Способ гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещин гидроразрыва пласта (ГРП) при проведении ГРП в целевых пластах, отделенных от внешних пластов с высокой активностью содержащихся в них флюидов, тонкими экранами, а также в низкопродуктивных пластах малой мощности. В условиях пластов с тонкими экранами и в низкопродуктивных пластах малой мощности основной задачей является ограничение высоты развития трещины и увеличение их протяженности. Это достигается за счет последовательной закачки в трещину оторочек технологических жидкостей с различными реологическими характеристиками с периодическими кратковременными остановками. Ограничение высоты развития трещины достигается за счет размещения наиболее вязких оторочек на периферии трещины, а увеличение протяженности трещины - за счет снижения потерь давления на трение при движении жидкости в центральном (наиболее широком) сечении трещины и перераспределения давления по ее длине. Частота и продолжительность остановок, а также режимы последующих за ней закачек определяются свойствами пласта, текущими параметрами образованной трещины, а также реологическими характеристиками оторочек. Технический результат заключается в повышении эффективности разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений соответствующего строения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещин гидроразрыва пласта (ГРП) при проведении ГРП в целевых пластах, отделенных от внешних пластов с высокой активностью содержащихся в них флюидов тонкими экранами, а также в низкопродуктивных пластах малой мощности, и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности для повышения эффективности разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений соответствующего строения.

Проведение ГРП в пластах с тонкими экранами сопряжено с высокой опасностью нарушения их герметичности, создаваемой вертикальной трещиной, и вовлечения в процесс дренирования флюидов, содержащихся в ниже- или вышележащих пропластках. Проведение ГРП в низкопродуктивных пластах малой мощности приводит к созданию вертикальных трещин, близких по геометрии к радиальным, что снижает эффективность и рентабельность воздействия из-за не рационального расходования материалов и реагентов. В этих условиях основной задачей является ограничение высоты развития трещины и увеличение их протяженности.

Известен способ гидравлического разрыва пласта в условиях близкого расположения подошвенных вод с развитием вертикальной трещины как в целевых (нефтенасыщенных), так и в водонасыщенных интервалах пласта. Положительный эффект достигается за счет организации одновременной подачи в трещину в процессе ее развития технологической жидкости с расклинивающим материалом в верхнюю зону трещины, находящуюся в нефтенасыщенной части пласта и водоизолирующего цемента - в нижнюю зону, находящуюся в водоносной части пласта (патент RU 2483209 С1, 27.02.2013).

Недостатками данного способа являются: изоляция только нижележащих пропластков и сложность обеспечения одинаковых условий отверждения цемента по длине трещины для исключения перетоков.

Наиболее близким является способ гидравлического разрыва пласта в обводненных скважинах и в пластах, где после проведения процесса гидравлического разрыва пласта возможен прорыв воды и увеличение обводненности. Он основан на сочетании ГРП с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах. При этом в качестве жидкости разрыва используют водоизолирующий состав - углеводородный гель на основе алюминиевых или железных солей органических ортофосфорных эфиров и нефти или нефтепродуктов, не содержащий деструктора, а последующую закачку проппанта проводят на полисахаридном водном геле, содержащем деструктор (патент RU 2256787 С1, 20.07.2005).

Недостатком данного способа является: снижение эффективности ГРП из-за создания в притрещинной зоне коллектора слоя с повышенным фильтрационным сопротивлением ввиду взаимодействия фильтрата водоизолирующего состава с пластовой водой.

Технической задачей изобретения является ограничение высоты развития трещины и увеличение ее протяженности. Это обеспечивает повышение эффективности разработки месторождений углеводородов, целевые пласты которых отделены от внешних пластов с высокой активностью содержащихся в них флюидов тонкими экранами или представлены низкопродуктивными пропластками малой мощности за счет повышения эффективности применения ГРП.

Это достигается за счет закачки для создания, развития и закрепления трещины технологической жидкости, представляющей собой набор оторочек композиций технологических сред с различными реологическими характеристиками, с кратковременными остановками. Момент и продолжительность остановок, а также режим последующего нагнетания определяются на основании анализа динамики смыкания трещины по результатам проведения предварительных исследований (минифрака, анализа изменения забойного давления, лабораторных исследований и др.). Начальные оторочки должны характеризоваться малой мгновенной утечкой (для минимизации потерь жидкости) и низкой подвижностью в тонких верхней и нижней краевых зонах вертикальной трещины. С этой целью могут быть использованы газожидкостные среды или жидкости, реологическое поведение которых описывается уравнением Шведова-Бингама или степенным законом, теряющие текучесть при определенных напряжениях сдвига (например, сшитые гели, растворы цементов). Последующие оторочки должны обладать низкой взаимной растворимостью с предыдущей оторочкой, низкой динамической вязкостью и высокими песконесущими свойствами, например (низкополимерные гелевые или пенные системы, линейные гели или их жидкости-основы). Последняя оторочка должна, помимо перечисленного, обладать высокой песконесущей способностью и деструктурирующими свойствами по отношению к ранее закачанным оторочкам.

На изображении представлена схема распределения оторочек в трещине, а также изменение контура трещины в результате кратковременной остановки закачки.

Предлагаемый способ гидравлического разрыва пласта осуществляется следующим образом. В целевой продуктивный пласт 1, отделенный от внешних газо- и/или водоносных пропластков 2 экранами малой толщины 3 через перфорационные отверстия 4 в колонне 5 производится нагнетание оторочек технологических жидкостей. Границы расположения отдельных оторочек (первой 6, второй 7 третьей 8 и т.д.) в трещине можно представить в виде системы вложенных областей, повторяющих форму трещины. После остановки закачки происходит выравнивание давления по длине трещины. В зависимости от параметров трещины и реологических свойств жидкости данный процесс может протекать от 0,5 до 30 минут, однако при этом не должно происходить полного смыкания трещины. В результате давление в трещине вблизи забоя снижается, а в удаленной зоне - возрастает, соответствующим образом изменяя геометрию трещины и, в частности, ее внешний контур 9.

Последующее возобновление нагнетания с таким же или с меньшим режимом подачи (расходом, давлением) ввиду создания в трещине слоистой системы течения, обеспечивающей транспорт жидкости преимущественно по центральной, наиболее широкой зоне и образующей низкоскоростные или застойные зоны на периферии. Формируемая при этом геометрия трещины характеризуется большей, относительно стандартной, характерной для непрерывной подачи агента процедурой проведения работ, отношением длины трещины к ее высоте. Общий прирост протяженности трещины увеличивается с числом остановок. Применение на стадии закачки проппанта технологических жидкостей с пониженными реологическими и высокими деструктурирующими свойствами способствует более полному очищению притрещинной зоны коллектора и самой трещины и, следовательно, увеличивает продуктивность скважины.

Предлагаемый способ гидравлического разрыва пласта успешно испытан на 8 скважинах месторождений ОАО «Сургутнефтегаз». В качестве оторочек технологических сред с различной реологией применялись 4 типа жидкости: базовый сшитый гуаровый гель на водной основе, его маловязкая модификация с пониженным содержанием всех компонентов, линейный гель и вода. Количество технологических остановок закачки длительностью до 10 минут (в среднем 3 минуты) составляло 1-2. Длительность остановок определялась по результатам мини-ГРП на основе анализа изменения устьевого давления после остановки закачки базовой жидкости (первой оторочки). Момент первой остановки выбирался из условия закачки в трещину 3-4 оторочек, составляющих не менее 35% от общего объема смеси, второй, соответственно - не менее 65%.

По результатам первых работ высота развития трещин при сохранении общего объема жидкости и массы проппанта на операцию снижена в среднем на 15% относительно скважин ближайшего окружения с ГРП по традиционным технологиям.

1. Способ проведения гидравлического разрыва пласта, включающий закачку технологической жидкости для создания, развития и закрепления трещины, отличающийся тем, что закачка осуществляется с кратковременными остановками, момент и продолжительность которых определяется на основании анализа динамики смыкания трещины, а технологическая жидкость представлена оторочками композиций технологических сред, при этом первоначальные оторочки характеризуются малой мгновенной утечкой и низкой подвижностью в тонких каналах верхней и нижней краевых зон вертикальной трещины, последующие оторочки обладают низкой взаимной растворимостью с предыдущей оторочкой, низкой динамической вязкостью и высокими песконесущими свойствами, а последняя оторочка обладает высокими деструктурирующими свойствами по отношению к ранее закачанным оторочкам.

2. Способ по п.1, в котором в качестве первоначальных оторочек используются газо-жидкостные среды, дисперсные системы или вязкопластичные жидкости.

3. Способ по п.2, в котором вязкопластичная жидкость является сшитым гелем или раствором цемента.

4. Способ по п.1, в котором в качестве последующих оторочек используются низкополимерные гелевые или пенные системы, линейные гели, а также их жидкости-основы.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к оборудованию и технологиям для осуществления гидравлического разрыва грунта. Система обмена давления, включает в себя ротационный изобарический обменник давления (IPX), выполненный с возможностью обмена давления между первым флюидом и вторым флюидом, а также двигательную систему, соединенную с IPX и выполненную с возможностью приводить в действие IPX.

Изобретение относится к разработке нефтяных залежей и может быть применено для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) с различной проницаемостью пород. Способ включает проведение исследований до и после проведения ГРП с проппантом, проведение ГРП, определение эффективности ГРП на основе показаний, полученных в результате исследований.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности к оборудованию, технологиям для осуществления гидроразрыва пласта. Система обмена давления содержит систему гидроразрыва, включающую гидравлическую систему передачи энергии в виде ротационного изобарического обменника давления, выполненного с возможностью обмена давления между первым флюидом и вторым флюидом, двигательную систему, соединенную с гидравлической системой передачи энергии и выполненную с возможностью передачи крутящего момента в гидравлическую систему передачи энергии, и контроллер с одним или несколькими режимами работы для управления двигательной системой.

Изобретение относится к разработке жидких полезных ископаемых, таких как нефть, природный газ, сланцевый газ. Способ приготовления самосуспендирующегося проппанта, характеризующийся тем, что содержит шаги: использование в качестве наполнителя одного или более из материалов: кварцевый песок, керамзит, металлические частицы, сферические частицы стекла, спеченный боксит, спеченный глинозем, спеченный цирконий, синтетическая смола, плакированный песок и частицы измельченной ореховой скорлупы, нагрев наполнителя до 50-300°С, охлаждение до температуры ниже 240°С, добавление адгезива в количестве 0,5-15 мас.% от массы наполнителя и перемешивание, когда температура полученной смеси снижается до температуры ниже 150°С, добавление водорастворимого полимерного материала в количестве 0,1-5 мас.% от массы наполнителя и перемешивание, металлическая частица выполняется из одного или более следующих материалов: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевый сплав, железоникелевый сплав и ферромарганцевый сплав, водорастворимый полимерный материал выбирается из натурального полимерного, синтетического полимерного или полунатурального полусинтетического полимерного материала, который разбухает или быстро растворяется в воде, адгезив содержит все материалы, имеющие функции адгезива, содержащие натуральный адгезив и синтетический адгезив, натуральный адгезив содержит животный клей, растительную камедь и минеральный клей, животный клей выбирают из одного или более веществ: кожный клей, костяной клей, шеллак, казеиновый клей, альбуминовый клей и рыбный клей, растительная камедь выбирают из одного или более веществ: крахмал, декстрин, терпентин, тунговое масло, аравийская камедь и натуральный каучук, минеральный клей выбирают из одного или более веществ: минеральный воск и асфальт, синтетический адгезив выбирают из одного или более веществ: фенольная смола, эпоксидная смола, ненасыщенная полиэфирная смола и гетероциклический полимерный адгезив.

Описана система, которая обеспечивает проппант для смешивания в потоке текучей среды из сжиженного газа с помощью эдуктора для получения суспензии проппанта, которая эффективно регулируется системой регулировочного клапана и связанного ПЛК-контроллера.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для гидравлического разрыва продуктивного пласта, расположенного между породами-неколлекторами - глинистыми прослоями.
Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть применено для интенсификации притока флюида к скважине за счет образования трещин в продуктивном пласте.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления кремнеземистых легковесных керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Группа изобретений относится к способу, системе и ее применению для скважинного мониторинга гидравлического разрыва пласта. Способ включает этапы, на которых: опрашивают оптическое волокно, размещенное вдоль траектории ствола скважины, для формирования распределенного акустического датчика; собирают данные от многочисленных продольных участков волокна; и обрабатывают указанные данные для получения индикации вымывания проппанта.

Группа изобретений относится к вариантам системы и способу обработки флюида для гидравлического разрыва пласта. Предложена система, которая включает в себя интегрированную коллекторную систему, содержащую нескольких изобарических обменников давления (IPX), каждый из которых имеет входное отверстие для первого флюида под низким давлением, входное отверстие для второго флюида под высоким давлением, выходное отверстие для первого флюида под высоким давлением и выходное отверстие для второго флюида под низким давлением.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке нефтяных месторождений с использованием заводнения. Состав для вытеснения для закачки в глинизированный нефтяной пласт, содержащий неионогенное поверхностно-активное вещество - НПАВ N-алкил-N,N-ди(полиэтиленгликоль) амин на основе кислот кокосового масла оксамин Л-15 и воду, дополнительно содержит катионное поверхностно-активное вещество - КПАВ алкилдиметилбензиламмоний хлорид С12 - С14 спиртовой, при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к способам и композициям, в том числе используемым в различных операциях, выполняемых под землей. Способ цементирования в подземном пласте включает обеспечение цементной композиции замедленного схватывания, содержащей воду, пемзу, гашеную известь, диспергирующий агент и замедлитель схватывания, причем замедлитель схватывания содержит производную фосфоновой кислоты, а диспергирующий агент представляет собой эфир поликарбоновой кислоты; вспенивание цементной композиции замедленного схватывания; активирование цементной композиции замедленного схватывания; введение цементной композиции замедленного схватывания в подземный пласт; и обеспечение схватывания цементной композиции замедленного схватывания в подземном пласте.

Изобретение относится к процессам кислотной обработки. Технический результат - растворение растворимых в кислоте материалов при низких температурах.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин.

Настоящее изобретение относится к водорастворимым, гидрофобно-ассоциирующим сополимерам. Описан водорастворимый, гидрофобно-ассоциирующий сополимер, включающий (a) 0,1-20 мас.% по меньшей мере одного гидрофобно-ассоциирующего мономера (a), а также (b) 25-99,9 мас.% по меньшей мере одного отличного от мономера (а) гидрофильного мономера (b), причем при его синтезе посредством водной гелевой полимеризации или полимеризации в растворе при значении рН от 5,0 до 7,5 перед инициированием реакции полимеризации вводят по меньшей мере один дополнительный, но не способный к полимеризации поверхностно-активный компонент (c), причем количественные данные в каждом случае пересчитаны на общее количество всех мономеров в сополимере, и причем по меньшей мере один из мономеров (a) является мономером общей формулы (I) причем единицы -(-CH2-CH2-O-)k, -(-CH2-CH(R3)-O-)l и при необходимости -(-CH2-CH2-O-)m в структуре блока расположены в представленной в формуле (I) последовательности, а остатки и индексы имеют следующие значения: k означает число от 15 до 35; l означает число от 5 до 25; m означает число от 0 до 15; R1 означает H; R2 означает двухвалентную соединительную группу -O-(Cn'H2n')-, причем n´ равно 4, R3 означает углеводородный остаток по меньшей мере с 2 атомами углерода при условии, что сумма атомов углерода всех углеводородных остатков R3 находится в диапазоне от 15 до 50; R4 означает Н; и причем гидрофобно-ассоциирующий мономер (a) общей формулы (I) является получаемым способом, включающим следующие стадии: а) взаимодействие моноэтилен-ненасыщенного спирта A1 общей формулы (II) с этиленоксидом, причем остатки R1 и R2 имеют вышеуказанные значения, при добавлении щелочного катализатора K1, содержащего KOMe и/или NaOMe, причем получают алкоксилированный спирт A2; b) взаимодействие алкоксилированного спирта A2 по меньшей мере с одним алкиленоксидом Z формулы (Z) ,причем R3 имеет вышеуказанные значения; при добавлении щелочного катализатора K2, выбранного из NaOH, NaOMe и NaOEt, причем концентрация ионов калия при взаимодействии на стадии b) составляет менее или равна 0,9 мол.% в пересчете на использованный спирт A2, и причем взаимодействие на стадии b) проводят при температуре менее или равной 135°C, причем получают алкоксилированный спирт A3 формулы (III) где R4=Н, причем остатки R1, R2 и R3 и индексы k и l имеют вышеуказанные значения; c) при необходимости взаимодействие по меньшей мере части алкоксилированного спирта A3 с этиленоксидом, причем получают алкоксилированный спирт A4, который соответствует мономеру (a) формулы (I), где R4=H и m больше 0, и причем сополимер включает по меньшей мере два различных гидрофильных мономера (b), представляющие собой (b1) акриламид в качестве нейтрального гидрофильного мономера, (b2) акриловую кислоту, винилсульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (АМПК), 2-акриламидо-бутансульфоновую кислоту, 3-акриламидо-3-метил-бутансульфоновую кислоту или 2-акриламидо-2,4,4-триметилпентансульфоновую кислоту в качестве анионного гидрофильного мономера.

Изобретение относится к композициям поверхностно-активных веществ для использования при обработке и извлечении ископаемого флюида из подземного пласта, их получению и использованию.

Изобретение относится к магнийсодержащим керамическим проппантам - расклинивателям, предназначенным для использования в нефтедобывающей промышленности в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении солевых отложений в условиях воздействия аномальных пластовых давлений, высоких температур и сероводородной агрессии.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат – оптимизация структурно-реологических свойств бурового раствора в условиях, характеризующихся высокими забойными температурами и аномально высокими пластовыми давлениями, ограничение содержания твердой фазы, в частности, к буровым растворам, применяемым при бурении в условиях, характеризующихся высокими забойными температурами и аномально высокими пластовыми давлениями.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - улучшение качества утяжеленного бурового раствора, оптимизация структурно-реологических свойств, безаварийное бурение глубоких скважин в условиях высоких пластовых давлений и температур.

Изобретение относится к способу обработки подземного пласта. Способ обработки подземного пласта, включающий приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие ниже давления смыкания разрыва подземного пласта, где указанная суспензия цементного раствора содержит цементирующий материал, воду и меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора, закачивание указанной суспензии в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте, при сохранении более высокого давления, чем давление смыкания разрыва, предоставление возможности указанной суспензии схватиться, образуя отвердевший цементный раствор в разрыве, понижение давления ниже давления смыкания разрыва, предоставление возможности отвердевшему цементному раствору в разрыве растрескаться, образуя растрескавшийся отвердевший цементный раствор, и добычу углеводородов из пласта через растрескавшийся отвердевший цементный раствор в разрыве. Способ обработки подземного пласта, включающий приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью свыше 10 мД·фт, где указанная суспензия содержит цементирующий материал, заполнитель, воду и меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в указанной суспензии, закачивание указанной суспензии в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте, предоставление возможности суспензии схватиться, образуя проницаемый отвердевший цементный раствор в разрыве, и добычу углеводородов из пласта через схватившийся отвердевший цементный раствор в разрыве. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - повышение эффективности обработки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 табл.

Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещин гидроразрыва пласта при проведении ГРП в целевых пластах, отделенных от внешних пластов с высокой активностью содержащихся в них флюидов, тонкими экранами, а также в низкопродуктивных пластах малой мощности. В условиях пластов с тонкими экранами и в низкопродуктивных пластах малой мощности основной задачей является ограничение высоты развития трещины и увеличение их протяженности. Это достигается за счет последовательной закачки в трещину оторочек технологических жидкостей с различными реологическими характеристиками с периодическими кратковременными остановками. Ограничение высоты развития трещины достигается за счет размещения наиболее вязких оторочек на периферии трещины, а увеличение протяженности трещины - за счет снижения потерь давления на трение при движении жидкости в центральном сечении трещины и перераспределения давления по ее длине. Частота и продолжительность остановок, а также режимы последующих за ней закачек определяются свойствами пласта, текущими параметрами образованной трещины, а также реологическими характеристиками оторочек. Технический результат заключается в повышении эффективности разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений соответствующего строения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх