробкой, а их центрирование осуществляют за счет использования двух центраторов на роликах (катках), расположенных на подвеске ГНКТ с обеих сторон перфоратора.3. The method according to claim 1, characterized in that the cumulative puncher with a composite blast packer plug is advanced along the wellbore, and their centering is carried out by using two centralizers on rollers (rollers) located on the coiled tubing suspension on both sides of the punch. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отсоединение пакер-пробки от перфоратора осуществляют усилием на разрыв и сломом соединительных шпилек соединительного штока за счет избыточного давления образованного в посадочной камере в результате горения порохового заряда.4. The method according to claim 1, characterized in that the disconnection of the packer plug from the perforator is carried out by the tensile force and breaking of the connecting rods of the connecting rod due to excess pressure formed in the landing chamber as a result of the burning of the powder charge. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают использование равнопроходных диаметров компоновок под ГРП и хвостовика.5. The method according to claim 1, characterized in that they ensure the use of equal bore diameters of the fracturing and shank arrangements.

Images