Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2462590C1 - Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation - Google Patents

Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation Download PDF

Info

Publication number
RU2462590C1
RU2462590C1 RU2011114257/03A RU2011114257A RU2462590C1 RU 2462590 C1 RU2462590 C1 RU 2462590C1 RU 2011114257/03 A RU2011114257/03 A RU 2011114257/03A RU 2011114257 A RU2011114257 A RU 2011114257A RU 2462590 C1 RU2462590 C1 RU 2462590C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
fracturing
stage
acid
hydraulic fracturing
Prior art date
Application number
RU2011114257/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арслан Валерьевич Насыбуллин (RU)
Арслан Валерьевич Насыбуллин
Вячеслав Гайнанович Салимов (RU)
Вячеслав Гайнанович Салимов
Олег Вячеславович Салимов (RU)
Олег Вячеславович Салимов
Радик Зяузятович Зиятдинов (RU)
Радик Зяузятович Зиятдинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2011114257/03A priority Critical patent/RU2462590C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462590C1 publication Critical patent/RU2462590C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method involves acid fracturing of formation by means of packer mounting above roof of perforated productive formation, pumping of hydraulic fracture liquid to underpacker zone, creation of hydraulic fracture pressure in underpacker zone and forcing-through of hydraulic fracture liquid to crack appeared. After acid fracturing of formation, repeated acid fracturing of formation is performed in two stages. At the first stage crack appeared due to acid fracturing of formation is strengthened by pumping of hydraulic fracture liquid with proppant in quantity enough for measurement of horizontal stresses in carbonate formation and provision of normal direction of the second crack appeared during the second stage of acid fracturing of formation in relation to the first crack. After the first stage of repeated hydraulic fracturing of formation, well is checked for drain through nozzles in increasing sequence of their diameters. At the first stage of hydraulic fracturing of formation jell is used as hydraulic fracturing liquid, at the second stage - acid composition.
EFFECT: simplifying the method and reducing labour intensity, improving efficiency of carbonate formation development due to enlargement of zone of productive formation drainage due to creation of two directed cracks.
1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом в карбонатных породах.The invention relates to the oil industry and can be used to improve the hydrodynamic connection of the well with the reservoir in carbonate rocks.

Известен способ гидроразрыва пласта и устройство для его осуществления (патент RU №2007552, МПК 8 E21B 43/26, опубл. 15.02.1994), включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с перфоратором, имеющим перфорационные отверстия в одной вертикальной плоскости азимутальной ориентации НКТ, щелевую перфорацию в заданном направлении, промывку скважины, подъем НКТ с перфоратором, спуск НКТ с пакером и якорем, закачку под давлением жидкости разрыва и жидкости песконосителя.A known method of hydraulic fracturing and a device for its implementation (patent RU No.2007552, IPC 8 E21B 43/26, publ. 02/15/1994), including the descent into the well of a string of tubing with a perforator having perforations in one vertical the azimuthal orientation plane of the tubing, slotted perforation in a given direction, flushing the well, raising the tubing with a perforator, lowering the tubing with a packer and anchor, injecting fracturing fluid and sand carrier fluid under pressure.

Недостатком данного способа является негарантированное распространение трещины в направлении заданной щелевой перфорации.The disadvantage of this method is the unwarranted propagation of cracks in the direction of a given slotted perforation.

Также известен способ проведения направленного гидравлического разрыва пласта (патент RU №2177541, МПК E21B 43/26, опубл. 27.12.2001 г.), включающий спуск в скважину устройства для прорезания щелей в обсадной трубе, закачку абразивной жидкости разрыва, суспензии жидкости-носителя с закрепляющим материалом и продавочной жидкости. Их закачивают темпом, обеспечивающим давление на забое выше давления разрыва пласта. Осуществляют технологическую выдержку и ввод скважины в эксплуатацию. В обсадной колонне прорезают щель, имеющую кольцевое сечение и конусоидальный профиль для обеспечения гидромониторного эффекта. При закачке жидкостей через щель в обсадной колонне прорезают жидкостью кольцевую щель конической формы в цементном камне и горной породе в плоскости, перпендикулярной оси обсадной трубы. Затем эту щель углубляют, после чего приступают к закачке жидкости разрыва.Also known is a method of conducting directional hydraulic fracturing (patent RU No. 2177541, IPC E21B 43/26, publ. 12/27/2001), including the descent into the well of a device for cutting gaps in the casing, injection of abrasive fracturing fluid, suspension fluid carrier with fixing material and selling fluid. They are pumped at a rate that provides pressure at the bottom above the pressure of the fracturing. Carry out technological exposure and commissioning of the well. A slit is cut in the casing having an annular cross section and a conical profile to provide a hydro-monitor effect. When injecting liquids through a slit in the casing, a conical-shaped annular slot is cut through the liquid in the cement stone and rock in a plane perpendicular to the axis of the casing. Then this gap is deepened, after which they begin to pump the fracturing fluid.

Недостатками данного способа являются необходимость дополнительной перфорации устройством для прорезания щелей в обсадной колонне, а также углубление этих щелей закачкой абразивной жидкости, ухудшающей проницаемость призабойной зоны пласта (ПЗП).The disadvantages of this method are the need for additional perforation by a device for cutting gaps in the casing, as well as the deepening of these gaps by injection of abrasive fluid, which worsens the permeability of the bottom-hole formation zone (PZP).

Известен также способ проведения локального направленного гидроразрыва пласта (патент RU №2335628, МПК E21B 43/26, опубл. в бюл. №28 от 10.10.2008 г.), включающий определение напряженных зон в пласте-коллекторе необсаженного ствола скважины сейсмическим зондированием методом рассеянных волн, бурение боковых параллельных стволов малого диаметра вдоль оси главных напряжений сжатия горного массива. При этом расстояние между параллельными горизонтальными стволами выбирают из условия обеспечения их устойчивости и проведения вертикального гидроразрыва по длине горизонтальных стволов с обеспечением движения трещин навстречу друг другу и их слияния с вовлечением в разработку целиков нефти, ее тупиковых и застойных зон в пласте с подошвенной водой или в пласте с выше - и нижележащей водой. Недостатками данного способа являются:There is also known a method of conducting local directed hydraulic fracturing (patent RU No. 2355628, IPC E21B 43/26, published in Bulletin No. 28 of 10/10/2008), which includes determining the stress zones in the reservoir of an open hole borehole by seismic scattering using the dispersed method waves, drilling parallel lateral trunks of small diameter along the axis of the main compressive stresses of the rock mass. In this case, the distance between parallel horizontal shafts is selected from the condition of ensuring their stability and carrying out vertical hydraulic fracturing along the length of horizontal shafts with ensuring the movement of cracks towards each other and their merging with the involvement of oil pillars, its dead-end and stagnant zones in the formation with bottom water or in reservoir with higher - and underlying water. The disadvantages of this method are:

- необходимость определения напряженных зон в пласте-коллекторе путем сейсмического зондирования методом рассеянных волн в необсаженном стволе скважины;- the need to determine stress zones in the reservoir by seismic sounding by the method of scattered waves in an open hole;

- бурение боковых параллельных стволов малого диаметра вдоль оси главных напряжений сжатия горного массива.- drilling parallel lateral shafts of small diameter along the axis of the main compression stresses of the rock mass.

Наиболее близким по технической сущности является способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом (патент RU №2351751, МПК E21B 43/16, 43/26, опубл. в бюл. №10 от 10.04.2009 г.), включающий гидравлический разрыв пласта путем установки пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачки в подпакерную зону жидкости гидроразрыва, создания в подпакерной зоне давления гидроразрыва и продавки в образовавшуюся трещину жидкости гидроразрыва, согласно изобретению вначале производят герметизацию заколонного пространства скважины и бурение радиальных перфорационных каналов в заданном интервале продуктивного пласта, после чего производят гидравлический разрыв пласта (ГРП), при этом бурение радиальных перфорационных каналов производят ориентированно в заданном направлении, а в качестве жидкости гидроразрыва пласта используют кислотный состав.The closest in technical essence is a method of improving the hydrodynamic connection of the well with the reservoir (patent RU No. 2351751, IPC E21B 43/16, 43/26, published in Bulletin No. 10 of 04/10/2009), including hydraulic fracturing by installing the packer over the roof of the perforated reservoir, injecting the fracturing fluid into the sub-packer zone, creating the fracturing pressure in the sub-packer zone and pushing the fracturing fluid into the crack, according to the invention, the annulus is sealed first kvazhiny and drilling of radial perforations in a predetermined range of the producing formation, whereupon hydraulic fracturing (frac) while drilling the radial perforations produce oriented in a predetermined direction, and as a fracturing fluid using acid composition.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- во-первых, сложность и трудоемкость проведения процесса, так как для проведения ГРП необходимо бурение радиальных перфорированных каналов, причем это бурение осуществляют ориентированно в заданном направлении;- firstly, the complexity and complexity of the process, as for hydraulic fracturing it is necessary to drill radial perforated channels, and this drilling is carried out oriented in a given direction;

- во-вторых, ГРП осуществляют кислотным составом без крепления трещины, что в карбонатном пласте приводит к быстрому снижению продуктивности (приемистости) и требует повторных работ по улучшению проницаемости пласта, а это в целом снижает эффективность применения данного способа.- secondly, hydraulic fracturing is carried out with an acid composition without fixing the crack, which in the carbonate formation leads to a rapid decrease in productivity (injectivity) and requires repeated work to improve the permeability of the formation, and this generally reduces the effectiveness of this method.

Задачами изобретения являются упрощение осуществления способа и снижение трудоемкости его выполнения, а также повышение эффективности разработки карбонатного пласта за счет увеличения радиуса дренирования, поверхности фильтрации и площади дренирования продуктивного пласта путем создания двух направленных трещин ГРП, первую из которых закрепляют закачкой жидкости разрыва с крепителем трещины с последующей отработкой скважины на излив.The objectives of the invention are to simplify the implementation of the method and reduce the complexity of its implementation, as well as to increase the efficiency of developing a carbonate formation by increasing the drainage radius, the filtration surface and the drainage area of the productive formation by creating two directed hydraulic fractures, the first of which is fixed by pumping a fracture fluid with a crack fixer with subsequent development of the well at the spout.

Поставленная задача решается способом улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом, включающим кислотный гидравлический разрыв пласта (ГРП), путем установки пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачки в подпакерную зону жидкости гидроразрыва, создания в подпакерной зоне давления гидроразрыва и продавки в образовавшуюся трещину жидкости гидроразрыва.The problem is solved by a method of improving the hydrodynamic connection of the well with the reservoir, including acid hydraulic fracturing (Fracturing), by installing a packer over the roof of the perforated reservoir, injecting fracturing fluid into the sub-packer zone, creating hydraulic fracturing pressure in the sub-packer zone and squeezing hydraulic fracture into the resulting fracture .

Новым является то, что после кислотного ГРП производят повторный ГРП в два этапа, причем на первом этапе образовавшуюся вследствие кислотного ГРП трещину закрепляют закачкой жидкости гидроразрыва с проппантом в расчетном количестве, достаточном для изменений горизонтальных напряжений в карбонатном пласте и перпендикулярного направления второй трещины, образующейся при проведении второго этапа кислотного ГРП относительно первой трещины, причем после проведения первого этапа повторного ГРП проводят отработку скважины на излив через штуцеры в возрастающей последовательности их диаметров, при этом на первом этапе ГРП в качестве жидкости гидроразрыва используют гель, а на втором - кислотный состав.What is new is that after acid fracturing, repeated fracturing is carried out in two stages, and at the first stage, the crack formed as a result of acid fracturing is fixed by pumping hydraulic fracturing fluid with proppant in an estimated amount sufficient to change the horizontal stresses in the carbonate formation and the perpendicular direction of the second fracture formed when the second stage of acid hydraulic fracturing relative to the first fracture, and after the first stage of repeated hydraulic fracturing, the wells are drilled at the spill through fittings in an increasing sequence of their diameters, while in the first stage of hydraulic fracturing, gel is used as the hydraulic fracturing fluid, and in the second, the acid composition.

На фиг.1 изображена плоскость трещины, направленная перпендикулярно минимальному горизонтальному напряжению в пласте.Figure 1 shows the plane of the crack, directed perpendicular to the minimum horizontal stress in the reservoir.

На фиг.2 изображена схема переориентации трещины на втором этапе гидроразрыва пласта.Figure 2 shows a diagram of the reorientation of the fracture in the second stage of hydraulic fracturing.

Суть способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

На фиг.1 изображены: 1 - скважина; 2 - плоскость трещины ГРП; σмин - направление минимального горизонтального напряжения в пласте.Figure 1 shows: 1 - well; 2 - hydraulic fracture plane; σ min - the direction of the minimum horizontal stress in the reservoir.

При первичном кислотном гидроразрыве в карбонатных породах создается трещина травления за счет растворения породы карбонатного пласта в соляной кислоте. В качестве соляной кислоты применяют, например, 25%-ную соляную ингибированную кислоту, выпускаемую фирмой «НИИНЕФТЕПРОМХИМ» по ТУ 2458-264-05765670-99 (г.Чебоксары, Российская Федерация).During primary acid fracturing in carbonate rocks, an etching crack is created due to the dissolution of the carbonate formation rock in hydrochloric acid. As hydrochloric acid, for example, 25% hydrochloric inhibited acid manufactured by the company NIINEFTEPROMCHEM according to TU 2458-264-05765670-99 (Cheboksary, Russian Federation) is used.

Проведение повторного кислотного разрыва приведет к еще большему раскрытию существующей трещины. Это происходит потому, что трещина гидроразрыва образуется всегда перпендикулярно направлению минимального главного напряжения в пласте и растворение породы в существующей трещине приведет к еще большему снижению напряжения в данном направлении.Repeated acid fracturing will lead to even greater opening of the existing crack. This is because a hydraulic fracture always forms perpendicular to the direction of the minimum principal stress in the formation and dissolution of the rock in the existing fracture will lead to an even greater decrease in stress in this direction.

Чтобы повысить эффективность повторного гидроразрыва и увеличить охват пласта выработкой запасов, вторая трещина должна пройти перпендикулярно первой. Чтобы добиться этого, повторный гидроразрыв следует провести в два этапа.To increase the efficiency of repeated hydraulic fracturing and increase the coverage of the reservoir by depletion of reserves, the second fracture should be perpendicular to the first. To achieve this, repeated fracturing should be carried out in two stages.

С целью изменения горизонтальных напряжений в карбонатном пласте и азимутальной ориентации второй трещины перпендикулярно направлению первичной трещины, на первом этапе закачивают жидкость гидроразрыва (гель) с пропантом, чтобы набить и раздвинуть стенки первой трещины, образовавшейся вследствие кислотного ГРП.In order to change the horizontal stresses in the carbonate formation and the azimuthal orientation of the second fracture perpendicular to the direction of the primary fracture, at the first stage hydraulic fracturing fluid (gel) with proppant is pumped to fill and push the walls of the first fracture formed due to acid fracturing.

Количество закачанного проппанта должно быть достаточным для того, чтобы деформировать и максимально раздвинуть стенки существующей трещины так, чтобы минимальное горизонтальное напряжение в пласте, перпендикулярное стенкам трещины возросло более, чем промежуточное главное напряжение.The amount of proppant injected must be sufficient to deform and maximize the walls of the existing fracture so that the minimum horizontal stress in the formation perpendicular to the walls of the fracture increases more than the intermediate main stress.

С этой целью производят закачку геля (гелеобразной жидкости гидроразрыва) порциями: первая - в объеме, равном от 12 до 14 м3 с расходом 2 м3/мин; вторая - закачка жидкости разрыва совместно с крепителем трещин в объеме от 30 до 35 м3 с расходом 2 м3/мин, причем в качестве крепителя трещин используют проппант фракции 20/40 меш по ГОСТ Р 51761-2005, причем концентрацию проппанта в жидкости гидроразрыва плавно увеличивают, после чего осуществляют продавку технологической жидкости в объеме, равном внутреннему объему спущенных НКТ, со ступенчатым снижением расхода от 2 до 1 м3/мин.For this purpose, the gel is injected (gelled hydraulic fracturing fluid) in portions: the first in an amount equal to 12 to 14 m 3 with a flow rate of 2 m 3 / min; the second is the injection of the fracture fluid together with the crack fixer in a volume of 30 to 35 m 3 with a flow rate of 2 m 3 / min, and the proppant of the 20/40 mesh fraction according to GOST R 51761-2005, the proppant concentration in the fracturing fluid, is used as the crack fixer gradually increase, after which the process fluid is squeezed in an amount equal to the internal volume of the lowered tubing, with a stepwise reduction in flow rate from 2 to 1 m 3 / min.

В качестве гелеобразной жидкости применяют известные составы, например, разработанные ЗАО «ХимекоГАНГ», имеющие торговые наименования «Химеко-Н» (ТУ 2481-053-17197708), «Химеко-Т» (ТУ2481-077-17197708-03), «Химеко-В» (ТУ 2499-038-17197708-98). Порядок приготовления гелеобразной жидкости и ее закачки с помощью насосного агрегата ЦА-320 описан в патенте RU №2358100, МПК 8 E21B 43/26, опубл. в бюл. №16 от 10.06.2009 г. В качестве дополнительного примера использования гелеобразной жидкости может быть структурированная углеводородная гелеобразная композиция для гидравлического разрыва пласта, описанная в патенте RU №2043491, МПК 8 E21B 43/26, опубл. 10.09.1995 г.As a gel-like liquid, known compositions are used, for example, those developed by KhimekoGANG CJSC with the trade names Khimeko-N (TU 2481-053-17197708), Khimeko-T (TU2481-077-17197708-03), and Khimeko -B "(TU 2499-038-17197708-98). The procedure for the preparation of gelled liquid and its injection using the pump unit CA-320 is described in patent RU No. 2358100, IPC 8 E21B 43/26, publ. in bull. No. 16 dated 06/10/2009. As an additional example of the use of a gel-like fluid, there may be a structured hydrocarbon-like gel composition for hydraulic fracturing described in RU patent No. 2043491, IPC 8 E21B 43/26, publ. September 10, 1995

По окончании первого этапа повторного ГРП для закрепления пропанта, закачанного в первичную трещину и, соответственно, закрепления достигнутого значения минимального горизонтального напряжения в пласте, которое вследствие закачки в первую трещину расчетного количества пропанта превышает значение промежуточного главного напряжения в продуктивном пласте, производят отработку скважины на излив через штуцеры в возрастающей последовательности их диаметров: 2, 4, 8, 16 мм и тем самым обеспечивают плавное увеличение депрессии в призабойной зоне, сопровождающееся выносом жидкости гидроразрыва, укреплением горным давлением пропанта в трещине, при этом во всем процессе работ ГРП в коллектор призабойной зоны извне не попадает водная фаза, что благоприятствует движению и извлечению нефтяной фазы. Например, штуцеры устанавливают внутри патрубка, выполненного в виде отрезка трубы, которую наворачивают на верхний конец колонны труб после того, как закроют трубную задвижку (после проведения первого этапа ГРП). После этого открывают трубную задвижку и пускают скважину на излив, например в емкость (на фиг.1 и 2 не показано). По окончании излива (по истечении времени) отворачивают патрубок со штуцерами с колонны труб на устье скважины и приступают к осуществлению второго этапа ГРП.At the end of the first stage of repeated hydraulic fracturing, in order to fix the proppant pumped into the primary fracture and, accordingly, consolidate the achieved value of the minimum horizontal stress in the reservoir, which, due to the injection of the estimated amount of proppant to the first fracture, exceeds the value of the intermediate main stress in the reservoir, the well is drilled at the outflow through fittings in an increasing sequence of their diameters: 2, 4, 8, 16 mm and thereby provide a smooth increase in depression in the bottom hole it is accompanied by the removal of hydraulic fracturing fluid, strengthening of proppant rock pressure in the fracture, while during the entire hydraulic fracturing process, the aqueous phase does not enter the bottomhole reservoir from the outside, which favors the movement and recovery of the oil phase. For example, the fittings are installed inside a pipe made in the form of a pipe segment, which is screwed onto the upper end of the pipe string after the pipe valve is closed (after the first stage of hydraulic fracturing). After that, the pipe valve is opened and the well is launched into the spout, for example, into a container (not shown in Figs. 1 and 2). At the end of the spout (after time), turn off the pipe with fittings from the pipe string at the wellhead and begin the second stage of hydraulic fracturing.

Производят второй этап повторного ГРП с применением кислотного состава (кислотный гидроразрыв пласта), но при этом за счет перераспределения направлений напряжения вторая трещина развивается перпендикулярно первой и лишь вдали от скважины повернется и выровняется соответственно направлениям промежуточных главных напряжений в нетронутом массиве пород (см. фиг.2).The second stage of repeated hydraulic fracturing is carried out using an acid composition (acid hydraulic fracturing), but due to redistribution of stress directions, the second fracture develops perpendicular to the first and only away from the well will it turn and align according to the directions of the intermediate main stresses in the intact rock mass (see Fig. 2).

Второй этап кислотного ГРП производится аналогично созданию первой трещины кислотным ГРП (см. выше), например, с применением соляной кислоты.The second stage of acid fracturing is performed similarly to creating the first fracture with acid fracturing (see above), for example, using hydrochloric acid.

Для того чтобы изменить направление минимального горизонтального напряжения в пласте, необходимо увеличить поле минимальных напряжений приблизительно на 20% так, чтобы выполнялось условие:In order to change the direction of the minimum horizontal stress in the formation, it is necessary to increase the field of minimum stress by approximately 20% so that the condition is satisfied:

σ'мин▷σмин,σ ' min ▷ σ min

где σ'мин - величина, на которую необходимо увеличить горизонтальное напряжение в пласте, МПа;where σ ' min - the value by which it is necessary to increase the horizontal stress in the reservoir, MPa;

σмин - минимальное горизонтальное напряжение в пласте, МПа.σ min - the minimum horizontal stress in the reservoir, MPa.

Величину, на которую необходимо увеличить горизонтальное напряжение в пласте, определим по формуле:The value by which it is necessary to increase the horizontal stress in the reservoir is determined by the formula:

σ'мин▷σмин · 0,2 МПа.σ ' min ▷ σ min · 0.2 MPa.

Минимальное горизонтальное напряжение в пласте определим по формуле:The minimum horizontal stress in the reservoir is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ν - коэффициент Пуассона для карбонатных пород;where ν is the Poisson's ratio for carbonate rocks;

σν - вертикальное горное давление, МПа;σ ν - vertical rock pressure, MPa;

α - константа пороупругости, принимаем равной 0,9;α is the constant of poroelasticity, taken equal to 0.9;

p - пластовое давление, МПа.p - reservoir pressure, MPa.

Эффективное давление, которое необходимо создать в трещине, для того чтобы раздвинуть стенки существующей трещины в пласте, рассчитаем по формуле:The effective pressure that must be created in the fracture in order to push the walls of the existing fracture in the reservoir, we calculate by the formula:

рэфмин·1,2 МПа.p eff = σ min · 1.2 MPa.

Вертикальное горное давление определим по формуле:Vertical rock pressure is determined by the formula:

σν= ρгgH, МПа,σ ν = ρ g gH, MPa,

где ρг - плотность горных пород (для карбонатов принимаем равным 2,5 т/м3);where ρ g is the density of rocks (for carbonates taken equal to 2.5 t / m 3 );

g - ускорение свободного падения, м/с;g is the acceleration of gravity, m / s;

Н - глубина залегания пласта по вертикали, м.H - vertical depth of the reservoir, m

Чтобы обеспечить условие σ'мин▷σмин, необходимо закачать в трещину проппант массой, определенной по следующей формуле:To ensure the condition σ ' min ▷ σ min , it is necessary to pump proppant into the fracture with a mass determined by the following formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где xf - полудлина трещины, м;where x f is the half-length of the crack, m;

hf - высота трещины, м;h f - crack height, m;

Figure 00000003
- средняя ширина трещины, м;
Figure 00000003
- average crack width, m;

ρпроп - плотность пропанта, принимаем равной 3,08 т/м3.ρ prop - the density of the proppant, taken equal to 3.08 t / m 3 .

Среднюю ширину трещины определим по формуле:The average crack width is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где с - коэффициент податливости трещины и определяется по формуле:where c is the ductility coefficient of the crack and is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где: π - 3,141592653…;where: π - 3,141592653 ...;

hf - высота трещины, м;h f - crack height, m;

E' - модуль плоской деформации, определяется по формуле:E '- the modulus of flat deformation, is determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где Е - модуль Юнга для карбонатных пород.where E is Young's modulus for carbonate rocks.

Предложенный способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом прост в осуществлении и имеет низкую трудоемкость его выполнения, так как исключает бурение радиальных перфорированных каналов, что позволяет сократить время, а значит, сэкономить материальные и финансовые средства.The proposed method for improving the hydrodynamic connection of the well with the reservoir is simple and has a low complexity, since it eliminates the drilling of radial perforated channels, which reduces the time and, therefore, saves material and financial resources.

Кроме того, при реализации данного способа повышается эффективность разработки карбонатного пласта за счет увеличения радиуса дренирования, поверхности фильтрации и площади дренирования продуктивного пласта путем создания двух направленных трещин при проведении ГРП в два этапа, первую из которых закрепляют закачкой жидкости гидроразрыва с крепителем трещины с последующей отработкой скважины на излив.In addition, when implementing this method, the development efficiency of the carbonate formation is increased by increasing the drainage radius, the filtration surface and the drainage area of the productive formation by creating two directed cracks during hydraulic fracturing in two stages, the first of which is fixed by pumping hydraulic fracturing fluid with a crack fixer followed by testing spout wells.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Производят кислотный гидравлический разрыв пласта (ГРП), при этом в карбонатном пласте образуется трещина травления (первая) за счет растворения породы карбонатного пласта в соляной кислоте.Hydraulic fracturing is performed, while an etching crack (first) is formed in the carbonate formation due to the dissolution of the carbonate formation in hydrochloric acid.

Далее производят первый этап повторного ГРП. Для этого рассчитывают количество пропанта для закрепления первой трещины, достаточного для изменений горизонтальных напряжений в карбонатном пласте и перпендикулярного направления второй трещины, образующейся при проведении второго этапа ГРП относительно первой трещины.Next, the first stage of repeated hydraulic fracturing is performed. To do this, calculate the amount of proppant to fix the first fracture, sufficient for changes in horizontal stresses in the carbonate formation and the perpendicular direction of the second fracture formed during the second stage of hydraulic fracturing relative to the first fracture.

Исходные данные для расчетаThe initial data for the calculation

Плотность горных пород для карбонатов (ρг) принимаем равной 2,5 т/м3; g - ускорение свободного падения - 9,81 м2/с; глубина залегания пласта по вертикали Н - 1500 м; коэффициент Пуассона для карбонатных пород (ν) примем 0,30; константу пороупругости (α) принимаем равной 0,9; пластовое давление (p) примем равным 100 атм; высота первоначальной трещины кислотного ГРП (hf) определяется при помощи методов ГИС, в качестве примера примем 7 метров; модуль Юнга для карбонатных пород (Е) примем равным 10000 МПа; усредненно примем, что полудлина трещины (xf) составила 50 м; плотность пропанта (ρпроп) принимаем равной 3,08 т/м3.The density of rocks for carbonates (ρ g ) is taken equal to 2.5 t / m 3 ; g - acceleration of gravity - 9.81 m 2 / s; the depth of the vertical bed N - 1500 m; Poisson's ratio for carbonate rocks (ν) we take 0.30; poroelasticity constant (α) is taken equal to 0.9; reservoir pressure (p) is assumed to be 100 atm; the initial crack height of acid fracturing (h f ) is determined using well logging methods, as an example we take 7 meters; Young's modulus for carbonate rocks (E) is assumed to be 10,000 MPa; averagely assume that the half-length of the crack (x f ) was 50 m; the density of the proppant (ρ prop ) is taken equal to 3.08 t / m 3 .

1. Рассчитаем вертикальное горное давление:1. Calculate the vertical rock pressure:

σvгgH=2,5·9,81·1500=36,8 МПаσ v = ρ g gH = 2.5 · 9.81 · 1500 = 36.8 MPa

2. Определим минимальное горизонтальное напряжение в пласте:2. Determine the minimum horizontal stress in the reservoir:

Figure 00000007
Figure 00000007

3. Эффективное давление в трещине рассчитаем по формуле:3. The effective pressure in the crack is calculated by the formula:

рэфмин·1,2=21·1,2=25,2 МПаp eff = σ min · 1.2 = 21 · 1.2 = 25.2 MPa

4. Величину, на которую необходимо увеличить горизонтальное напряжение, определим по формуле:4. The value by which it is necessary to increase the horizontal stress is determined by the formula:

σ'минмин·0,2=21·0,2=4,2 МПаσ ' min = σ min · 0.2 = 21 · 0.2 = 4.2 MPa

5. Рассчитаем модуль плоской деформации:5. Calculate the modulus of flat deformation:

Figure 00000008
Figure 00000008

6. Коэффициент податливости трещины определим по формуле:6. The compliance coefficient of the crack is determined by the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

7. Среднюю ширину трещины рассчитаем по формуле:7. The average crack width is calculated by the formula:

Figure 00000010
Figure 00000010

8. Определим количество (массу) проппанта, которое необходимо закачать в первую трещину при осуществлении первого этапа повторного ГРП:8. Determine the amount (mass) of proppant that must be pumped into the first fracture during the first stage of repeated hydraulic fracturing:

Figure 00000011
Figure 00000011

Следовательно, для того чтобы изменить направление минимальных горизонтальных напряжений в пласте и перпендикулярно направить вторую трещину, образующуюся при проведении второго этапа ГРП относительно первой трещины, необходимо закачать в первую трещину ГРП не менее 9 т проппанта.Therefore, in order to change the direction of the minimum horizontal stresses in the formation and to perpendicularly direct the second fracture formed during the second stage of hydraulic fracturing relative to the first fracture, it is necessary to pump at least 9 tons of proppant into the first hydraulic fracture.

По окончании первого этапа повторного ГРП для закрепления проппанта, закачанного в первую трещину продуктивного пласта, и, соответственно, закрепления достигнутого значения минимального горизонтального напряжения в пласте, которое вследствие закачки в первую трещину расчетного количества проппанта превышает значение промежуточного главного напряжения в продуктивном пласте, производят отработку скважины на излив через штуцеры в возрастающей последовательности их диаметров: 2, 4, 8, 16 мм. Например, штуцеры (на фиг.1 и 2 не показано) устанавливают внутри патрубка, выполненного в виде отрезка трубы, которую наворачивают на верхний конец колонны труб после того, как закроют трубную задвижку (после проведения первого этапа ГРП). После этого открывают трубную задвижку и пускают скважину на излив, например, в емкость. По окончании излива (по истечении времени) отворачивают патрубок со штуцерами с колонны труб на устье скважины и приступают к осуществлению второго этапа ГРП.At the end of the first stage of repeated hydraulic fracturing, to fix the proppant injected into the first fracture of the reservoir, and, accordingly, fix the achieved value of the minimum horizontal stress in the reservoir, which, due to the injection of the estimated amount of proppant to the first fracture, exceeds the value of the intermediate main stress in the reservoir, spill wells through fittings in an increasing sequence of their diameters: 2, 4, 8, 16 mm. For example, the fittings (not shown in FIGS. 1 and 2) are installed inside a pipe made in the form of a pipe segment that is screwed onto the upper end of the pipe string after the pipe valve is closed (after the first hydraulic fracturing stage). After that, the pipe valve is opened and the well is poured into the spout, for example, in a tank. At the end of the spout (after time), turn off the pipe with fittings from the pipe string at the wellhead and begin the second stage of hydraulic fracturing.

Первая трещина, образованная вследствие кислотного ГРП, была заполнена пропантом в количестве не менее 9 т, и пропант был закреплен в первой трещине продуктивного пласта путем отработки скважины на излив. Это позволило закрепить достигнутое значение минимального горизонтального напряжения в пласте, которое вследствие закачки в первую трещину расчетного количества пропанта превышает значение промежуточного главного напряжения в продуктивном пласте, поэтому при осуществлении второго этапа кислотного ГРП происходит перераспределение направлений напряжения и вторая трещина образуется перпендикулярно первой трещине.The first fracture, formed as a result of acid fracturing, was filled with proppant in an amount of at least 9 tons, and the proppant was fixed in the first fracture of the productive formation by working out a well for spill. This allowed us to fix the achieved value of the minimum horizontal stress in the formation, which, due to the injection of the calculated amount of proppant into the first fracture, exceeds the value of the intermediate main stress in the reservoir, therefore, during the second stage of acid fracturing, the stress directions are redistributed and the second crack is formed perpendicular to the first crack.

Claims (1)

Способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом, включающий кислотный гидравлический разрыв пласта (ГРП), путем установки пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачки в подпакерную зону жидкости гидроразрыва, создания в подпакерной зоне давления гидроразрыва и продавки в образовавшуюся трещину жидкости гидроразрыва, отличающийся тем, что после кислотного ГРП производят повторный ГРП в два этапа, причем на первом этапе образовавшуюся вследствие кислотного ГРП трещину закрепляют закачкой жидкости гидроразрыва с проппантом в расчетном количестве, достаточном для изменения горизонтальных напряжений в карбонатном пласте и перпендикулярного направления второй трещины, образующейся при проведении второго этапа кислотного ГРП относительно первой трещины, причем после проведения первого этапа повторного ГРП проводят отработку скважины на излив через штуцеры в возрастающей последовательности их диаметров, при этом на первом этапе ГРП в качестве жидкости гидроразрыва используют гель, а на втором - кислотный состав. A method for improving the hydrodynamic connection of a well with a reservoir, including acid hydraulic fracturing (Fracturing), by installing a packer over the roof of a perforated reservoir, injecting frac fluid into the sub-packer zone, creating frac pressure in the sub-packer zone and pumping fracturing fluid into the resulting crack, characterized in that after acid hydraulic fracturing, repeated hydraulic fracturing is performed in two stages, and at the first stage, the crack formed as a result of acid fracturing is fixed by injection hydraulic fracturing fluid with proppant in an estimated amount sufficient to change the horizontal stresses in the carbonate formation and the perpendicular direction of the second fracture formed during the second stage of acid fracturing relative to the first fracture, and after the first stage of repeated fracturing, the well is poured through the nozzles in ascending order their diameters, while in the first stage of hydraulic fracturing, a gel is used as the hydraulic fracturing fluid, and in the second, the acid composition.
RU2011114257/03A 2011-04-12 2011-04-12 Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation RU2462590C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114257/03A RU2462590C1 (en) 2011-04-12 2011-04-12 Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114257/03A RU2462590C1 (en) 2011-04-12 2011-04-12 Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2462590C1 true RU2462590C1 (en) 2012-09-27

Family

ID=47078535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114257/03A RU2462590C1 (en) 2011-04-12 2011-04-12 Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2462590C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541693C1 (en) * 2014-01-09 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for formation hydraulic fracturing in horizontal open well shaft
RU2543004C1 (en) * 2014-02-12 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of acid longitudinal hydraulic fracturing of low-permeable terrigenous collector
RU2551571C1 (en) * 2014-09-10 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method to develop oil pool
RU2579093C1 (en) * 2015-03-27 2016-03-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for repeated hydraulic fracturing
RU2657052C1 (en) * 2017-04-21 2018-06-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук Method of testing and conversion of fluid-saturated fracture reservoir bed (variants)
RU2660702C1 (en) * 2017-08-08 2018-07-09 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method for determining maximum horizontal stress of oil and gas formation
WO2018147756A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-16 Шлюмберже Канада Лимитед Method of repeat hydraulic fracturing in a horizontal well
RU2724705C1 (en) * 2019-08-29 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of intensification of well operation after its construction
RU2737630C1 (en) * 2019-12-10 2020-12-01 Публичное акционерное общество "Славнефть-Мегионнефтегаз" Method for repeated multi-stage hydraulic fracturing of formation in horizontal well
RU2775112C1 (en) * 2021-08-13 2022-06-28 Николай Маратович Шамсутдинов Method for repeated multistage hydraulic fracturing in a well with a horizontal tailing-in using a casing string of a smaller diameter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2055172C1 (en) * 1994-02-10 1996-02-27 Акционерное общество закрытого типа "Нефте-Интенс" Method for hydraulic fracturing of formation
RU2351751C2 (en) * 2007-06-09 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Method of improving hydro-dynamic connection of borehole with pay-out bed
RU2375562C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа " ОАО "ТомскНИПИнефть" Method of oil field development

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2055172C1 (en) * 1994-02-10 1996-02-27 Акционерное общество закрытого типа "Нефте-Интенс" Method for hydraulic fracturing of formation
RU2351751C2 (en) * 2007-06-09 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Method of improving hydro-dynamic connection of borehole with pay-out bed
RU2375562C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа " ОАО "ТомскНИПИнефть" Method of oil field development

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541693C1 (en) * 2014-01-09 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for formation hydraulic fracturing in horizontal open well shaft
RU2543004C1 (en) * 2014-02-12 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of acid longitudinal hydraulic fracturing of low-permeable terrigenous collector
RU2551571C1 (en) * 2014-09-10 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method to develop oil pool
RU2579093C1 (en) * 2015-03-27 2016-03-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for repeated hydraulic fracturing
WO2018147756A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-16 Шлюмберже Канада Лимитед Method of repeat hydraulic fracturing in a horizontal well
US11091994B2 (en) 2017-02-08 2021-08-17 Schlumberger Technology Corporation Method of refracturing in a horizontal well
RU2657052C1 (en) * 2017-04-21 2018-06-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук Method of testing and conversion of fluid-saturated fracture reservoir bed (variants)
RU2660702C1 (en) * 2017-08-08 2018-07-09 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method for determining maximum horizontal stress of oil and gas formation
RU2724705C1 (en) * 2019-08-29 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of intensification of well operation after its construction
RU2737630C1 (en) * 2019-12-10 2020-12-01 Публичное акционерное общество "Славнефть-Мегионнефтегаз" Method for repeated multi-stage hydraulic fracturing of formation in horizontal well
RU2775112C1 (en) * 2021-08-13 2022-06-28 Николай Маратович Шамсутдинов Method for repeated multistage hydraulic fracturing in a well with a horizontal tailing-in using a casing string of a smaller diameter
RU2813270C1 (en) * 2023-02-27 2024-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Нефтяных Технологий" (ООО "ЦНТ") Method for treating bottomhole and remote zones of oil and gas bearing formation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2462590C1 (en) Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation
US9494025B2 (en) Control fracturing in unconventional reservoirs
RU2359115C2 (en) Control by several azimuths by vertical cracks, appearing at hydraulic fracturing in friable or slightly cemented sediments
CN105332676B (en) Close the mining control method and device of layer exploitation coal bed gas well top payzone exposure
CN109931045B (en) Self-supporting acid fracturing method of double-seam system
US20150129211A1 (en) Multi-stage fracture injection process for enhanced resource production from shales
EP3303768A1 (en) Thermally induced low flow rate fracturing
RU2483209C1 (en) Method of hydraulic fracturing of well formation
RU2336414C1 (en) Method to develop isolated lithologically screened oil-saturated lense
RU2485296C1 (en) Method for improvement of hydrodynamic communication of well with productive formation
AU2015345950A1 (en) Multi-stage fracture injection process for enhanced resource production from shales
RU2522366C1 (en) Method of hydraulic fracturing of well formation
CN110259421A (en) Fractured compact oil reservoir water injection energy supplementing method
RU2515651C1 (en) Method for multiple hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well
Parshall Barnett Shale showcases tight-gas development
RU2637539C1 (en) Method for formation of cracks or fractures
RU2743478C1 (en) Difficult turonian gas production method
RU2595112C1 (en) Method for development of oil deposit at late stage of development
RU2627345C1 (en) Development method of high-viscosity oil or bitumen deposit with application of hydraulic fracture
RU2510456C2 (en) Formation method of vertically directed fracture at hydraulic fracturing of productive formation
RU2485297C1 (en) Development method of oil deposits by means of well interconnected through productive formation
RU2613403C1 (en) Method for hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well
RU2705643C1 (en) Method of intensification of well operation after its construction
Tremblay Cold production of heavy oil
RU2584191C2 (en) Method for hydraulic fracturing of productive formation