RU2768311C1 - Способ осуществления импульсного гидроразрыва - Google Patents
Способ осуществления импульсного гидроразрыва Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768311C1 RU2768311C1 RU2021124246A RU2021124246A RU2768311C1 RU 2768311 C1 RU2768311 C1 RU 2768311C1 RU 2021124246 A RU2021124246 A RU 2021124246A RU 2021124246 A RU2021124246 A RU 2021124246A RU 2768311 C1 RU2768311 C1 RU 2768311C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- valve
- pressure
- fluid
- bottomhole zone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 36
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Задачей изобретения является чередование импульсов давления для создания и развития сети трещин в призабойной зоне, также встречно-параллельных потоков жидкости для размыва и выноса кольматационных отложений из толщи пласта в полость скважины. Способ осуществления импульсного гидроразрыва включает закачивание в полость скважины жидкости, формирование периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом повышении давления в скважине, с применением вентилей. При проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем первый вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают первый вентиль и открывают второй вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного. Открывание второго вентиля осуществляют через отрезок времени и со скоростью, обеспечивающими удаление кольматантов, к линии, соединяющей первый вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключен гидропневмоаккумулятор, объем которого определяется расходом скважинной жидкости при ее перетекании в пласт. При этом для формирования импульса давления в призабойной зоне первый вентиль закрывают при снижении скорости движения в скважину после открывания первого вентиля, для формирования потоков жидкости в призабойной зоне первый вентиль закрывают при наибольшей скорости движения жидкости в скважину после открывания первого вентиля.
Description
Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.
Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент №2266404, опубл. 2005.12.20), включающий создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье с применением вентилей, один из которых соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй - с источником жидкости, находящейся под давлением.
Однако призабойная зона плохо промывается скважинной жидкостью, поскольку гидроудар имеет короткое время воздействия, в течение которого трещины пласта в течение ударного воздействия не успевают полностью раскрываться и смыкаться.
Способ обработки призабойной зоны скважины (патент №2344281, опубл. 2007.05.14), включающий, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны при этом предварительно соединяют устье скважины с ресивером, наполненным газом, вентиль слива жидкости открывают при движении скважинной жидкости от забоя к устью с периодичностью, обеспечивающей раскачку ее массы в режиме резонанса.
Однако ресивер, наполненный газом, используют для осуществления возвратно-поступательного движения столба скважинной жидкости. Ресивер не рассчитан для накопления энергии и формирования ударной волны.
Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент №2392425, опубл. 2010.06.20), при осуществлении которого предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем, вентиль долива жидкости открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают вентиль долива жидкости и открывают вентиль слива жидкости для снижения давления в скважине до величины исходного.
Однако, поскольку в качестве источника давления чаще всего используется насосный агрегат, при открывании вентиля долива давление в скважине после кратковременного импульса высокого давления резко падает. Волна движения скважинной жидкости при достижении забоя не успевает раскрывать и деформировать трещины пласта.
Известен способ осуществления импульсного гидроразрыва (патент №2586693, опубл. 2016.06.10), включающий формирование перепадов давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, при котором предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем, вентиль долива жидкости открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают вентиль долива жидкости и открывают вентиль слива жидкости для снижения давления в скважине до величины исходного, к линии, соединяющей вентиль долива жидкости и источник жидкости, находящейся под давлением подключают гидропневмоаккумулятор, объем которого определяется расходом закачиваемой жидкости.
Однако, способ позволяет формировать импульс, направленный в одну сторону, для наполнение и раскрытие трещин. Для эффективного трещино-образования необходимо чередовать направление импульса давления, с целью деформирования, расшатывания, выкрашивания фрагментов скелета пласта, для развития сети трещин.
Известен способ осуществления импульсного гидроразрыва (патент №2737632, опубл. 2020.12.01), взятый за прототип, включающий формирование перепадов давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, при котором предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем, вентиль долива жидкости открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и развивают трещины пласта, затем закрывают вентиль долива жидкости и открывают вентиль слива жидкости для снижения давления в скважине до величины исходного, открывание второго вентиля осуществляют через отрезок времени и со скоростью, необходимой для удаления кольматантов и механического разрушения скелета пласта, к линии, соединяющей вентиль долива жидкости и источник жидкости, находящейся под давлением подключают гидропневмоаккумулятор, объем которого определяется расходом закачиваемой жидкости.
Однако, для эффективной обработки призабойной зоны требуется как создание перепадов давления для образования сети трещин, так и формирование чередующихся разнонаправленных потоков жидкости для размыва кольматантов призабойной зоны, разрушения и выноса отложений.
Задачей изобретения является чередование импульсов давления для создания и развития сети трещин в призабойной зоне, также встречно-параллельных потоков жидкости для размыва и выноса кольматационных отложений из толщи пласта в полость скважины.
Задача решается тем, что, применяя способ осуществления импульсного гидроразрыва, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом повышении давления в скважине, с применением вентилей, первый из которых соединяет полость скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, второй - со сливной емкостью, при проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем, первый вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, оценивают длительность промежутков времени между периодами повышения и снижения давления, а также скорость снижения давления, затем закрывают первый вентиль и открывают второй вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного, открывание второго вентиля осуществляют через отрезок времени и со скоростью, обеспечивающими удаление кольматантов, к линии, соединяющей первый вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением подключен гидропневмоаккумулятор, объем которого определяется расходом скважинной жидкости при ее перетекании в пласт, для формирования импульса давления в призабойной зоне первый вентиль закрывают при снижении скорости движения в скважину после открывания первого вентиля, для формирования потоков жидкости в призабойной зоне первый вентиль закрывают при наибольшей скорости движения жидкости в скважину после открывания первого вентиля.
Такой способ позволяет воздействовать на массив пласта либо импульсами давления для максимального расшатывания щелей между участками коллектора, выкрашивания фрагментов пласта, развития сети трещин, либо формированием чередующихся разнонаправленных потоков жидкости способствующих размыву кольматирующих отложений и выносу их в полость скважины, затем осуществлять излив скважинной жидкости из скважины для снижения давле ния скважинной жидкости до исходного и удаления всплывающих к устью скважины вязких фракций.
Гидропневмоаккумулятор представляет собой металлический цилиндрический корпус, наполненный газом (обычно азотом, помещенным в эластичный баллон). При закачивании в гидропневмоаккумулятор жидкости газ сжимается, за счет чего гидропневмоаккумулятор может служить накопителем энергии.
Способ реализуют следующим образом. На устье скважины, устанавливают вентили, первый из которых соединяет полость скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, например, с насосным агрегатом ЦА-320, второй - со сливной емкостью. Жидкость закачивают в скважину до уровня исходного давления, при котором трещины пласта сомкнуты.
Гидропневмоаккумулятор подключают к линии, соединяющей источник жидкости, находящейся под давлением и первым вентилем. Поскольку гидропневмоаккумулятор подключен к источнику жидкости, находящейся под давлением, в него закачивается жидкость, сжимается находящийся внутри газ.
В момент открывания первого вентиля жидкость под давлением начинает перетекать в скважину. На устье образуется область высокого давления, которая перемещается к призабойной зоне и приводит в движение скважинную жидкость. Через первый вентиль в полость скважины жидкость поступает не только из источника жидкости под давлением, но и из гидро-пневмоаккумулятора, что способствует быстрому увеличению давления и формированию крутого фронта волны движения жидкости.
Под воздействием давления, прикладываемого на устье, скорость движения массы скважинной жидкости увеличивается. При достижении зумпфа скважины волна движения жидкости упирается в препятствие и резко замедляется, что сопровождается повышением давления. Импульс давления в призабойной зоне формируется из гидростатического давления, давления на устье скважины и давления гидроудара. Инерция движения массы скважинной жидкости способствует увеличению длительности импульса давления.
Повышение давления в области призабойной зоны приводит к расширению существующих и образованию новых трещин, а периодические повышение давления приводит к расшатыванию и выкрашиванию низкопроницаемых фрагментов скелета пласта, развитию сети трещин.
Для оптимального развития трещин коллектора первый вентиль закрывают после воздействия импульса давления на породу пласта, когда скорость движения жидкости в скважину снижается. Если необходимо произвести размыв кольматантов в толще пласта, первый вентиль закрывают при достижении максимальной скорости движения скважинной жидкости по направлению к забою. При быстром закрывании первого вентиля скважинная жидкость движется к забою по инерции, в устьевой зоне образуется разрежение, после перемещения к призабойной зоне столб жидкости замедляет движение, затем изменяет направление к устью скважины, чему способствует разрежение в устьевой зоне. После перемещения жидкости к устью скважины и повышение в нем давления движение замедляется и изменяет направление к забою и т.д.
Регулярное встречно-параллельное перемещение массы жидкости в призабойной зоне способствует ее промывке, отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин,
После затухания колебаний скважинной жидкости открывают второй вентиль, скважинная жидкость изливается в сливную емкость, в которую одновременно выносятся всплывающие фрагменты вязких кольматантов. При достижении исходного давления трещины пласта смыкаются, второй вентиль закрывают.
Скважины с низкой проницаемостью призабойной зоны выгоднее обрабатывать импульсами давления для создания сети трещин. Скважины с относительно высокой проницаемостью целесообразнее обрабатывать чередующимися разнонаправленными потоками жидкости.
Амплитуда и длительность импульса давления зависит от крутизны фронта волны повышенного давления, следовательно - от скорости открывания первого вентиля. Амплитуда и длительность импульса депрессии зависит от крутизны фронта волны разрежения, следовательно - от скорости закрывания первого вентиля. Второй вентиль также создает перепад давления для создания волны излива жидкости. Вентили должны быть быстродействующими.
Интервалы времени между моментами открывания и закрывания вентилей выбирают по геологическим условиям с целью выноса кольматирующих отложений и создания максимального количества трещин. Операции повышения и снижения давления в призабойной зоне повторяют необходимое количество раз.
Технология импульсного гидроразрыва и размыва призабойной зоны позволяет создавать в скважине трещины, радиально расходящиеся от ствола. Основной результат - рост эффективного радиуса скважины, вовлечение в разработку всей толщи пласта, приобщение максимального числа продуктивных прослоев и удаленных участков. При импульсном гидроразрыве мал расход жидкости. Изменяющееся давление гидроразрыва, чередующееся с интенсивным движение жидкости способствует равномерному «рыхлению» прискважинной зоны пласта и вымыванию кольматантов.
Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, акустической и т.д.
Claims (1)
- Способ осуществления импульсного гидроразрыва, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом повышении давления в скважине, с применением вентилей, первый из которых соединяет полость скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, второй - со сливной емкостью, при проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем первый вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, оценивают длительность промежутков времени между периодами повышения и снижения давления, а также скорость снижения давления, затем закрывают первый вентиль и открывают второй вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного, открывание второго вентиля осуществляют через отрезок времени и со скоростью, обеспечивающими удаление кольматантов, к линии, соединяющей первый вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключен гидропневмоаккумулятор, объем которого определяется расходом скважинной жидкости при ее перетекании в пласт, отличающийся тем, что для формирования импульса давления в призабойной зоне первый вентиль закрывают при снижении скорости движения жидкости в скважину после открывания первого вентиля, для формирования потоков жидкости в призабойной зоне первый вентиль закрывают при наибольшей скорости движения жидкости в скважину после открывания первого вентиля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124246A RU2768311C1 (ru) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124246A RU2768311C1 (ru) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768311C1 true RU2768311C1 (ru) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021124246A RU2768311C1 (ru) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768311C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5718289A (en) * | 1996-03-05 | 1998-02-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for use in injecting fluids in a well |
RU2495998C2 (ru) * | 2011-05-10 | 2013-10-20 | Минталип Мингалеевич Аглиуллин | Способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины и эжекторное устройство для его осуществления (варианты) |
RU2507390C1 (ru) * | 2012-07-23 | 2014-02-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
RU2682409C1 (ru) * | 2018-03-06 | 2019-03-19 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
RU2720717C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ интенсификации работы скважины |
RU2737632C1 (ru) * | 2020-04-13 | 2020-12-01 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
-
2021
- 2021-08-12 RU RU2021124246A patent/RU2768311C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5718289A (en) * | 1996-03-05 | 1998-02-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for use in injecting fluids in a well |
RU2495998C2 (ru) * | 2011-05-10 | 2013-10-20 | Минталип Мингалеевич Аглиуллин | Способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины и эжекторное устройство для его осуществления (варианты) |
RU2507390C1 (ru) * | 2012-07-23 | 2014-02-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
RU2682409C1 (ru) * | 2018-03-06 | 2019-03-19 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
RU2720717C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ интенсификации работы скважины |
RU2737632C1 (ru) * | 2020-04-13 | 2020-12-01 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2392425C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
US7770638B2 (en) | Method for completion, maintenance and stimulation of oil and gas wells | |
RU2373387C1 (ru) | Способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения (варианты) и устройство для его осуществления | |
RU2327027C2 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
RU2586693C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2409738C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2298650C1 (ru) | Способ гидравлической обработки угольного пласта | |
RU2737632C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2562358C1 (ru) | Способ разработки залежей высоковязких нефтей и битумов | |
RU2349747C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
RU2682409C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2507390C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2675134C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2644368C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2344281C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
RU2266404C1 (ru) | Способ обработки прискважинной зоны пласта | |
RU2768311C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2776266C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2666845C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2444620C1 (ru) | Способ обработки прискважинной зоны пласта | |
RU2477799C1 (ru) | Способ гидравлической обработки угольного пласта | |
RU2383720C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
RU2566883C1 (ru) | Способ гидравлической обработки угольного пласта | |
RU2330953C1 (ru) | Способ обработки прискважинной зоны пласта | |
RU2726685C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |