Способ ориентирования трещин гидравлического разрыва в подземном пласте, вскрытом горизонтальными стволами



Способ ориентирования трещин гидравлического разрыва в подземном пласте, вскрытом горизонтальными стволами
Способ ориентирования трещин гидравлического разрыва в подземном пласте, вскрытом горизонтальными стволами

 


Владельцы патента RU 2591999:

Шлюмберже Текнолоджи Б.В. (NL)

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при гидравлическом разрыве пласта. Для обеспечения контролируемого инициирования и распространения трещин гидроразрыва осуществляют закачку первой жидкости гидроразрыва в первый горизонтальный ствол, сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте, и создают давление первой жидкости гидроразрыва в первом стволе для создания поля механических напряжений вокруг каждого выбранного сегмента первого ствола. Вторую жидкость гидроразрыва под давлением, содержащую частицы расклинивающего агента, одновременно закачивают во второй горизонтальный ствол, находящийся на некотором расстоянии по вертикали от первого ствола и сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте, чтобы обеспечить распространение трещин от выбранных сегментов второго ствола по направлению к выбранным сегментам первого ствола. Технический результат заключается в повышении продуктивности разрабатываемого пласта и точности размещения трещин. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к гидравлическому разрыву подземных пластов для интенсификации притока в нефтяных и газовых скважинах и может применяться в любых плотных и малопроницаемых пластах (газоносных или нефтеносных).

Гидравлический разрыв пласта - основной метод, применяемый для повышения продуктивности скважин за счет создания или расширения дренажных каналов между стволом скважины и нефтеносными пластами. В целом это достигается за счет закачки высоковязкой жидкости (жидкости гидроразрыва) с примесью расклинивающего агента (проппант) в скважину для создания в скважине давления, под воздействием которого в подземном пласте создаются трещины. При этом расклинивающий агент (проппант) проникает в трещину и после закрытия трещины создает высокопроводящий канал для углеводородов из глубины пласта к скважине.

Существует известный способ оптимизации гидравлического разрыва за счет расположения перфорационных отверстий в заранее установленном направлении распространения трещины (патент США 5318123). В данном изобретении производится выравнивание перфорационных отверстий, выполняемых при помощи целого ряда перфорационных устройств, в заранее определенном направлении распространения трещины. Это изобретение не изменяет направления распространения трещины, а лишь облегчает процесс открытия трещины за счет расположения перфорационных отверстий в заранее определенном направлении распространения трещины.

Кроме того, существует еще один метод выполнения гидравлического разрыва в многоствольных скважинах, описанный в патенте США 8220547. Способ заключается в выполнении гидроразрывов в нескольких боковых стволах, созданных в одном пласте, с последовательной изоляцией нескольких боковых стволов в порядке убывания при закачке жидкости гидроразрыва последовательно в каждый изолированный боковой ствол. Этот способ не обеспечивает создания трещины, пересекающей два боковых ствола одновременно.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ ориентирования трещин гидравлического разрыва в подземном пласте с горизонтальными стволами обеспечивает повышение продуктивности и высокую точность размещения трещин благодаря контролируемому инициированию и распространению трещин.

В соответствии с предлагаемым способом осуществляют закачку первой жидкости гидроразрыва в первый горизонтальный ствол, сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте, и создают давление первой жидкости гидроразрыва в первом стволе для создания поля механических напряжений вокруг каждого выбранного сегмента первого ствола. Вторую жидкость гидроразрыва под давлением, содержащую частицы расклинивающего агента, одновременно закачивают во второй горизонтальный ствол, находящийся на некотором расстоянии по вертикали от первого ствола и сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте, чтобы обеспечить распространение трещин от выбранных сегментов второго ствола по направлению к выбранным сегментам первого ствола.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения первый и второй горизонтальный стволы представляют собой боковые стволы многоствольной скважины.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения в качестве первой жидкости гидроразрыва, закачиваемой в первый горизонтальный ствол, может быть использована вторая жидкость гидроразрыва, содержащая частицы расклинивающего агента, используемая для закачки во второй ствол.

Первый и второй стволы могут сообщаться с пластом через интервалы перфорации или скользящие муфты.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема двух боковых стволов, вскрывающих пласт, с образовавшейся трещиной согласно одному из вариантов осуществления изобретения; на фиг. 2 приведена схема двух горизонтальных стволов, вскрывающих пласт, с образовавшейся трещиной согласно другому варианту осуществления изобретения.

Способ основан на том, что во время закачки жидкости гидроразрыва под высоким давлением в стволе скважины создаются трещины, распространяющиеся от ствола в направлении максимального напряжения в пласте. Способ состоит из создания трещин гидравлического разрыва за счет закачки жидкости гидроразрыва под давлением, содержащей частицы расклинивающего агента, в один горизонтальный ствол, вскрывающий пласт и сообщающийся с пластом в некоторых выбранных сегментах через открытые интервалы перфорации или скользящие муфты, и за счет создания давления в другом горизонтальном стволе, расположенном на некотором расстоянии по вертикали от первого ствола и также сообщающемся с пластом в том же количестве выбранных сегментов через интервалы перфорации или скользящие муфты. Таким образом, при помощи данного способа в пласте создаются трещины, которые распространяются от выбранных сегментов одного горизонтального ствола в направлении к выбранным сегментам другого горизонтального ствола, находящимся под давлением. Продуктивность/приемистость контролируются за счет гидравлической сообщаемости через трещины между двумя дренажными каналами. Высокая точность размещения трещин обеспечивается за счет динамического контроля распространения трещин.

Согласно одному варианту осуществления изобретения (см. фиг. 1) расположенные на некотором вертикальном расстоянии друг от друга боковые стволы 1 и 2, а согласно другому варианту осуществлению изобретения (см. фиг. 2), расположенные на некотором вертикальном расстоянии друг от друга различные горизонтальные стволы 1 и 2 пробуривают, обсаживают и цементируют. Стволы сообщаются с пластом в выбранных сегментах при помощи либо интервалов перфорации, либо скользящих муфт (не показаны).

Ствол 1 используют в качестве нагнетательного ствола для закачки жидкости гидроразрыва с частицами расклинивающего агента (проппанта) под давлением для обеспечения инициирования и распространения как минимум одной трещины гидроразрыва 3 из сегмента 4 (или нескольких сегментов, не показанных на чертеже), сообщающегося с пластом. Ствол 2 используют для создания давления в выбранном сегменте 5 или в нескольких выбранных сегментах (не показаны) за счет заполнения ствола 2 жидкостью гидроразрыва под увеличивающимся давлением. Жидкость гидроразрыва под высоким давлением, которую закачивают в ствол 1, может быть использована и для закачивания в ствол 2 с целью создания давления в выбранном сегменте 5 ствола 2.

Однако создание давления не должно приводить к образованию трещин в стволе 2, поэтому давление не должно превышать давление инициации трещины гидроразрыва, которое определяется индивидуально в зависимости от конкретных характеристик породы. Давление нагнетается для создания поля 6 механических напряжений, обозначенного пунктирными линиями и стрелками, вокруг каждого выбранного сегмента 5 ствола 2 (сообщающегося с пластом), которое будет способствовать распространению трещин гидроразрыва 3 из ствола 1 через выбранные сегменты 4 в направлении поля 6 максимального механического напряжения пласта в выбранном сегменте 5 ствола 2.

В качестве примера конкретной реализации вышеописанного способа (см. фиг. 1) рассмотрим одну вертикальную скважину, пробуренную до глубины 1000 м и далее разделяющуюся на два горизонтальных параллельных боковых ствола длиной 3000 м. Расстояние между двумя стволами по вертикали равно 100 м. Пласт-коллектор залегает в низкопроницаемых породах ачимовской свиты. В каждом боковом стволе создается по четыре интервала перфорации. Затем при помощи описанного выше способа создаются четыре трещины гидроразрыва, соединяющие оба боковых ствола и идущие от одного интервала перфорации бокового ствола к другому интервалу перфорации другого бокового ствола. Трещины создают путем закачки в один из стволов жидкости гидроразрыва YF140 с песком 100 меш. Скорость закачки - 8 м3/мин. В другой ствол закачивают ту же жидкость гидроразрыва YF140 до достижения определенного уровня давления, обеспечивающего поле механических напряжений в породе.

Хотя представленное выше описание содержит ссылку на конкретные средства и осуществления, оно не ограничивается описанной здесь конкретикой, а охватывает все функционально эквивалентные структуры, методы и применения, которые находятся в объеме представленной формулы изобретения.

1. Способ ориентирования трещин гидравлического разрыва в подземном пласте, вскрытом горизонтальными стволами, в соответствии с которым:
осуществляют закачку первой жидкости гидроразрыва в первый горизонтальный ствол, сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте,
создают давление первой жидкости гидроразрыва в первом стволе для создания поля напряжения вокруг каждого выбранного сегмента первого ствола,
осуществляют одновременную закачку второй жидкости гидроразрыва под давлением, содержащей частицы расклинивающего агента, во второй горизонтальный ствол, расположенный на некотором расстоянии по вертикали от первого ствола и сообщающийся с пластом по меньшей мере в одном выбранном сегменте, для формирования трещин, распространяющихся от выбранных сегментов второго ствола по направлению к выбранным сегментам первого ствола.

2. Способ по п.1, в соответствии с которым первый и второй горизонтальные стволы представляют собой боковые стволы многоствольной скважины.

3. Способ по п.1, в соответствии с которым в качестве первой жидкости гидроразрыва, закачиваемой в первый ствол, используют вторую жидкость гидроразрыва, закачиваемую во второй ствол.

4. Способ по п.1, в соответствии с которым первый ствол сообщается с пластом через интервалы перфорации.

5. Способ по п.1, в соответствии с которым первый ствол сообщается с пластом через скользящие муфты.

6. Способ по п.1, в соответствии с которым второй ствол сообщается с пластом через интервалы перфорации.

7. Способ по п.1, в соответствии с которым второй ствол сообщается с пластом через скользящие муфты.



 

Похожие патенты:

Система и способ выполнения работ по гидравлическому разрыву формации у ствола скважины, разбуривающей подземную формацию. Способ включает получение интегрированных данных буровой площадки, создание модели механических свойств геологической среды, используя интегрированные данные буровой площадки, моделирование пересечения природной трещины искусственно созданным гидравлическим разрывом, используя модель механических свойств геологической среды, определение свойств пересечений встреченных природных трещин.

Изобретение относится к производству проппантов с покрытием, проппантам, получаемым таким способом, их применению и способам использования проппантов. Способ производства проппантов с покрытием включает (a) смешивание проппантов с полиольным компонентом и изоцианатным компонентом, где полиольный компонент включает фенольную смолу и, необязательно, другие соединения, содержащие гидроксигруппу, где изоцианатный компонент включает изоцианат с по меньшей мере двумя изоцианатными группами и, необязательно, другие соединения, содержащие изоцианатную группу, и где x частей изоцианатного компонента по массе используют в соотношении к 100 частям по массе полиольного компонента, со значением x от примерно 105% до примерно 550% от исходной величины изоцианата, (b) затвердевание смеси, полученной на стадии (а), с помощью обработки катализатором; и (c) необязательное повторение стадий (а) и (b) один или несколько раз, где смесь, полученная на стадии (b), или проппанты, выделенные из нее, применяются в качестве проппантов на стадии (a), где полиольный компонент на стадии (a) является тем же самым или отличным от полиольного компонента, используемого на предыдущей стадии (a), и где изоцианатный компонент в стадии (a) является тем же самым или отличным от изоцианатного компонента, используемого на предыдущей стадии (a), где проппанты с покрытием включают смесь покрытых частиц и совокупностей, где количество совокупностей не больше 10% от смеси.

Изобретение относится к текучей среде для обслуживания скважин газовых, геотермальных, угольнопластовых метановых или нефтяных месторождений. Способ обслуживания ствола скважины включает: смешивание агента для снижения трения, анионогенного поверхностно-активного вещества, катионогенного поверхностно-активного вещества и водной основы с образованием вязкоупругого геля на водной основе, введение в ствол скважины текучей среды для обслуживания скважин, содержащей вязкоупругий гель на водной основе, где агент для снижения трения содержит по меньшей мере одно высокомолекулярное полимерное звено, выбранное из акриламидных групп, акрилатных групп, сульфогрупп и групп малеиновой кислоты, а гель на водной основе содержит анионогенное поверхностно-активное вещество и катионогенное поверхностно-активное вещество и где концентрация агента для снижения трения составляет 0,06 кг/м3 (0,5 фунта/1000 галлонов) или менее в расчете на всю текучую среду для обслуживания скважин.

Изобретение направлено на получение керамического расклинивающего агента с высокими эксплуатационными характеристиками и низкой себестоимостью производства, что является актуальным для серийного производства за счет использования дисперсионного механизма упрочнения керамики путем дополнительного использования легкоплавкой монтмориллонитовой глины, обладающей низкой температурой спекания.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для интенсификации работы скважины. В скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб до забоя и промывают скважину циркуляцией, закачивают через колонну насосно-компрессорных труб на забой водный раствор поверхностно-активного вещества в объеме 3-4 м3 и продавливают водой плотностью 1,17-1,19 г/см3 в объеме 5-6 м3.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины. В способе гидроразрыва пласта, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, при закачке компонентов в жидкость разрыва вводят смесь 10-27%-ного расвора соляной кислоты, метилен-фосфорной кислоты и воды в концентрации 1-2 л на 1 м3 жидкости разрыва, при соотношении раствора соляной кислоты, метилен-фосфорной кислоты и воды (15-25):(55-65):(15-25) об.% соответственно.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины, вскрывшей пласт с низкопроницаемым коллектором. В способе интенсификации работы скважины, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, обеспечивающий ограниченное время удерживания проппанта во взвешенном состоянии, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом. Способ включает гидравлический разрыв продуктивного пласта путем установки пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачку в подпакерную зону жидкости гидроразрыва, создание в подпакерной зоне давления гидроразрыва и продавку в образовавшуюся трещину жидкости гидроразрыва.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке низкопроницаемой нефтяной залежи. Технический результат - увеличение эффективности гидроразрыва пласта и увеличение нефтеотдачи нефтяной залежи.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи. Способ повторного гидравлического разрыва пласта характеризуется тем, что при прокачке жидкости разрыва по технологии и режимам в соответствии с первым гидроразрывом пласта в нее на стадии добавления сшивателя добавляют в количестве 1-2 л на 1 м3 жидкости разрыва смесь, содержащую, об.%: 10-27%-ную соляную кислоту 15-25, метилен-фосфорную кислоту 55-65, воду 15-25.

Изобретение относится к области подземной газификации угля и, в частности, к системе обеспечения проницаемости угольного пласта. Технический результат - повышение надежности работы системы обеспечения необходимой проницаемости угольного пласта.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и способствует повышению эффективности разработки залежи нефти в карбонатном или терригенном пласте с развитой макротрещиноватостью.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при заблаговременном извлечении (добыче) метана угольных пластов. .

Изобретение относится к разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, в частности к месторождениям с ухудшенными коллекторскими свойствами и к месторождениям, находящимся на поздней стадии разработки.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи с уточняемыми запасами, обеспечивает повышение нефтеотдачи залежи, разрабатывают нефтяную залежь, закачивают рабочий агент через нагнетательные скважины, отбирают нефть через добывающие скважины, проводят гидроразрыв пласта в краевой зоне залежи в скважине с безводной нефтью и наличием многослойного коллектора промышленной толщины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. .

Изобретение относится к способам гидравлического разрыва пласта. Способ включает вскрытие пласта вертикальной скважиной, спуск в скважину колонны труб до интервала пласта и проведение гидравлического разрыва пласта - ГРП закачкой жидкости разрыва по колонне труб. При этом на устье скважины нижний конец колонны труб оснащают щелевым перфоратором с обратным клапаном снизу и спускают в скважину в интервал пласта. Производят обратную промывку в полуторократном объеме скважины. Затем посредством щелевого перфоратора с ориентировкой по азимуту максимального напряжения прорезают эксплуатационную колонну скважины и создают в интервале подошвы и кровли пласта по две оппозитные щели диаметром до 1,5 м и высотой щели 0,2-0,25 диаметра скважины. После чего в пласте между щелями через щелевой перфоратор закачкой жидкости разрыва по колонне труб выполняют ГРП с образованием трещин разрыва. После образования трещин разрыва производят крепление трещин сверхлегким проппантом плотностью 1200-1250 кг/м3. При этом закачку жидкости разрыва по колонне труб через щелевой перфоратор продолжают и одновременно в заколонное пространство скважины производят закачку сверхлегкого проппанта под давлением, не превышающим допустимое на стенки скважины. По окончании крепления трещин колонну труб с щелевым перфоратором и обратным клапаном извлекают из скважины. Технический результат заключается в повышении качества вторичного вскрытия продуктивного пласта и расширении технологических возможностей реализации способа. 3 ил.

Изобретение относится к получению высокопроницаемой набивки расклинивающего агента при гидроразрыве. Способ увеличения проницаемости набивки из расклинивающего агента внутри разрыва, включающий: введение в, по меньшей мере, часть разрыва в подземном пласте смеси множества расклинивающих агентов и множества частиц, чтобы сформировать набивку из расклинивающего агента, где, по меньшей мере, часть частиц являются разрушаемыми частицами, причем часть частиц, являющаяся разрушаемыми частицами, содержит разрушаемый металл в форме прессованного продукта из относительно менее разрушаемых порошков, где сам прессованный продукт является относительно более разрушаемым, и разрушение, по меньшей мере, части частиц, чтобы создать набивку из расклинивающего агента, имеющую относительно более высокую проницаемость по сравнению с проницаемостью набивки из расклинивающего агента перед разрушением. Смесь, содержащая множество расклинивающих агентов и множество частиц, где, по меньшей мере, часть частиц представляет собой разрушаемый металл в форме прессованного продукта из относительно менее разрушаемых порошков, где сам прессованный продукт является относительно более разрушаемым. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - повышение эффективности обработки. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх